Способ изготовления изделий из политетрафторэтилена

(71) Заявитель ЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИ) СПОС здели раз. нин посоют по ссова ходи. вырав в, за- вляют м Этот способ требует применения сложных пресс-форм и пелого ряда ручных операшй, например, таких как загрузка и выравнивание в пресс-форме отдельных порпий полнтетрафторэтилеиового порошка, что приводит к низкой производительности труда. Кроме того, в этом способе очень трудно избежать брака, поскольку из-за повышеннон чувствительности му прессоианию способнос 1 ъю Изобретение относится к переработке полй- полости, поднутреиия и тому подобное итетрафторэтнлена, в частности к изготовлению прессованни, Известен способ получения иизделий сложной формы иэ политетрафторэтиле. сложной формы иэ ПТФЭ, основанный нановых гранульных пороппсов (в СССР - фторо - делении навески ПТФЭ на части и прнменпласта 4). нескольких пуансонов (11, Согласно этому5Известно, что политетрафторэтилен (ПТФЭ) бу изделия сложной формы условно разделяне переходит ри нагревании в вязкотекучее плоскостям, нормальным к направлению яресостояние, вследствие чего изделия из него из. ния, и подсчитывают вес порций ПТФЭ, необготавливают методом нрессовання порошкооб- мых для оформления отдельных частей деталиразного материала при обычных температурах сложной формы, засыпают первую навеску,(20-30 С) с последующим сплавлением получен. ниваютслой ПТФЭ,вводятодинизпуансоноО Оной заготовки. тем загружают последующую навеску и встаПрессование порошкообразного ПТФЭ в слу- второй пуансон. После этого пресс-формУчае изготовления изделий простых форм не мешают на пресс и оба пуансона запрессопредсивляет затруднений. Однако при получе. вают одновре енно.15иии изделий сложной формы, например изделийс разной высотой отдельных частей, таких какзаулки с устунамн, стаканы со сплошным илисхвоэньш лнииюм и друпж, прессование ПТФЭоказывается довольно сложным. Это связано с тем,что отдельные навески ПТФЭ не соединяются меж.ду собой, если.они подвергаютсд последовательно. Кроме того, ПТФЭ не обладаетрастекаться в форме и заполнять3 -МЧ 4(16 политетрафторэтилена к сдвигу между отдель.ными навесками политетрафторэтилена и вместах перехода от одной толщины к другойобразуются трещины. В отдельных случаяхбрак может достичь 7 СЕ.В связи с этим широкое распространениеимеет механическая обработка ПТФЭ при из.готовленни изделий сложной формы, но вэтом случае в стружку уходит ценный материал,(иногда до 90%), 10Известен также способ формоваяия изЙТФЭ изделий сложной формы, основанныйна введении в полость пресс-формы породи(аПТФЗ и эластичной массы - резины 121. В оэответствии с этим способом в прессформу, имеющю сечение, соответствуюгцеесечению волучаемого иэделия, помещают гранулькыв цолите-.рафторзтилец:.". эластичнуюмассу (рееву с твердостью по Мору А - 50),которая деформируется под действием порцп(я,передающеж давление внутрь пресс формь. вовсех (фаправгеп(ях обеспечивая Щессовгэц(езаготовки, которую вынимают из пресс-формы,отделяют от резины и спекают при температу.ре, по крайней мере, 327 С,Этот относительно простой способ, не тре.бующий применения сложных дорогостоящихпресс-форм, обладал некоторыми особеикостя.ми,Основной недостаток этого способа - иска.жение формы (образование вогнутостей иливыпуклостей) поверхностей изделий, спрессованных под действием поперечного расщир(яаирезины, что обусловлено различным ыехап(з.мом деформировання порошка ПТФЭ и реза(но.вой массы, В то время как порошок ПТФЭпри прессованин уплотняется за счет удалениякз него воздуха, при прессовка( резвы по.следняя не уп.(о: жется, а деформируется в ре.зультате капряже.вй сжатия, Так как степеньуцлотиенкя порошка ПТФЭ обычно составляет1:3 - 1:5, резиновая масса, подвергаясь такимдеформациям, существенно иэеияет свою фор.му, что обуславливает от.гонение формы де.тали нз ЧТФЭ от заданной. Особенно сильнопроявляется при изготовлдэ д(б(элыцой высотой причем в по 1 е.ученаблюдается образование трещин в иэде.:ч,из-за неравномерноо уплотнения и перемец(ения слоев ПТФЭ прн и есваич 1,Целью изобретения яляется;,гэу, оявленяе из политетрз(эторэтклекового .юрэцц(а лэд(ний сложной формы с минимальными отклонениями от заданной формы и беэ трещин. Для достижения поставленной цели предлагается в качестве эластичной массы использовать полиуретан с пористостью 40 - 85 об.%. Эластичный полиуретан можно применятьсовместно с другим неэластичным материалом,помешаемым на границе раздела между политетрафторэтнлеиовым порошком и эластичнымполиуретаном,Предлагаемым способом могут быть также.изготовлены изделия сложной формы из поли.тетрафторэтилена с металлическими знаками(шпильками, винтамн, шурупами и т.п.), кото.рыв помещают в пресс. форму на слой полиуре.тана перед загрузкой пороцл(;образного ПТФЗ.Установлено, что эластичный полиуретан спористостыо 40 - 85 об.% сжимается в 1,5 - 6 разэа счет деформации пор к при э:с"; не изме.15няет своих попереп(ых размеров. 1 сроБ,.о.(Яоазньй полтетрафторурцеи обьг - д, 1 насыпной вес 0,3 - 0,6 г/смэ, а после гр",эсэва.нпя г.од действием давления 250 - 500 кг/".:,."плотность таблеток составляет 1,8 - 1,9 г/смэ,20т.е, в процессе прессования псрошок уплотнялся в 3 - 6 раз аналогично уплотнегцгю э астр(- ного полиуретана с названной поркстостью.Аналогия поведения при сжатии цорошксоб.25разного политетрафторэтилена и пористогоэластичного полиуретана позволяет с большойточностью рассчитать величину уплотнения обоихматериалов при последующем совместном формоваиин, Полученные таким ОбГ.Йэом изделия36сложной формы имеют ьияимальные отклоне.иия от заданных размеров (например + 0,5%).Оптимальнь.е результаты достигают при исполь.зоваини полиуретана с удельным объемом пор,рав.чым объему воздуха, находящегося между частицами свободно насыпанного политетрафторэтнлового35порошка, Так, например, при использованииПТФЭ с насыпным весом 0,4 б г/см наилучших результатов достигают при нспользоваювполиуретана с пористостью 65 об.% (пример 1),а при насыпном весе О,бО г/см предпочтителен полиуретан с цористостью около 76 об,%(пример 3),В предлагаемом способе можно также применять комбинацию слоев эластичной пористой45массы с разной пори.тостью каждого иэ слоев,а также слоистую комбинацию иэ пористогослоя и слоя иэ материала, ие обладающего пористстью, например металла. Однако при этомсумарная кажушяся пористость всех слв.:верыюсиэ ;.естах, где лочитетрафторэ - .;. е,;1-цгог( сопруд.аса -,.",-, црц формоващиг -ласт(ц" ( пол 1 у"е,Ком целе(собраущ награнице раздела между этими материалами по.мешать раэделнтелы(уи металлкческую прокладкутол 1 иной 0,5-1,5 мм.Предлагаемый способ формсваиня иэделийиэ полнтетрафторзтилена удобен также для иэ готовления изделий с металлическими знаками(шпильками, винтами, шурупами), поскольку1 поЪешаемый под металлическим знаком эластичный пористый полиуретан при последующемпрессовании позволит ему перемещаться назаданную глубину Металлический знак обычнопомешают на полиуретановый слой до загрузкиполнтетрафторзтиленового порошка. причемвысота слоя пористого полиуретана должнасоответствовать глубине, на которую долженопуститься знак при последующем ирессова.нин,П р и м е р 1. 500 см порошка гранульного ПТФЗ с насыпным весом 0,45 г/см загружают в пресс-форму. Предварительно в пресс форму вводят кольцо из вспененного полиурета.на с порнстостью 75%. Кольцо с наружным дн.аметром, равным 50 мм, плотно прилегает кстенкам пресс-формы, внутренний диаметр коль.ца составляет 25 мм, а высота кольца равняет.ся 40 мм. После совмелного прессования порошка ПТФЗ и полиуретзиового кольца поддействием давления 350 кг/см с выдержкойв течение 2 мнн заготовку выталкивают изпресс-Формы и полиуретановое кольцо отделя.ют от детали иэ ПТФЭ. После изготовления10 таких деталей их спекают при 380 Г в течение 5 ч, Готовые детали в виде шайбы суступом имеют диаметр 24 + 0,3 мм в той30части, где при прессовании проходила граница ПТФЗ - полиуретан. После того, как гото.вые детали были разрезаны надвое вдоль оси,в ннх не было обнаружено ни трещин, ни расслоений.П р и м е р 2. 1600 смэ порошка ПТФЭ снасыпным весом 0,40 г/см загружают и такуюже пресс-форму, как в примере 1 В пресс-форму.вводят четыре одинаковых по размерам кольцаиз полнуретана с обшей высотой 200 мм, По 40ристость двух колец составляет 60 об%, аостальных 85 об.%, так что суммарная средняяпорилость полиуретана 72,5 об.%. После прессования под давлением ЗОО кгс/см полиуретановые кольца отделяют о- заготовки из ПТФЭ,о 45а носледнкно подвергают спеканию при 370 Св течение 6 ч, Готовые детали имеют диаметр190,2 мм и той части поверхноли, котораясоприкасалась с полиуретаном в процессе прес.сования,П р и м е р 3. Для получения стакана используют пресс-форму, в которую вводят100 см" ЙТФЗ с насыпным весом 0,60 г/см,а также предварительно устанавливают сплошной цилиндр из полиуретана, образующий зазор между стенками пресс. формы, которыйзаполняют порошком ПТФЭ, кроме того, надцилиндром образуется слой порошка ПТФЭ.После прассованиа под давлением 350 кгс/смэ+Я 9 Щ6из пресс. формы извлекают заготовку, отделяют1 деталь из ПТФЭ от полиуретана и подвергаютспеканию при 380 С в течение 3 ч. Полученныйстакан из ПТФЭ имеет наружный диаметр 49 мм,а внутренний диаметр 40 +. 0,5 мм. Бочкообразность внутренней поверхности не превышает,0,8 мм. Образцы стаканов не имеют трещини отслоенийП р и м е р 4 (контрольный), Изютовляютизделия из ПТФЭ, как в примере 1, причемиспользуют полиуретан с пористостью 88 об,%.После изготовления втулки иэ ПТФЭ и разде.ления ПТФЗ и полиуретана по цилиндрическойповерхности втулки обнаруживают поверхностные трещины и наслоения, в результате чего деталь из ПТФЗ сильно отличается от заданннойформы.р и м е р 5 (контрольный). Изготовляютстакан из ПТФЗ, как в примере 3, причемпористость почиуретзла составляет 30 об%.После изготовления детали и удаленя полк.уретана осматртиают внутреннюю повеохностьи измеряют бочкообразность внутренней по. верхности, Бочкообразность составляет 1,5 мм,на внутренней поверхности обнаруживают поверхностные складки и отслоения.П р и м е р 6. Изготовляют изделие нэ ПТФЭ, как в примере 1, причем на кольцо из полнуретана помещают тонкую металлическую прокладку, частично ограничивающую контакт поверхности полиуретанового кольца и порошка НТФЗ. В процессе прессования кольцо иэ полиуретана сжимается, что полностьв исключает контакт между частями из ПТФЗ и полиуретаном, сжатым под действием давления. После спекакия обнаруживают, что отклонения диаметра в боковой поверхности втулки с диаметром 25 мм составляют 0,2 мм. Трещин и отслоений не было обнаружено.П р и м е р 7 (контрольный). Изготовляют изцелие, как в примере 1, причем вместо пористого полнуретана используют мягкую рези. ну (твердость по 91 ору А - 50). Полученный стакан имеет по внутреннему диаметру отклонение размеров (бочкообразность) 1,8 мм.П р и и е р 8 Дня иэготовлеююя заготовки диафрагмы вапмля в пресс-.форму вводят кольцо из поеюуретаиа с пористостьв 76 об.%,поверх которого надевают стальную втулку с толщиной стенок 2 мм. В нижний пуансонустаияиптвают металлический знак - штифт с цнлнндричях,кой головкой, который опирает. сл на слой полиуретоа с пористостьв 67 об.%, запоыиашего каал. После этого в форму вводят 250 г политетрафторзтиленового порош. ка с иасьощым весом 0,60 г/см. После выравнивания порошка производят прессование с выдержкой под давлением 300 кгс/смф вСостаи"утпь Т. всольем(: Техр К.Астщ Ко т"мтор С Латр,гоара Редактор Е. Месропова Тнразх 585 Лодпнсиое ЦНИИБИ Государственного комнтета СССР по делам нзобреиннй и открьпий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 5506/58 фнлнал ЯЦЯ ф 11 атенг", г, Ухдсрод, ул. Проектная, 4 течение 5 мю, а затем выталкивание и отде. пенне заготовки от пористого полиуретаиа н металлнческого кольца. Заготовку с металлическим знаком подвергают спеканни прно380 С в течЬве 5 ч, Полученные вздели имеют гладкую поверхность, а в зоне металличес. кого знака не обнаруинвают ни трещин, ни отслоеннй ЙТФЭ, Иосле изготовления 20 заготовок 10 нз икх разрезают надвое вдоль осн. Внутренннх трещнн в ЛТФЗ не обнгрукивают. Для осущатвлетдд прздлагаемого спогдба не требуется нзменення устройств нлн прессформ, которые нмеются в цехах по переработке ЙТФЗ (в СССР - ,фторопласт - 4). Эластнчная масса и внде блочного нлп лнстового полнуретана может бьггь получена от заводов.нзготовнтелей так% матерналов. Формула нзобретенияСпособ изготовления изделий из полигетра.фторзтклена, включающий последовательныеоперащгн заполнения пресс. формы порошкомполнмера с зластнчной массой, прессованнин отделения зластичнон массы от прессованнойзаготовки с последующей термообработкой ее,о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюиэготовлення иэделий с минимальным отклоне ннем от заданной формы, в качестве зластнчной массы используют полиуретан с лористостью40 - 85 об,%.Источникн ннформацнн, првнятые во вннма.нне прн зкспертнзе5 1, Чегодаев Д. Д. и др. Фторопласты. П,Госхнмнздат, 1960, с. 62 - 72.2, Патент Франщв У 1504807, кл. В 29 С 1/Щ1963.