[发明专利]一种改性填料离子增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法

摘要

一种改性填料离子增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法，复合材料基体为聚四氟乙烯，填充离子包括四针状氧化锌晶须、芳纶纤维玻璃纤维以及纳米二氧化钛，其中四针状氧化锌晶须、芳纶纤维、玻璃纤维以及纳米二氧化钛的质量分别占聚四氟乙烯粉末质量的10-12%、5-7%、3-4%以及2-3%，聚四氟乙烯为120-150目的聚四氟乙烯粉末，四针状氧化锌晶须长度12-14μm，根部直径3-5μm，芳纶纤维长度为2-2.5mm、单丝直径8-10μm，玻璃纤维为120-140目的玻璃纤维粉末，所述的纳米二氧化钛粒径为15-30nm。本发明通过改性增强型聚四氟乙烯复合材料，具有机械强度高、耐磨性好、导热性好、线膨胀系数较小以及抗静电性能优良的优点，在很大程度上改善聚四氟乙烯材料的力学性能及热稳定性，进一步拓宽其应用领域。

主权项

一种改性填料离子增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，复合材料基体为聚四氟乙烯，填充离子包括四针状氧化锌晶须、芳纶纤维、玻璃纤维以及纳米二氧化钛，其中四针状氧化锌晶须、芳纶纤维、玻璃纤维以及纳米二氧化钛的质量分别占聚四氟乙烯粉末质量的10‑12%、5‑7%、3‑4%以及2‑3%，所述的聚四氟乙烯为120‑150目的聚四氟乙烯粉末，所述的四针状氧化锌晶须长度12‑14μm，根部直径3‑5μm，所述的芳纶纤维长度为2‑2.5mm、单丝直径8‑10μm，所述的玻璃纤维为120‑140目的玻璃纤维粉末，所述的纳米二氧化钛粒径为15‑30nm；所述的四针状氧化锌晶须需要按照以下方法进行改性：称量0.5‑0.8 g 硅烷偶联剂溶解在60‑70ml丙酮中，再滴加草酸调节PH至5～6，静置20‑25分钟；然后称量12‑14g 四针状氧化锌晶须置于上述溶液中，在55‑58℃温度下对搅拌5‑6小时；然后抽滤、烘干溶剂得到改性四针状氧化锌晶须备用；所述的芳纶纤维需要进行以下预处理：将芳纶纤维在丙酮中浸泡8‑10小时，然后分别在水和乙醇中煮沸2‑3小时，烘干备用；所述的玻璃纤维需要按照以下方法进行改性：称量1‑1.2g 硅烷偶联剂溶解在40‑50 ml丙酮中，然后称量8‑10g 玻璃纤维置于上述溶液中，在25‑30℃温度下对搅拌0.5‑1小时；然后再70‑75℃干燥2‑3小时，在110‑112℃活化1‑1.5小时后备用；所述的纳米二氧化钛需要按照以下方法进行改性：称取1‑1.5g硅烷偶联剂混合在80‑120g水中；纳米二氧化钛和三乙醇胺按照质量比1：0.5‑1混合研磨；称取研磨料15‑20g分散到上述含有硅烷偶联剂的水体中，调节PH至8.5‑8.8，搅拌3‑4小时，然后抽滤、烘干得到改性纳米二氧化钛备用；复合材料的具体制备步骤如下：（1）、将改性或预处理后的四针状氧化锌晶须、芳纶纤维、玻璃纤维以及纳米二氧化钛在高速搅拌下混合均匀，然后加入聚四氟乙烯粉末球磨25‑30分钟得到混料；（2）、将混料再将得到的混合物在40‑50MPa条件下恒压30‑40分钟冷压成型，再进行烧结固化成型，在180℃以下时升温速率控制为65‑72℃/h，200℃以上为55‑58℃/h，最后在385℃保温4‑5小时，然后以50‑55℃/h的降温速率降温至200℃，200℃以下降温速率为65‑70℃/h，最终降温至室温，将样品打磨加工，即得到聚四氟乙烯复合材料制品。