聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品的歷史沿革
化工生產(chǎn)廠在一定的溫度和壓力條件下進行,工藝要求嚴格,所涉原料有各種氣體、液體、固體,物性千差萬別,需要各種類型的生產(chǎn)設備。但是這些與介質(zhì)接觸的設備在生產(chǎn)中每時每刻都被腐蝕,從而嚴重地制約了化工等工業(yè)的發(fā)展。在科技不發(fā)達情況下,人們總是在金屬中尋找抗腐劑。但這些設備往往體重,不能解決大量的腐蝕問題。之后,人們才開始摸索用非金屬來替代金屬。塑料先在我國得到應用的是聚四氟乙烯,接著聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚全氟乙丙稀等氟塑料以及聚乙烯、聚丙烯、ABS等熱塑性塑料接踵。
隨著科技進步,傳統(tǒng)耐蝕非金屬材料制防腐蝕設備發(fā)展日益完善,新型耐蝕非金屬材料制品不斷涌現(xiàn)。在采用新技術(shù)、新材料開發(fā)防腐蝕新產(chǎn)品的浪潮中,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品一枝秀,迅速發(fā)展。聚四氟乙烯(簡稱PTFE)具有高度化學穩(wěn)定性,他能耐幾乎所有的常用強腐蝕、氫氧化性化學物質(zhì),同時還具有耐高溫的特點,所以它是一種理想的防腐蝕材料。通過加工成型工藝的研究,聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品在工業(yè)中的應用愈來愈廣泛了。
聚四氟乙烯防腐蝕產(chǎn)品可以替代大量合金材料制品,增加設備工作能力,減少停工維修,是一種很有開發(fā)潛力的耐腐蝕產(chǎn)品。
關(guān)于提高聚四氟乙烯材料切削加工質(zhì)量的研究
針對聚四氟乙烯材料在機械加工中的切削力小、導熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)較大、熔點低的工藝特點,研究了聚四氟乙烯材料在幾種常用機械加工工藝中出現(xiàn)的難點及問題,提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工質(zhì)量的方法。
聚四氟乙烯;機械加工;切削方法
聚四氟乙烯(Polyterafluoroethlene,簡稱PTFE),由于其良好的化學穩(wěn)定性,耐腐蝕性、密封性,阻燃性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的耐力等特性,在在石油化工、電子電氣、、航空、航天、機械等多領(lǐng)域得以廣泛應用[1]。通常情況下,聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金屬切削機床上進行,但與金屬材料切削加工相比,其加工規(guī)范性還不是很完善,它的可切削性、切削規(guī)律、結(jié)構(gòu)和切削量均與金屬材料的加工有所不同,采用用傳統(tǒng)的加工工藝和工裝加工往往達不到產(chǎn)品的設計精度要求。本文主要針對聚四氟乙烯乙烯材料性能特點,對聚四氟乙烯材料的切削加工特點及其改善措施進行了研究探討。
1.聚四氟乙烯材料切削工藝特點及切削參數(shù)的選取 聚四氟乙烯材料的剛度、硬度、強度都相對較小,其拉伸強度為21-28MPa,彎曲強度為11-14MPa,伸長率為250%-300%。在應力長期作用下會變形,過載時容易出現(xiàn)蠕象。由于聚四氟乙烯以上性能特點,導致其在切削加工時具有特的工藝特點。
1.1聚四氟乙烯材料的切削工藝特點
(1)切削力小。由于聚四氟乙烯剛度、強度、硬度均較低,在相同的切削條件下,切削45鋼的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。
(2)聚四氟乙烯材料具有較小的導熱系數(shù),僅為0.27W/M·K-1,加之較低的耐熱溫度,其耐熱溫度僅為250℃。若切削量過大、切削速度較高,工件的切削溫度則會升高,會使聚四氟乙烯材料發(fā)生軟化,甚至出現(xiàn)熔化、焦化和“粘刀”現(xiàn)象。
(3)聚四氟乙烯具有較大的熱膨脹系數(shù),因此聚四氟乙烯材料在切削過程中會因摩擦產(chǎn)生較大的熱量,容易和工件的局部過熱,從而導致聚四氟乙烯工件受熱發(fā)生彈性變形,終影響聚四氟乙烯材料工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。
(4)相對于金屬材料,聚四氟乙烯的彈性模量很低,當切削加工進給量過大或轉(zhuǎn)速過快時,較大的加工摩擦力以及施加給工件的力共同作用,導致聚四氟乙烯工件產(chǎn)生較大的變形,從而影響聚四氟乙烯工件的加工精度。
1.2聚四氟乙烯材料切削參數(shù)的合理選取
(1)材料的選擇 聚四氟乙烯材料在切削時,材料一般為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼等。相對于而言,工件材料的硬度較低,因此的硬度對于聚四氟乙烯材料工件的加工質(zhì)量影響不大。
(2)的幾何參數(shù) 前角:對于聚四氟乙烯材料,由于工件材料強度、硬度較低,應選取相對較大的前角,從而減小切削力并降低切削熱。 后角:聚四氟乙烯材料硬度、強度低,塑性越大,因此在機械加工時應選擇較大的后角,從而減小和聚四氟乙烯工件之間的摩擦力,進而降低工件的局部過熱現(xiàn)象,提高工件表面的加工質(zhì)量。
(3)切削參數(shù)的選取 由于聚四氟乙烯材料強度低、硬度小,相對于金屬制品而言,在切削加工時可以選擇相對較大的切削量和較高的切削速度,但聚四氟乙烯的導熱系數(shù)低,且具有較高的熱膨脹系數(shù)大,在較大的進給量和較高的切削速度下又容易發(fā)生局部過熱引起的變形、焦化等現(xiàn)象。因此為了提高聚四氟乙烯材料的加工質(zhì)量及加工精度,在一定加工效率的前提下,應盡量選取較小的切削量和較低的切削速度。
聚四氟乙烯,主要是做添加劑使用??梢蕴砑拥狡渌芰?,油墨,涂料,或者直接當潤滑劑使用。
細粉一般是模壓工藝加工成固體成品,細粉可以填充其他增強劑來使用,一般以細粉為基礎料填充銅粉,碳纖維,石墨,玻璃纖維等等,當然細粉也可以直接單純的做成品。
中粒度一般是模壓工藝加工成固體成品,中粒度細度不過,一般是單做成品,不填充增強劑。
微分生產(chǎn)(成品):油墨,潤滑劑,涂料
細粉生產(chǎn)(成品):填充增強劑后生產(chǎn)出,耐磨墊圈,活塞環(huán),機械零件,耐高壓高溫塑料零件密封等
中粒度生產(chǎn)(成品):閥座密封圈,耐腐蝕零件,絕緣墊圈零件。
聚四氟乙烯蠟粉作為添加劑在印刷油墨
提高油墨的耐摩擦性;表面更光滑;改善滑爽性;減少印刷過程中對機械堵塞;在油墨生過程中直接添加;
在油墨生過程中直接添加;建議添加量0.1%~3%;
應用:平版印刷,凹版印刷,熱固著油墨;膠版單張紙油墨,金屬油墨,UV油墨
聚四氟乙烯微粉是白色,細小粒子,由低分子量聚四氟乙烯制備,主要作為塑料、油墨、涂料、潤滑油(脂)中的添加劑使用,改善基體材料的不粘性和耐磨性。 微粉的分子量一般是高分子量四氟乙烯的1/100,較低的分子量也是微粉不適合高分子量四氟乙烯的模壓以及燒結(jié)工藝,因為由其制得的產(chǎn)品不具備強度。而低分子量的聚四氟乙烯,可以很好地與基體材料混合,從而賦予基體材料一定的四氟乙烯的特性。而高分子量的四氟乙烯會出現(xiàn)纖維化,以及聚并的粒子不易分散,不能夠作為添加劑使用添粉,基體材料的性能會有所改變。在熱塑性塑料,彈性體以及熱固性塑料中, 可以提高材料的耐磨性,不粘性,降低表面摩擦系數(shù)。
在油脂中,潤滑性以及快速潤滑性有所加強,尤其是在高溫,高負荷的場合下。 在油墨中,尤其在油墨中,可以幫助提高表面度,增加耐磨性,減少堵塞。 在不粘涂料和耐磨涂料中,提高涂層的不粘性,降低摩擦系數(shù),提高防腐性,耐磨性。
聚四氟乙烯乳液和粉末的應用:
可用于棒、管、板、電纜料、生料帶等材料的制作,經(jīng)二次加工還可制成薄板、薄膜及各種異型制品,還可用作、稠化劑。
可作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。
可推壓成型制成薄壁管、細棒材、異型棒材、電線電纜絕緣層、滾壓成薄帶作管道絲扣密封材料。
用于機械、電子、化工等工業(yè),用于噴涂、浸漬等。
用于制浸漬涂料。
可制成棒、板、管材、薄膜及各種異型制品,用于航天、化工、電子、機械、等領(lǐng)域。
可制成高絕緣性電器零件、耐高頻電線電纜包皮、耐腐蝕化學器皿、耐高寒輸油管、等。
用于電池、纖維布等。
聚四氟乙超細微粉可以單作固體潤滑劑使用,也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。
又稱低分子量聚四氟乙烯微粉,或,或聚四氟乙烯蠟,為白色微粉狀樹脂,是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應得到的分散液再經(jīng)凝聚、洗滌、干燥而制得,具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐寒性、低摩擦性、不粘性、化學穩(wěn)定性和電絕緣性能等性能。另外由于其平均粒徑小,所以具有很好的分散性,容易均勻地與其他材料共混。?
用途:聚四氟乙烯微粉可以單作固體使用,也可以作為塑料、橡膠、涂料、油墨、潤滑油、潤滑脂等的添加劑。與塑料或橡膠混合時可用各種典型的粉末加工方法,如共混等,加入量為5~20%,在油和油脂中添加聚四氟乙烯微粉,可降低摩擦系數(shù),只要加百分之幾,就可提高潤滑油的壽命。其有機溶劑分散液還可作脫模劑。
聚四氟乙烯超細粉?
英文名稱:PTFEmicropowder;PTFEwaxCAS號:分子式:?
相關(guān)內(nèi)容概述:是由四氟乙烯經(jīng)調(diào)聚反應而得到的分散聚四氟乙烯微粉。平均粒徑小于5μm,比表面大于10m2/g,摩擦系數(shù)0.06~0.07,潤滑性好,能很好地分散在許多材料中??捎米魉芰稀⑾鹉z、油墨、涂料、潤滑油脂的防黏、減摩、阻燃添加劑,也可作干性潤滑劑制成氣溶膠等。
懸浮聚四氟乙烯樹脂為白色顆粒。具有的化學穩(wěn)定性,的電氣性能和低摩擦系數(shù)等的物理性能。
用途:適用于加工清潔度要求較高板、棒、膜等制品,加工普通模壓制品,模壓加工小制品、異型制品。?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂?
懸浮聚四氟乙烯造粒料樹脂為白色顆粒,流動性好,具有的電性能,化學穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。
用途:適用于加工各種特殊要求的板,棒等。不僅能加工復雜的四氟制品,還能適用于大板材的模壓成型,等壓模壓成型,自動模壓成型,以及精密柱塞擠出成型。PTFE造粒料有利于自動化加工,可以縮短成品的加工周期。?
懸浮聚四氟乙烯預燒結(jié)樹脂?
懸浮聚四氟乙烯預燒結(jié)樹脂為白色顆粒,熔點327℃,具有良好的流動性,低摩擦系數(shù),優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及的化學穩(wěn)定性。
聚四氟乙烯生料帶(PTFE生料帶)是一種耐腐蝕、耐高溫的優(yōu)良密封材料,可用于水管、腐蝕性流體輸送管材、蒸氣管路接頭的密封材料。
生產(chǎn)工藝及特性
又稱密封帶,止泄帶。是由聚四氟乙烯分散樹脂經(jīng)糊狀擠出、壓延而成的不含任何添加劑的帶狀制品。呈白色、表面光滑,質(zhì)地均勻,具有的耐熱性、耐腐蝕性,并且自粘性、貼合性好,有很好的密封性??蓮V泛用于純氧、煤氣、強氧化劑、強腐蝕性介質(zhì)和高溫蒸汽等管道螺紋絲口密封以及泵、閥、設備形狀復雜的填充密封。
聚四氟乙烯生料帶具有很多優(yōu)良的性能。諸如很低的摩擦系數(shù)、不粘的表面性、寬廣的使用溫度范圍-180℃-260℃、優(yōu)良的耐老化及耐化學腐蝕性能等等。
膨體聚四氟乙烯生料帶采用聚四氟乙烯作原料,它具有微細長纖維和節(jié)組成的網(wǎng)狀膨體結(jié)構(gòu)。膨體聚四氟乙烯生料帶并具有韌性好、縱向強度高、橫向易于變形的特點。它是盤更及螺紋上密封的理想材料。但它不能在與高濃度氧氣或液氧相接觸的場合使用。膨體聚四氟乙烯生料帶主要用作盤更及螺紋口密封。
聚四氟乙烯生料帶性質(zhì):
化學
絕緣性:不受環(huán)境及頻率的影響,體積電阻可達1018歐姆·厘米,介質(zhì)損耗小,擊穿電壓高。
耐高低溫性:對溫度的影響變化不大,溫域范圍廣,可使用溫度-190~260℃。
自潤滑性:具有塑料中小的摩擦系數(shù),是理想的無油潤滑材料。
表面不粘性:已知的固體材料都不能粘附在表面上,是一種表面能小的固體材料。
耐大氣老化性,耐輻照性能和較低的滲透性:長期暴露于大氣中,表面及性能保持不變。
不燃性:限氧指數(shù)在90以下。
物理
聚四氟乙烯的機械性質(zhì)較軟。具有非常低的表面能。
現(xiàn)實際應用中,許多用液態(tài)生料帶取代固體生料帶,液態(tài)生料在管路螺紋密封劑具有粘接強度高、密封性好、耐腐蝕、耐高溫、耐老化等特點.精密過濾裝置,安裝快速,是目前的螺紋密封劑。
聚四氟乙烯生料帶應用廣泛用于消防、造船、天然氣、自來水、儀表、空調(diào)、氣管、油管、液壓管等工業(yè)民用管路螺紋密封與鎖固。