1.本发明涉及聚四氟乙烯改性技术领域，更具体的是涉及使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯技术领域。
背景技术：
2.聚四氟乙烯，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。
3.聚四氟乙烯模压板是由聚四氟乙烯树脂在常温下用模压法制备成型，再经过烧结、冷却而制成，采用上述方法制备的聚四氟乙烯板材的拉伸强度在 19
‑
35mpa之间，抗压强度在19mpa左右，但是在实际使用过程中，对板材的拉伸强度和抗压强度的要求很高，目前的聚四氟乙烯板材由于强度的缺陷，使其应用领域受到了限制。
4.目前也存在一些对聚四氟乙烯进行改性的方案，比如申请号为 cn201910131763.2的一种改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其改性方法为：将聚四氟乙烯、n
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β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷改性的云母、二硫化钼、石墨和聚醚醚酮混合后进行压制，得到压制料；将所得压制料进行烧结，得到改性聚四氟乙烯复合材料。虽然改性之后的拉伸强度确实得到了增强，但是也存在使用的改性原料种类较多，对聚四氟乙烯的改性成本较高的问题。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于解决现有技术中存在的聚四氟乙烯板材的拉伸强度和抗压强度均很低的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
8.步骤1：将玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，得到共混物料；
9.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理；
10.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯。
11.进一步的，步骤1中的玄武岩短切纤维在与聚四氟乙烯混合之前使用处理剂进行
预处理，所述处理剂为γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
12.通过使用γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷对玄武岩短切纤维进行预处理，在调湿期后，把强度性能保持在最大程度，即可进一步增强改性之后的聚四氟乙烯的强度。
13.进一步的，步骤1中的玄武岩短切纤维的纤维单丝的直径为7μm，线密度为300g。
14.进一步的，步骤1中玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯共混时的搅拌转速为 1200r/min，搅拌时间为5min。
15.本技术通过限定玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯共混时的搅拌转速和搅拌时间，一方面是确保玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯之间的共混效果更好，混合得更加的均匀，进行使玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯的改性效果更好；另一方面根据发明人的预实验检测，在搅拌转速为1200r/min的情况下，搅拌5min完全能实现玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯的充分混合，如果延长搅拌时间，将导致工作效率的降低，同时对玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯之间的共混作用也无法再起到更好的促进效果，因此本技术中限定的时间值同时起到了提高加工效率的效果。
16.进一步的，步骤2中预压成型时的压力值为18
‑
30mpa；保压时间为 15
‑
30min。
17.其中保压时间即将物料压入模腔放气后压力升到预定值至开始解除压力的时间。通过预压成型之后再极性保压处理，即可使改性之后的聚四氟乙烯材料的成型效果更好。
18.进一步的，步骤3中对成型材料进行退火处理时的升温速度控制在30
‑
50℃ /h，烧结温度控制在360℃
‑
365℃。
19.进一步的，步骤3中对成型材料进行退火处理时的降温速度控制在10
‑
25℃ /h，降温至100
‑
120℃时进行保温处理3
‑
4h。
20.本技术通过对成型之后的材料进行退火处理，使玄武岩短切纤维改性之后的聚四氟乙烯在高温处理之后慢慢冷却，释放改性之后的聚四氟乙烯材料的应力，增强改性之后的聚四氟乙烯材料的延展性和韧性，进而对提高改性之后的聚四氟乙烯材料的拉伸强度和抗压强度进行更好的促进效果。
21.技术原理：将玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯共混成型之后，玄武岩短切纤维限制了聚四氟乙烯的高分子链之间的相互移动，使得改性之后的聚四氟乙烯材料的收缩率下降了很多，刚性也得到了很大的提高，同时玄武岩短切纤维本身也属于高强度的材料，通过限定玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯之间的用量比，使玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯的改性效果更好，得到的改性聚四氟乙烯的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度均得到了提高。
22.本发明的有益效果如下：
23.(1)通过使用玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯进行共混改性之后，改性聚四氟乙烯板材拉伸强度50
‑
55mpa，抗压强度60
‑
70mpa，比现有的聚四氟乙烯板材的强度性能提升了200％；
24.(2)本技术中的玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯之间的用量比的控制，不仅使玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯进行了充分的改性，提高了聚四氟乙烯的拉伸强度和抗压强度，而且未造成原料的浪费，改性效果好；
25.(3)本技术使用玄武岩短切纤维对聚四氟乙烯进行改性的工艺流程简单，便于实现工业化生产，改性过程中的工艺参数的控制较容易。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.因此，以下仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1
29.本实施例提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
30.步骤1：将使用γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行预处理之后的玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为5min，得到共混物料；
31.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理，压成型时的压力值为30mpa；保压时间为30min；
32.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在50℃/h，烧结温度控制在365℃；降温速度控制在25℃/h，降温至120℃时进行保温处理4h。
33.实施例2
34.本实施例提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
35.步骤1：将使用γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行预处理之后的玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为5min，得到共混物料；
36.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理，压成型时的压力值为18mpa；保压时间为15min；
37.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在30℃/h，烧结温度控制在360℃；降温速度控制在10℃/h，降温至100℃时进行保温处理3h。
38.实施例3
39.本实施例提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
40.步骤1：将使用γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行预处理之后的玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为5min，得到共混物料；
41.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理，压成型时的压力值为25mpa；保压时间为20min；
42.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在40℃/h，烧结温度控制在360℃；降温速度控制在15℃/h，降温至115℃时进行保温处理3h。
43.实施例4
44.本实施例提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
45.步骤1：将使用γ―(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行预处理之后的玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为5min，得到共混物料；
46.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理，压成型时的压力值为20mpa；保压时间为18min；
47.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在35℃/h，烧结温度控制在360℃；降温速度控制在20℃/h，降温至110℃时进行保温处理3h。
48.实施例5
49.本实施例提供一种使用玄武岩短切纤维改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
50.步骤1：将使用γ―(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷进行预处理之后的玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯按质量比为3:7的比例放入到搅拌机中搅拌，混合均匀，搅拌转速为1200r/min，搅拌时间为5min，得到共混物料；
51.步骤2：将共混物料放入模压模具内模压成型，先预压成型，再进行保压处理，压成型时的压力值为28mpa；保压时间为25min；
52.步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在45℃/h，烧结温度控制在360℃；降温速度控制在20℃/h，降温至114℃时进行保温处理4h。
53.试验检测：将实施例1到实施例5中得到的改性聚四氟乙烯进行拉伸强度和抗压强度的检测，同时将改性之前的聚四氟乙烯也进行拉伸强度和抗压强度的检测，作为对比例，检测结果如下表所示。
54.实施例/对比例拉伸强度/mpa抗压强度/mpa实施例15060实施例25365实施例35570实施例45368实施例55566对比例2530
55.根据上述检测结果可知，通过本技术中的改性方法实现了提高聚四氟乙烯的拉伸强度和抗压强度的效果，同时通过限定玄武岩短切纤维与聚四氟乙烯之间的用量比、以及改性过程中限定的工艺参数，使得对聚四氟乙烯的改性效果很好，同时本技术中的改性方法也很简单，改性成本低廉，适于推广应用。