運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚四氟乙烯與鋼板的粘結方法，具體地說是一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝及應用。
【背景技術】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)具有非常低的表面能、較高的結晶度、結構高度對稱、溶解性參數小等特點，其具有高潤滑性、不粘性等特質，故而粘結性能較差，采用一般的粘接方法很難將聚四氟乙烯牢固的粘接到其他材料上。目前行業內較多通過化學處理法(比如運用納-萘溶液腐蝕掉材料表面的氟原子，留下碳化層和極性基團，使得材料的表面能增大、接觸角變小、潤濕性提高)或者射線處理(比如將聚四氟乙烯置于苯乙烯、反丁烯二酸等可聚合單體中，以Co6°輻射使單體在材料表面發生化學反應，最終使得粘結強度提高)的辦法來提高聚四氟乙烯的粘接性能，其他還有高溫熔融法、氣體熱氧化法、低溫等離子體處理法等方法，雖然取得了一定的效果，但是由于它們本身的缺陷很難推廣在更廣闊的工藝領域使用。
[0003]然而上述現有的技術中，化學處理法較為常用的納-萘溶液處理聚四氟乙烯時，會產生有毒物質，并且在長期陽光照射下粘接容易失效；而射線處理方法本身工藝要求條件非常苛刻，難以推廣。這樣，就需要一種工藝條件不復雜、環保、成本相對低廉的工藝方法將聚四氟乙烯粘接至其他材料表面。
【發明內容】
[0004]本發明為解決現有的問題，旨在提供一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝，主要包含聚四氟乙烯改性處理、過渡層混合、等鋼燒結三個步驟:
步驟一:聚四氟乙烯改性處理；將70-90組分的聚四氟乙烯粉末、5-20組分的石墨粉末、1-5組分的聚苯硫醚、1-5組分的聚酰亞胺、5-15組分的玻璃纖維、1-5組分的鐵粉充分混合攪拌均勻；
步驟二:過渡層混合；將20-50組分聚酰亞胺、20-50組分的聚四氟乙烯粉、20-50組分的聚苯硫醚、1-10組分的玻璃纖維、1-5組分的鐵粉充分混合攪拌均勻；
步驟三:等鋼燒結；將要燒結聚四氟乙烯的鋼板先做噴砂處理之sa2.5級，然后放置上成型模具；然后在鋼板噴砂表面均勻灑上一層步驟二得到的中間層過渡層，在灑上一層經過步驟一改性聚四氟乙烯粉；
步驟四，將復合粉通過模具及設備加壓至lOMPa，然后開始加溫，保持10°C /min的升溫速度至320°C后保溫30min，然后按5°C /min的降溫速度將溫度降至250°C，然后將次溫度保持20min ；
然后按5°C /min的降溫速度冷卻至室溫并泄至常壓，隨后拆除模具即可。
[0006]其中，步驟三中在鋼板噴砂表面的過渡層的厚度為l_2mm。
[0007]其中，步驟三中的改性聚四氟乙烯粉的厚度為20_25mm。
[0008]一種摩擦副，包括上固定板、下固定板；其中上固定板的下方設有鏡面滑板，所述下固定板的上方設有鋼板，其特征在于，在鏡面滑板和鋼板之間還包括復合層，所述復合層采用上述工藝得到的改性復合聚四氟乙烯，此外復合層和鋼板之間采用上述步驟三、步驟四的工藝進行連接。
[0009]和現有技術相比，本發明工藝簡單、成本低廉；滿足大批量生產要求；粘接強度得到提高；生產過程中不產生有毒有害物質，更為環保。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的實施例的結構示意圖。
[0011]圖2為本發明的實施例的樣品照片。
[0012]參見圖1, I為上固定板,2為下固定板,3為燒結結合面,4為復合層,5為鏡面滑板，6為鋼板。
【具體實施方式】
[0013]現結合附圖對本發明作進一步地說明。
[0014]參見圖1和圖2，圖1、圖2展示的是本發明的一個實施例，即摩擦副。
[0015]摩擦副廣泛用于管道、設備、橋梁、建筑等領域。現有的摩擦副結構中，聚四氟乙烯的固定就顯得尤為重要，傳統的固定方法有機械固定、與鑲嵌法。機械固定法、鑲嵌法容易在運輸中脫落。鑲嵌于孔板內部的聚四氟乙烯材料未被利用，造成浪費。
[0016]而采用本專利技術制成的摩擦副可以很好解決上述問題。參見圖1，實施例中的摩擦副包括上固定板1、下固定板2 ;其中上固定板I的下方設有鏡面滑板5，所述下固定板2的上方設有鋼板6。在鏡面滑板5和鋼板6之間還包括復合層4，所述復合層4和鋼板6之間采用本發明的技術方案的工藝進行連接。
[0017]首先生產復合層4，復合層4由聚四氟乙烯和過渡層組成。其中，應進行聚四氟乙烯改性處理:將74組分的聚四氟乙烯粉末、8組分的石墨粉末、1.5組分的聚苯硫醚、1.5組分的聚酰亞胺、12組分的玻璃纖維、I組分的鐵粉、2組分的二硫化鑰粉充分混合攪拌均勻，上述材料置入密閉攪拌機內攪拌3-5分鐘。
[0018]隨后進行中間的過渡層的混合:將35組分聚酰亞胺、20組分的聚四氟乙烯粉、35組分的聚苯硫醚、5組分的玻璃纖維、2組分的鐵粉、2組分二硫化鑰粉混合攪拌均勻，上述材料置入密閉攪拌機內攪拌3-5分鐘。
[0019]等鋼燒結:將要燒結聚四氟乙烯的鋼板6先做噴砂處理之sa2.5級，然后放置上成型模具。然后在鋼板6噴砂表面均勻灑上一層中間層過渡層，在灑上一層改性聚四氟乙烯粉。然后將上述全部混合的粉末通過模具及設備加壓至lOMPa，然后開始加溫，保持10C /min的升溫速度至320°C后保溫30min后，然后按5°C /min的降溫速度將溫度降至250°C，然后保持20min。然后按5°C/min的降溫速度冷卻至室溫并泄至常壓，拆除模具即可。最終成型的產品參見圖2所示內容。
[0020]其中，在上述實施例中鋼板6噴砂表面的中間層過渡層的厚度可以優選為1.5mm。隨后實施的改性聚四氟乙烯粉的厚度可以優選為20mm。
[0021]據檢測，采用本發明的工藝房后，由改性聚四氟乙烯可牢靠地粘接在鋼板6上，剪切強度可達到4.2MPa以上，遠高于現有技術中的2-3MPa。粘結強度的提高對于摩擦副等工業產品的性能提高是個重要幫助。
[0022]在本發明的實施過程中，僅需完成攪拌、噴灑、改變溫度等常規操作，所需設備也是攪拌機、噴涂設備、加熱設備等常規裝置，工藝過程簡單、設備要求低、實施門檻低，所以操作的成本低廉、能滿足大批量生產要求；生產過程中不使用腐蝕性溶劑、有機物質和放射性物質，故不產生有毒有害物質，相對于現有技術更為環保，更符合現代工業的理念。
[0023]上面結合附圖及實施例描述了本發明的實施方式，實施例并不構成對本發明的限制，本領域內熟練的技術人員可依據需要做出調整，在所附權利要求的范圍內做出各種變形或修改均在保護范圍內。
【主權項】
1.一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝，其特征在于主要包含聚四氟乙烯改性處理、過渡層混合、等鋼燒結三個步驟: 步驟一:聚四氟乙烯改性處理； 將70-90組分的聚四氟乙烯粉末、5-20組分的石墨粉末、1-5組分的聚苯硫醚、1-5組分的聚酰亞胺、5-15組分的玻璃纖維、1-5組分的鐵粉充分混合攪拌均勻； 步驟二:過渡層混合； 將20-50組分聚酰亞胺、20-50組分的聚四氟乙烯粉、20-50組分的聚苯硫醚、1-10組分的玻璃纖維、1-5組分的鐵粉充分混合攪拌均勻； 步驟三:等鋼燒結； 將要燒結聚四氟乙烯的鋼板先做噴砂處理之sa2.5級，然后放置上成型模具；然后在鋼板噴砂表面均勻灑上一層由步驟二得到的中間層過渡層，在灑上一層經過步驟一改性聚四氟乙烯粉； 步驟四，將上述全部混合的粉末材料通過模具及設備加壓至lOMPa，然后開始加溫，保持10°C /min的升溫速度至320°C后保溫30min，然后按5°C /min的降溫速度將溫度降至250°C，然后將次溫度保持20min ； 然后按5°C /min的降溫速度冷卻至室溫并泄至常壓，隨后拆除模具即可。
2.根據權利要求1所述的一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝，其特征在于:步驟三中在鋼板噴砂表面的過渡層的厚度為l_2mm。
3.根據權利要求2所述的一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝，其特征在于:步驟三中的改性聚四氟乙烯粉的厚度為20-25mm。
4.一種摩擦副，包括上固定板、下固定板；其中上固定板的下方設有鏡面滑板，所述下固定板的上方設有鋼板，其特征在于，在鏡面滑板和鋼板之間還包括復合層，所述復合層采用上述工藝得到的改性復合聚四氟乙烯，此外復合層和鋼板之間采用上述步驟三、步驟四的工藝進行連接。
【專利摘要】本發明涉及一種運用燒結法粘接改性復合聚四氟乙烯與鋼板的工藝，包含：步驟一：聚四氟乙烯改性處理；將聚四氟乙烯粉末、石墨粉末、聚苯硫醚、聚酰亞胺、玻璃纖維、鐵粉混勻；步驟二：過渡層混合；將聚酰亞胺、聚四氟乙烯粉、聚苯硫醚、玻璃纖維、鐵粉混勻；步驟三：將鋼板做噴砂處理，放上成型模具；然后在鋼板表面灑上過渡層，在灑上改性聚四氟乙烯粉；步驟四，加壓至10MPa，然后開始加溫，升溫速度至320℃后保溫30min，然后按5℃/min的降溫速度將溫度降至250℃，然后將次溫度保持20min；然后按5℃/min的降溫速度冷卻至室溫并泄至常壓。本發明工藝簡單、成本低廉；滿足大批量生產要求；粘接強度得到提高；生產過程中不產生有毒有害物質，更為環保。
【IPC分類】B32B27-08, B32B15-08, B32B27-30, B32B37-10, B32B15-082
【公開號】CN104816516
【申請號】CN201410578710
【發明人】朱珂, 李偉, 徐赤坤
【申請人】中申（上海）管道工程股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年10月24日