CN107446284A - 高导热高温区密封条ptfe树脂复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，按质量百分比由以下组分构成：碳纤维：9‑14%，铜粉：4‑8%，碳纳米管：3‑5%，氧化镁：2‑4%，氮化硼：2‑4%，偶联剂：1‑2%，余量为PTFE。还公开其制备方法。本发明中，加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，同时增加导热率，使得摩擦热快速导出。铜粉、碳纳米管的加入有利于减少材料的磨损，减小蠕变，增加导电性，以防止摩擦产生的静电荷的积聚，碳纳米管还能很好的增加材料的导热性能。氧化镁与氮化硼配合可有效增加材料的导热性能及耐磨性能，用本发明材料制得的高导热高温区密封条耐磨性好、导热性高、导电性高。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车上的空气涡旋压缩机用高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
背景技术
聚四氟乙烯（ PTFE）是一种综合性能优秀的聚合物材料，有极好的耐高低温性和耐化学腐蚀性，且介电性能优良，摩擦系数极小热稳定性好，可在-260℃~260℃长期使用，但是纯PTFE具有冷流性，尺寸稳定性差，介电强度低，磨损大等缺点。
新能源汽车上一般使用空气涡旋压缩机为车辆的制动系统、开关门结构等提供压缩空气。空气涡旋压缩机是对空气进行压缩获得高压气体的压缩机，其高温区密封条在空气涡旋压缩机工作过程中，需要快速释导出摩擦热及摩擦产生的电荷，防止密封条变形或产生电火花，导致压缩机故障，因此需要使用高导热、高导电材料制成。
发明内容
本发明的目的是提供一种高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，具有高导热性和高导电性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：
碳纤维：9-14%
铜粉：4-8%
碳纳米管：3-5%
氧化镁：2-4%
氮化硼：2-4%
偶联剂：1-2%
余量为 PTFE。
优选的，所述碳纳米管和碳纤维先经酸化处理。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选的，所述氧化镁、氮化硼粒径为1500-2500目，铜粉粒径为800-1000目。
本发明还公开了上述高导热高温区密封条的制备方法，其步骤包括：
（1）、碳纳米管、碳纤维分别经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中升温搅拌后抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纳米管和酸化的碳纤维；
（2）、将铜粉、氧化镁和氮化硼加入偶联剂中，搅拌混合；
（3）、将步骤（1）（2）得到的产物与聚四氟乙烯粉末加入到有机溶剂中并搅拌，直至混合均匀；
（4）、将步骤（3）获得混合液注入密封条模具中，冷压成型后高温烧结，得到高导热高温区密封条。
优选的，所述酸液为浓硫酸或浓硝酸。
优选的，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
优选的，步骤（4）中烧结温度为370-400℃。
本发明中，加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，减小温度升高后膨胀导致的泄漏隐患；同时还可以减小蠕变，增加硬度，同时增加导热率，使得摩擦热快速导出。铜粉、碳纳米管的加入有利于减少材料的磨损，提高导热系数，减小蠕变，增加导电性，以防止摩擦产生的静电荷的积聚，铜粉可以减小载荷下的变形，增加热PTFE复合材料的热稳定性和导电性能。氧化镁与氮化硼配合可有效增加材料的导热性能，用本发明材料制得的新能源汽车上的空气涡旋压缩机用高导热高温区密封条导热性高、导电性高，可及时导出缸内的摩擦热及摩擦产生的电荷，延长使用寿命。
具体实施方式
实施例1-4
本空气涡旋压缩机用高导热高温区密封条的制备方法，其步骤包括：
（1）、碳纳米管、碳纤维分别经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，放入浓硫酸或浓硝酸中在60-70℃搅拌反应0.5-2h，抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纳米管和酸化的碳纤维；
（2）、将铜粉、氧化镁和氮化硼加入偶联剂中，搅拌混合；
（3）、将步骤（1）（2）得到的产物与聚四氟乙烯粉末加入到有机溶剂中并搅拌，直至混合均匀，各组分的含量见表1；
（4）、将步骤（3）获得混合液注入密封条模具中，冷压成型后高温烧结，烧结温度为370-400℃，得到空气涡旋压缩机用高导热高温区密封条。
对制得的空气涡旋压缩机用高导热高温区密封条进行性能测试，测试结果见表2。
表1 实施例1-4的组分表
表2 实施例1-4密封条性能测试
注：弯曲强度采用GB/T9341标准测试，拉伸强度采用GB/T1040标准测试，导热系数采用ASTM D5470-12标准测试，体积电导率采用ASTM D1400-2600标准测试。
Claims (8)
1.高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：
碳纤维：9-14%
铜粉：4-8%
碳纳米管：3-5%
氧化镁：2-4%
氮化硼：2-4%
偶联剂：1-2%
余量为 PTFE。
2.根据权利要求1所述的高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述碳纳米管和碳纤维先经酸化处理。
3.根据权利要求2所述的高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
4.根据权利要求3所述的高导热高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：所述氧化镁、氮化硼粒径为1500-2500目，铜粉粒径为800-1000目。
5.权利要求1-4中任一项所述的高导热高温区密封条的制备方法，其步骤包括：
（1）、碳纳米管、碳纤维分别经丙酮浸泡后，洗涤，烘干，加入酸液中升温搅拌后抽滤，洗涤至中性，得到酸化的碳纳米管和酸化的碳纤维；
（2）、将铜粉、氧化镁和氮化硼加入偶联剂中，搅拌混合；
（3）、将步骤（1）（2）得到的产物与聚四氟乙烯粉末加入到有机溶剂中并搅拌，直至混合均匀；
（4）、将步骤（3）获得混合液注入密封条模具中，冷压成型后高温烧结，得到高导热高温区密封条。
6.根据权利要求5所述的高导热高温区密封条的制备方法，其特征在于：所述酸液为浓硫酸或浓硝酸。
7.根据权利要求5所述的高导热高温区密封条的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求5所述的高导热高温区密封条的制备方法，其特征在于：步骤（4）中烧结温度为370-400℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171208 |
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