一种聚四氟乙烯复合微粉的制作方法

1.本发明属于高分子材料产品的制备技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯复合微粉及其制备技术。


背景技术：

2.石墨烯、二氧化硅及其它类似的高分子材料具有极高的比表面积、超强的导热导电性能、高的强度和自润滑性能。近来，将该类材料复合到聚四氟乙烯蜡微粉的制备及应用已经取得明显的成就。具有改善终产品的各种性能，如将石墨烯用在涂料和油墨体系中，存在分散和聚集难题。目前，用于涂料和油墨的负载或复合蜡微粉技术尚未见诸报道。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对上述状况，而提出的一种聚四氟乙烯复合微粉。
4.本发明将石墨烯、二氧化硅及其它类似的高分子材料附聚在蜡的颗粒表面上，在构筑的复合体系中，形成集相。聚四氟乙烯复合微粉在涂料和油墨的固化过程中又因与基体材料的不相容性而富集在涂料的表层，从而构成了又一个富集相，构成一个双逾越体系。
5.本发明的技术方案：一种聚四氟乙烯复合微粉，其特征在于复合微粉以聚四氟乙烯团聚体为载体，居于复合微粉颗粒中心，其它高分子材料颗粒吸附在载体表面；气 相白炭黑聚四氟乙烯团聚体几何学粒径1～30μm，其它高分子材料颗粒几何学粒径10～1000nm，复合微粉颗粒空气动力学粒径小于10μm。
6.所述的聚四氟乙烯复合微粉，其特征在于所述的高分子材料颗粒为聚乙烯颗粒、聚丙烯、二氧化硅、石墨烯等材料。
7.本发明所述一种聚四氟乙烯复合微粉的制备方法，其特征在于还包括油性蜡浆或水性蜡浆的制备、纳米石墨烯流体制备及最终产品蜡浆的制备。
8.所述油性蜡浆是将蜡溶于加热的溶剂中，然后在超声波作用下快速冷凝析出制得，或者将蜡微粉在溶剂中研磨制得。
9.所述水性蜡浆是蜡乳液或蜡微粉在水中的分散体。
10.所述纳米石墨烯流体制备是将纳米石墨烯在超声和搅拌条件下，缓和地加入水性或油性分散液中，持续超声，获得纳米级别粒径的稀分散液，然后离心浓缩至固含量为3-8%的纳米石墨烯流体，优选纳米石墨烯流体固含量5-7%。
11.所述水性分散液是含表面活性剂的去离子水或去离子水与乙醇、氨水的混合液体；油性分散液是芳烃溶剂油（aromotic solvent oil）、二甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺的一种或几种的混合液。
12.所述最终产品的制备是将纳米石墨烯流体在超声和搅拌条件下，逐渐滴入相应的水性或油性蜡浆料中，最后将混合物通过循环研磨机控温研磨，使纳米石墨烯颗粒包覆在蜡的颗粒上，产品呈浓浆状。
13.所述超声持续时间不低于30min，研磨时间不低于4h。
14.本发明所述负载纳米石墨烯的蜡分散体用于涂料、油墨或皮革涂饰中，添加量按固含量计为总重量的1-6%，起耐磨擦、抗静电以及阻隔电磁波作用。
15.本发明成功解决了石墨烯用在涂料和油墨体中存在的分散和聚集难题，制备的负载纳米石墨烯的蜡浆，既可用于油性涂料和油墨，也可以用于水性涂料和油墨以及用于皮革涂饰。由于纳米石墨烯具有超高的导电导热性以及良好的自润滑性，它的添加将使涂层的耐摩擦性能大幅度提高。由于石墨烯薄片在蜡颗粒表面的聚集以及蜡颗粒在涂层表面的聚集，形成双逾越，涂层表面导电性大幅提高，从而为涂层的静电消除以及电磁波阻隔起着重要作用。
16.具体实施方式：一种聚四氟乙烯复合微粉的制备方法，用作载体的聚四氟乙烯蜡具有以下几种形式：1.溶融析出法制备之油性蜡浆2.微粉研磨法制备之油性蜡浆3.乳液法制备之水性蜡浆4.微粉分散法制备之水性蜡浆用于配合之高分子材料颗粒有1. 散于水性介质之纳米氧化石墨烯流体2. 分散于水性介质之纳米二氧化硅3. 聚乙烯颗粒、聚丙烯取上述任何一种高分子材料颗粒，在超声振荡与缓缓搅拌条件下，逐步滴入与其匹配的按比例配备的蜡浆中。一般高分子材料颗粒与蜡微粉的比例按固含量计应在1/10-1/12范围，持续超声不低于2h，使高分子材料颗粒流体均匀分布在蜡浆中。将均匀混合的浆料放在循环研磨机上研磨不低4h，依靠研磨过程的机械化学力使较小粒径之高分子材料颗粒包覆在粒径较大的蜡微粉颗粒上，呈浓浆状，分散于油性或水性介质中。总固含量在15-25%之间，在涂料和油墨中的添加量按固含量计占涂料和油墨体系重量的1-6%。
17.应用例：负载纳米石墨烯的蜡浆，按类型，既可以用于油性涂料和油墨也可以用于水性涂料和油墨以及用于皮革涂饰。由于纳米石墨烯具有超高的导电导热性以及良好的自润滑性，它的添加将使涂层的耐摩擦性能大幅度提高：添加3%负载纳米石墨烯蜡浆的涂膜，较不添加对照样在磨擦试验机上试验有着显著的提高：对照样在2kg负荷下200次之后即已破损，而添加样在2000次涂膜仍完好。
18.由于石墨烯薄片在蜡颗粒表面的聚集以及蜡颗粒在涂层表面的聚集，形成双逾越，涂层表面导电性大幅提高，从而为涂层的静电消除以及电磁波阻隔起着重要作用。


技术特征：
1.一种聚四氟乙烯复合微粉，其特征在于复合微粉以聚四氟乙烯团聚体为载体，居于复合微粉颗粒中心，其它高分子材料颗粒吸附在载体表面；聚四氟乙烯团聚体几何学粒径1～30μm，其它高分子材料颗粒几何学粒径10～1000nm，复合微粉颗粒空气动力学粒径小于10μm。2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯复合微粉，其特征在于所述的高分子材料颗粒为聚乙烯颗粒、聚丙烯、二氧化硅、石墨烯等材料。

技术总结
本发明专利公开了一种聚四氟乙烯复合微粉，复合微粉以聚四氟乙烯团聚体为载体，居于复合微粉颗粒中心，其它高分子材料颗粒吸附在载体表面；聚四氟乙烯团聚体几何学粒径1～30μm，其它高分子材料颗粒几何学粒径10～1000nm，复合微粉颗粒空气动力学粒径小于10μm；所述的高分子材料颗粒为聚乙烯颗粒、聚丙烯、二氧化硅、石墨烯等材料。石墨烯等材料。


技术研发人员：郑晓平
受保护的技术使用者：南京天诗新材料科技有限公司
技术研发日：2020.06.15
技术公布日：2021/12/16