填充PTFE墊片配方和加工工藝選擇
隨著石油化工行業的快速發展，所使用的密封材料要求也變得苛刻起來，不管是在密封墊片對于不同介質的耐腐蝕性、耐熱強度還是對于作業溫度的承受力度，亦或是高溫高壓下仍然有足夠力學強度去保持穩定的尺寸等，從這些方面來看，聚四氟乙烯都是最佳選擇。原因在于聚四氟乙烯在除了堿金屬絡合物之外能耐所有介質，完全抗腐蝕；氣體透過性也比傳統的橡膠、石棉等材料好上很多倍；并且長期使用范圍在負一百九十六攝氏度到兩百六十攝氏度之間。即使聚四氟乙烯材料有那么多的優勢，依然會有弱點，純聚四氟乙烯的弱點就是蠕變的問題，一般情況下聚四氟乙烯使用一段時間后就容易發生蠕變現象，聚四氟乙烯墊片的厚度會減小，這使得法蘭緊固力降低而導致泄漏。
為了讓密封效果達到最佳，選擇用來制作密封墊片的材料都是容易被壓縮，具有很好的彈性、耐化學腐蝕、耐高低溫、氣體滲透性小等特性。最初采用的是PTFE包覆橡膠墊片，由于橡膠耐熱性較差，在有機溶劑中易溶脹，力學強度較低，而且墊片外層的PTFE膜很容易破裂。因此人們期待開發一種新型材料，來提供長周期的有效密封。國外早在上世紀80年代中期就開始研究采用填充改性的方法提高PTFE材料的密封性能。美國GARLOCK公司在1990年開發了多層復合高壓縮回彈性填充PTFE墊片（專利號4900629），采用無機空心材料和純PTFE三層復合，得到力學性能和壓縮回彈性能都很好的墊片。目前商品化墊片的牌號主要有GYLON 3504,SIGMA 500,TF 1570等，這類墊片容易被壓縮，只需很小的螺栓緊固力就可以達到有效的密封，因而可以用于搪玻璃設備和所需螺栓載荷較低而密封要求較高的場合，可以取代PTFE包覆墊片。國內也有廠家在研制，但在配方及加工方法上和國外有很大的差距，產品存在壓縮回復性差、易滲漏、易折斷、使用壽命短、適用范圍窄等不足。
聚四氟乙烯墊片廠家配方選擇
密封材料應滿足密封功能的要求。由于被密封的介質不同，以及設備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求是：
①材料致密性好，不易泄漏介質；
②有適當的機械強度和硬度；
③壓縮性和回彈性好，永久性變形小；
④高溫下不軟化、不分解，低溫下不硬化、不脆裂；
⑤抗腐蝕性能好，在酸、堿、油等介質中能長期工作，其體積一硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；
⑥摩擦系數小，耐磨性好；
⑦具有與密封面貼全的柔軟性；
⑧耐老化性好，經久耐用；
⑨加工制造方便，價格便宜，取材容易。
顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的，但具有優異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。
據文獻報道，高壓縮填充PTFE彈性墊片材料的配方主要由3部分組成：PTFE、無機空心微珠和顏料。美國專利4961891中介紹，PTFE選用懸浮細粉，粒徑為20~40μm，例如杜邦公司的T-60品級，這樣的樹脂有利于與填料混合均勻。空心微珠宜選擇粒徑75μm以下、密度0.20~0.23g/cm3, 例如P.A.工業有限公司的SL100品級，添加量可以為15%~25%。為了改善無機微珠在PTFE中的分散性，要對其進行表面處理，張文舉等人采用偶聯劑KH-570對玻璃微珠表面進行處理后，用于改性PTFE，取得了一定的效果。應根據空心微珠主要成分的差異，選用適宜的表面處理劑。為了方便廠家和經銷商區分使用，有必要選用一定的顏料。顏料首選著色性強、耐腐蝕性好的無機顏料。在原材料選擇方面，德誠旺小編認為，無機微珠的選擇尤為重要，它關系到承載負荷的大小，如果在產品預壓過程中發生破裂，最終將影響產品的性能；其次，溶劑選擇也很重要，通常填料的體積比占70%以上，為了使填料能在PTFE中分散均勻，往往需要采用濕法混合，應根據工藝要求，考慮溶劑的沸程、潤滑性、黏度等指標是否合適。
聚四氟乙烯加工工藝選擇
國內填充PTFE墊片的加工方法與PTFE板的加工方法相似。大部分聚四氟乙烯廠家采用無機微珠與PTFE混合，直接模壓加工各種規格的墊片，這樣的加工方法容易造成墊片厚度不均勻。通常的加工方法如圖1所示。
以上方法的優點是工藝成熟，效率高，污染小；缺點是填料在PTFE中很難分散均勻，因向模具中加料不勻造成板材內部致密性不一，尤其是冷壓成型，壓力要求較高，容易造成空心微珠破裂。
國外采用石油提煉的烴類作為溶劑進行濕法混合，再過濾除去大部分溶劑，預壓成板材，然后通過壓延機輥壓成型，烘干后再進行燒結處理。該方法的優點是填料在PTFE中分散均勻，壓延出的板厚薄均勻，而且可以通過調整壓延溫度來降低壓力，從而避免填料破裂。為了提高墊片材料的綜合性能，國外廠家開發了多層復合工藝。美國專利4900629介紹了采用3層復合高壓縮PTFE墊片材料的制作方法，外層選用空心玻璃微珠填充的PTFE板材，中間選用純PTFE板材。外層提供良好的壓縮率，中間層具有一定的機械強度。美國專利US2004/0175571 A1中介紹了多層PTFE材料的復合工藝，多層PTFE薄片通過輥壓（輥溫大于325℃），經適當牽引拉伸后再通過380℃的雙輥壓延復合，冷卻后再燒結，可制得各向同性的密封材料。 |
