CN102112535A - 用于高温磨耗应用的聚酰亚胺树脂 - Google Patents

用于高温磨耗应用的聚酰亚胺树脂 Download PDF

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Abstract

发现聚酰亚胺树脂组合物表现出低磨损和高热氧化稳定性，所述组合物包含芳族聚酰亚胺、石墨和高岭土填料。此类组合物尤其可用于在高温下暴露于磨损条件的模塑制品如飞机发动机部件中。

Description

用于高温磨耗应用的聚酰亚胺树脂
本专利申请要求2008年7月30日提交的美国专利申请12/182,571的优先权和受益权，所述文献以引用方式全文并入本文作为其一部分以用于所有目的。
技术领域
本公开涉及用于高温磨耗应用如飞机发动机部件的充填型聚酰亚胺树脂组合物。
发明背景
聚酰亚胺组合物在应力和高温下的独特性能使得它们可用于需要高耐磨性尤其是在高压和高速条件下的应用中。此类应用的一些实例是飞机发动机部件、飞机磨损垫、自动传递轴瓦和密封环、拉幅机框垫和衬套、材料加工设备零件、和泵轴瓦与密封。
通常，如上所述应用中的聚酰亚胺组件旨在用作保护性或消耗性组件，从而防止或减少如果更加昂贵的配合或邻接组件与某些其它组件配合所经历的磨损或损伤。然而，当聚酰亚胺组件磨损时，致使增大的间隙可造成其它不利影响，如(气压或流体)渗漏增加或噪音增加，从而降低其中包含聚酰亚胺组件的整个体系的操作效率。使所述体系恢复其原有操作效率将需要用未使用过的聚酰亚胺新组件替换已磨损的聚酰亚胺组件。替换可能需要拆卸、重新组装、测试和重新校正(“检修”)体系，致使修理时间和劳力方面的花费可观。因此，期望表现出较低磨耗率的聚酰亚胺组件以降低替换和检修的频率，从而降低成本。
尽管早已可获得多种聚酰亚胺组合物以及用于那些组合物的添加剂如石墨，但是仍存在对聚酰亚胺组合物的需要，所述聚酰亚胺组合物作为模塑部件，在应用如飞机发动机部件所需的高温下表现出所期望的高耐磨度，同时保持聚酰亚胺材料的其它有利属性。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供了组合物，所述组合物包含芳族聚酰亚胺、石墨和高岭土填料。
在另一个实施方案中，本发明提供了组合物，所述组合物包含(a)约30重量份或更多的含量但是约55重量份或更少的含量的芳族聚酰亚胺；(b)约45重量份或更多的含量但是约70重量份或更少的含量的石墨；和(c)约0.1重量份或更多的含量但是约5.0重量份或更少的含量的高岭土填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
本发明的另一个实施方案是基本上如图1-3中任何一个或多个所示或所述的物质组合。
还提供了由上述组合物制得的制品。
附图简述
本发明的各种特征和/或实施方案示出于如下所述的附图中。这些特征和/或实施方案仅是代表性的，并且选择将这些特征和/或实施方案包括在附图中不应被认为附图中未包括的主题不适用于实施本发明，或附图中未包括的主题被排除在所附权利要求和它们的等同内容的范围之外。
图1是实施例中导出的热氧化稳定性模型的响应面图。
图2是实施例中导出的树脂磨损度模型的响应面图。
图3是实施例中导出的树脂磨损度响应面图和热氧化稳定性响应面图的叠合。
发明详述
本文公开了组合物，所述组合物包含(a)芳族聚酰亚胺，(b)石墨，和(c)高岭土填料。
作为组分“(a)”用于本文组合物中的聚酰亚胺是聚合物，其中重复单元间至少约80％，优选至少约90％，并且更优选基本上所有(例如至少约98％)的连接基团是亚胺基。如本文所用的芳族聚酰亚胺包括有机聚合物，其中其聚合物链中约60至约100mol％，优选约70mol％或更多，并且更优选约80mol％或更多的重复单元具有如下式(I)所示的结构：
Figure BPA00001307994400031
其中R1为四价芳族基团，并且R2为二价芳族基团，如下所述。
适用于本文的聚酰亚胺聚合物可通过使例如芳族二胺化合物单体(包括其衍生物)与芳族四甲酸化合物单体(包括其衍生物)反应来合成，而所述四甲酸化合物可为四甲酸自身或相应的二酸酐、或四甲酸衍生物如二酯二酸或二酯二酰氯。根据原料的选择，芳族二胺化合物与芳族四甲酸化合物的反应生成相应的聚酰胺酸(“PAA”)、酰胺酯、酰胺酸酯、或其它反应产物。芳族二胺通常优先于四甲酸与二酸酐反应，并且在此反应中，除了溶剂以外很多情况下还使用催化剂。含氮碱、苯酚或两性物质可用作此类催化剂。
作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸可通过在有机极性溶剂中，使优选基本上等摩尔量的芳族二胺化合物与芳族四甲酸化合物聚合来获得，所述有机极性溶剂一般为高沸点溶剂如吡啶、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、或它们的混合物。溶剂中所有单体的量按单体和溶剂的合并重量计可在约5至约40重量％范围内，约6至约35重量％范围内，或约8至约30重量％范围内。反应的温度一般不高于约100℃，并且可在约10℃至80℃范围内。聚合反应的时间一般在约0.2至60小时内。
然后经由热处理、化学脱水或二者，实现亚胺化以生成聚酰亚胺，即使聚酰胺酸闭环，然后除去缩合物(通常为水或醇)。例如，可经由成环剂实现闭环，所述成环剂如吡啶和乙酸酐、甲基吡啶和乙酸酐、2，6-二甲基吡啶和乙酸酐等。
在由此获得的聚酰亚胺的多个实施方案中，其聚合物链中约60至100mol％，优选约70mol％或更多，更优选约80mol％或更多的重复单元具有如下式(I)所示的聚酰亚胺结构：
Figure BPA00001307994400041
其中R1为来源于四甲酸化合物的四价芳族基团；并且R2为来源于二胺化合物的二价芳族基团，其通常可表示为H2N-R2-NH2。
用于制备本文组合物中聚酰亚胺的二胺化合物可以是一种或多种可由结构H2N-R2-NH2表示的芳族二胺，其中R2为包含最多16个碳原子并且在芳环中任选包含一个或多个(但通常仅一个)杂原子的二价芳族基团，杂原子选自例如-N-、-O-或-S-。本文中还包括那些R2基团，其中R2为亚联苯基。适用于制备本文组合物中聚酰亚胺的芳族二胺实例无限制地包括2，6-二氨基吡啶、3，5-二氨基吡啶、1，2-二氨基苯、1，3-二氨基苯(还称为间苯二胺或“MPD”)、1，4-二氨基苯(还称为对苯二胺或“PPD”)、2，6-二氨基甲苯、2，4-二氨基甲苯、和对二氨基联苯类如对二氨基联苯和3，3′-二甲基对二氨基联苯。芳族二胺可单独或组合使用。在一个实施方案中，芳族二胺化合物为1，4-二氨基苯(还称为对苯二胺或“PPD”)、1，3-二氨基苯(还称为间苯二胺或“MPD”)、或它们的混合物。
适用于制备本文组合物中聚酰亚胺的芳族四甲酸化合物可无限制地包括芳族四甲酸、其酸酐、其盐和其酯。芳族四甲酸化合物可由通式(II)表示：
其中R1为四价芳基，并且每个R3独立地为氢或低级烷基(例如正规链或支链C1～C10、C1～C8、C1～C6或C1～C4)基团。在各个实施方案中，烷基为C1-C3烷基。在各个实施方案中，四价有机基团R1可具有由下式之一表示的结构：
Figure BPA00001307994400052
适宜芳族四甲酸的实例无限制地包括3，3′，4，4′-联苯四甲酸、2，3，3′，4′-联苯四甲酸、均苯四甲酸、和3，3′，4，4′-二苯甲酮四甲酸。芳族四甲酸可单独或组合使用。在一个实施方案中，芳族四甲酸化合物为芳族四甲酸二酐，尤其是3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐(“BPDA”)、均苯四甲酸二酐(“PMDA”)、3，3，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐、或它们的混合物。
在本文组合物的一个实施方案中，适宜的聚酰亚胺聚合物可由作为芳族四甲酸化合物的3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酸酐(“BPDA”)和作为芳族二胺化合物的大于60至约85mol％的对苯二胺(“PPD”)与15至小于40mol％的间苯二胺(“MPD”)制得。此类聚酰亚胺描述于美国专利5,886,129中(所述文献以引用方式并入本文作为其一部分以用于所有目的)，并且此类聚酰亚胺的重复单元还可由下列通式(III)所示的结构表示：
Figure BPA00001307994400061
其中大于60至约85mol％的R2基团为对亚苯基：
Figure BPA00001307994400062
并且15至小于40mol％的为间亚苯基：
Figure BPA00001307994400063
在一个可供选择的实施方案中，适宜的聚酰亚胺聚合物可由作为四甲酸化合物二酸酐衍生物的3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酸酐(“BPDA”)和作为二胺化合物的70mol％对苯二胺与30mol％间苯二胺制得。
如本文所用的聚酰亚胺优选为刚性聚合物。当聚酰亚胺重复单元中没有或具有微量(例如小于10mol％，小于5mol％，小于1mol％，或小于0.5mol％)的柔性连接基时，则认为聚酰亚胺聚合物是刚性的。柔性连接基是主要由少量原子组成并且具有简单结构(如直链而不是支链或环状)，从而在所述连接基位置处较易使聚合物链能够弯曲或扭曲的部分。柔性连接基的实例无限制地包括：-O-、-N(H)-C(O)-、-S-、-SO2-、-C(O)-、-C(O)-O-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-(CH2)-和-NH(CH3)-。虽然是不利的，但是当存在时，这些或其它柔性连接基有时存在于芳族二胺化合物的R2部分中。
如本文所用的聚酰亚胺优选为不可熔化的聚合物，其是在其分解温度以下不熔融(即液化或流动)的聚合物。通常，在热和压力下制成由不可熔化的聚酰亚胺组合物制得的部件，非常类似于粉状金属形成部件(如U.S.4,360,626中所述，所述文献以引用方式并入本文作为其一部分以用于所有目的)。
如本文所用的聚酰亚胺优选对热氧化具有高度的稳定性。因此在高温下，所述聚合物通常在与氧化剂如空气的反应全程中将不经历燃烧，但是在热解反应中将变为汽化。
使用石墨作为本文组合物中的组分(“b”)。通常将石墨加入到聚酰亚胺组合物中以提高磨损和摩擦特性，并且调节热膨胀系数(CTE)。因此，为此目的，有时有利地选择用于聚酰亚胺组合物中的石墨量，以与配合组件的CTE相匹配。
石墨可以多种形式如细粉商购获得，并且可具有广泛变化的平均粒度，然而所述平均粒度一般在约5至约75微米范围内。在一个实施方案中，所述平均粒度在约5至约25微米范围内。在另一个实施方案中，如本文所用的石墨包含小于约0.15重量％的反应性杂质，如选自下列的那些：硫化铁、硫化钡、硫化钙、硫化铜、氧化钡、氧化钙和氧化铜。
适用于本文的石墨可以是天然存在的石墨或人造石墨。天然石墨一般具有浓度范围广泛的杂质，而合成制得的石墨可商购获得，具有低浓度的反应性杂质。包含不可接受的高浓度杂质的石墨可由多种已知处理中的任一种纯化，包括例如用无机酸化学处理。在例如高温或回流温度下，用硫酸、硝酸或盐酸处理不纯的石墨，可用于将杂质降低至所期望的程度。
高岭土填料用作本文组合物中的组分(“c”)。适用于本文的高岭土填料包括高岭石自身，它是片状硅酸盐，其分子以一片层二氧化硅和一片层氧化铝的两片层或两板层形式排列。高岭土是具有Al2Si2O5(OH)4化学组成的粘土矿物质。它是成层硅酸盐矿物质，具有通过氧原子与一个氧化铝八面体的八面体片层连接的一个四面体片层。富含高岭石的岩块被称为陶土或高岭土。相比之下，绿土如蒙脱石粘土矿物质以两个二氧化硅片层和一个氧化铝片层形式排列。高岭石类别的那些相比，绿土分子较松散的连接在一起，因此间距更大。保持片状硅酸盐晶体结构的相稳定性是适宜的，与在较高的温度如最高至约450℃下保持片状硅酸盐结构水的热稳定性一样[如例如热重量分析(TGA)所示]。在聚酰亚胺组合物处理期间丧失结构水，可能对聚酰亚胺完整性造成伤害，并且可能改变片状硅酸盐的晶体结构，获得更硬更易磨损的化合物。不足够稳定而未包括在本文所述组合物中的片状硅酸盐的实例是蒙脱石、蛭石和叶蜡石。
适用于本文的高岭土填料进一步论述于Murray的“Applied Clay Science”17(2000)207-221中。
在很多情况下，在转移如上所述的PAA聚合物溶液(或其它类型单体的其它溶液)之前，将用于本文组合物和制品中的石墨和/或高岭土填料掺入到热溶剂中，使得所得聚酰亚胺在组分(b)和/或(c)的存在下沉淀出来，从而掺入到所述组合物中。
在本发明的组合物中，各种组分的含量包括由下列量形成的所有可能范围：
组分(a)，芳族聚酰亚胺，可以约30重量份或更多，约33重量份或更多，约36重量份或更多的含量，或约39重量份或更多的含量但是所述约55重量份或更少，约52重量份或更少，约49重量份或更少，或约46重量份或更少的含量存在；
组分(b)，石墨，可以约45重量份或更多，约48重量份或更多，约51重量份或更多，或约54重量份或更多的含量但是所述约70重量份或更少，约67重量份或更少，约64重量份或更少，或约61重量份或更少的含量存在；并且
组分(c)，高岭土填料，可以约0.1重量份或更多，约0.5重量份或更多，约1.0重量份或更多，约1.5重量份或更多，或约2.0重量份或更多的含量但是所述约5.0重量份或更少，约4.5重量份或更少，约4.0重量份或更少，约3.5重量份或更少，或约3.0重量份或更少的含量存在。
在本文组合物中，当三种组分一起混合于任何具体制剂中时，取自如上所述范围内的三种组分相应重量份的量值共计为100重量份。
本发明的组合物包括所有制剂，其中组成含量可以如上所述的组合物中任何一种组分的各个最大值和最小值的任何组合以及其它两种组分中的一种或两种的最大值和最小值的任何此类组合来表示。
可使用一种或多种添加剂作为本文组合物中的任选组分“(d)”。在使用时，一种或多种添加剂的用量按4-组分[(a)+(b)+(c)+(d)]组合物中所有四种组分合在一起的总重量计可在约5至约70重量％范围内，3-组分[(a)+(b)+(c)]组合物中所有三种组分合在一起的总重量计按4-组分[(a)+(b)+(c)+(d)]组合物中所有四种组分合在一起的总重量计在约30至约95重量％范围内。
任选适用于本文组合物中的添加剂可无限制地包括一种或多种下列物质：颜料；抗氧化剂；赋予低热膨胀系数的物质，例如碳纤维；赋予高强度特性的物质，例如玻璃纤维、陶瓷纤维、硼纤维、玻璃小珠、晶须、石墨晶须或金刚石粉末；赋予热耗散或耐热特性的物质，例如芳族聚酰胺纤维、金属纤维、陶瓷纤维、晶须、二氧化硅、碳化硅、氧化硅、氧化铝、镁粉或钛粉；赋予耐电晕性的物质，例如天然云母、合成云母、或氧化铝；赋予导电性的物质，例如炭黑、银粉、铜粉、铝粉、或镍粉；进一步降低磨损或摩擦系数的物质，例如氮化硼或聚(四氟乙烯)均聚物和共聚物。可在部件制造之前，将填料以干粉形式加入到最终树脂中。
适用于本文组合物中或适于制备本文组合物的物质自身可由本领域已知的方法制得，或可从供应商如Alfa Aesar(Ward Hill，Massachusetts)、City Chemical(West Haven，Connecticut)、Fisher Scientific(Fairlawn，New Jersey)、Sigma-Aldrich(St.Louis，Missouri)或Stanford Materials(Aliso Viejo，California)商购获得。
与由其它不可熔化的聚合材料制得的产品一样，由本文组合物制得的部件可通过涉及施热和施压的技术制得(参见例如美国专利No.4,360,626)。适宜的条件可包括例如环境温度下约50,000至100,000psi(345至690MPa)范围内的压力。由本文组合物模塑的制品的物理特性可通过烧结进一步改进，所述烧结通常在约300℃至约450℃范围内的温度下进行。
由本文组合物制得的部件和其它制品可用作飞机发动机部件，如衬套、轴承、垫片、密封环、垫圈、垫磨片和滑块。这些部件可用于所有类型的飞机发动机中，如往复式活塞发动机，尤其是喷气发动机。由本发明组合物制得的部件和其它制品还可用于下列中：机动车和其它类型的内燃机；其它车辆子系统如尾气再循环系统和离合器系统；泵；非飞机用喷气发动机；涡轮增压器；飞机子系统如推力反向器、机舱、襟翼系统和阀门；物料加工设备如注塑机；物料处理设备如传送装置、压带机、和拉幅机框；以及薄膜、密封、垫片、轴承、衬套、垫圈、垫磨片、密封环、滑块和按销和其中期望低磨损的其它应用。在一些应用中，当其中存在由本文组合物制得的部件或其它制品的设备进行装配并且正常使用时，使由本文组合物制得的部件或其它制品与金属接触至少一部分时间。
实施例
本文组合物的有利属性和功效可见于如下所述的一系列实施例(实施例1-19)中。实施例所基于的这些组合物的实施方案仅是代表性的，并且选择那些实施方案来示例本发明，不表示没有描述于这些实施例中的材料、组分、反应物、成分、制剂或规格不适用于实施本发明，或不表示没有描述于这些实施例中的主题被排除在所附权利要求及其等同物的范畴之外。通过比较由此获得的结果与由某些测试获得的结果可更好地理解实施例的显著性，所述测试设计用作对照实验(对照物A～F)并且为此比较提供基准，因为其中的组合物不包含所有上述三种组分。
在实施例中，使用以下缩写：“BPDA”定义为3，3’，4，4’-联苯四甲酸酐，“MPD”定义为间苯二胺，“PPD”定义为对苯二胺，“TOS”定义为热氧化稳定性，“avg”定义为平均或均衡，“h”定义为小时，“mL”定义为毫升，“m”定义为米，“cm”定义为厘米，“mm”定义为毫米，“in”定义为英寸，“g”定义为克，“kg”定义为千克，“oz”定义为盎司，“psia”定义为磅每平方英寸(绝对压力)，“rpm”定义为每分钟转数，并且“wt％”定义为重量百分数。
原料。
3，3’，4，4’-联苯四甲酸酐得自Mitsubishi Gas Chemical Co.，Inc.(Tokyo，Japan)。间苯二胺和对苯二胺得自DuPont(Wilmington，Delaware，USA)。所用石墨为人造石墨，最多0.05％灰分，中值粒度为约8微米。Polyfil
Figure BPA00001307994400111
DL高岭石购自J.M.Huber Corporation(Atlanta，Georgia，USA)。
方法。
根据ASTM E8(2006)，“Standard Tension Test Specimen for Powdered Metal Products-Flat Unmachined Tensile Test Bar”，通过在室温和100,000psi(690MPa)成型压力下直接成型，将干燥的聚酰亚胺树脂制成拉力试棒。使用氮气吹扫，将拉力试棒在405℃下烧结3小时。
如下测定热氧化稳定性(“TOS”)：首先称量拉力试棒，然后对于每种拉力试棒，在空气中，在88psia(0.61MPa)的压力下使两根所述拉力试棒在800℉(427℃)的温度下暴露25小时。然后进行最后重量测量，并且根据下式，计算每根拉力试棒的重量损失百分比：
Figure BPA00001307994400112
并且计算和报导的百分比为重量损失百分比。然后对两根中每一根的重量损失百分比取平均，并且报导平均重量损失百分比
在800℉(427℃)下测定拉力试棒上的高温磨损。在这些测试中，在2磅负载下使钢珠轴承在测试样本表面上摩擦3小时。在实验结束时，测定测试样本上所得磨痕的体积(“树脂磨损度”)。由光学轮廓测量技术测定树脂磨损度，由此可测得磨痕的体积。树脂磨损度的结果以损失重量的体积形式报导，以in3或cm3为单位表示。采用ASTM G 133-05(2005)“Standard Test Method for Linearly Reciprocating Ball-on-Flat Sliding Wear”中所述的测试方法，通过使用控温烘箱，同时在计算机上采集摩擦力数据对所述方法进行改进，进行所有测量。
实施例1-19，对照物A～F
实施这些实验以研究组成含量(聚合物、石墨和高岭土填料的相对量)对由所述组合物模塑的部件特性的影响，包括TOS和树脂磨损度。根据美国专利5,886,129中所述的方法，制备聚酰亚胺树脂颗粒，基于3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酸酐(BPDA)、间苯二胺(MPD)和对苯二胺(PPD)所述聚酰亚胺树脂颗粒包含不同量的石墨和高岭土填料，所述文献以引用方式全文并入本文作为其一部分以用于所有目的。干燥后，使用Wiley研磨，将树脂研磨通过20目的筛网。然后如上所述制备测试样本拉力试棒。
采用二元极端顶点设计来表示各种制剂的含量和性能关系，所述制剂具有不同的三种组分(聚酰亚胺、石墨和海泡石填料)组成含量。设计空间总结如下，并且由图1～3中的粗虚线表示：
聚酰亚胺    0.30至1.0重量份
石墨        0.00至0.70重量份
高岭石      0.00至0.50重量份
对照物A、B、D和E表示0.00重量份高岭石的条件；而对照物C、D和F表示0.00重量份石墨的条件。因此，对照物D还表示1.0重量份聚酰亚胺的条件。
由实施例1～19和对照物A～F中的组合物模塑的部件的成分以及TOS和树脂磨损度结果示于下表1中：
表1：
Figure BPA00001307994400131
在图1中，将表示3％至8％平均TOS值范围的恒值线覆加在设计空间图上以获得面图，所述面图表明在模塑部件中获得特定平均TOS的制剂近似组成成分。由图1可以看出，在所研究的组成范围内，更高含量的石墨通常稍微改善(即降低)了TOS，而更高含量的聚酰亚胺和高岭石通常稍微恶化(即提高)了TOS。
在图2中，将表示1500至3000×10-8in3(24580至49160×10-8cm3)树脂磨损度范围的恒值线覆加在设计空间图上，以获得面图，所述面图表明在模塑部件中产生特定树脂磨损度的制剂近似组成成分。
图3是图1TOS响应面图和图2树脂磨损度响应面图的叠合。画有阴影线的面积代表表示TOS为3.0％或更低的恒值线与表示树脂磨损度为1500×10-8in3(24580×10-8cm3)或更低的恒值线间的交叠区域。
凡在本文中给出某一数值范围之处，所述范围包括其端点，以及位于所述范围内的所有单独整数和分数，并且还包括由其中那些端点和内部整数和分数的所有各种可能组合形成的每一个较窄范围，以在相同程度的所述范围内形成更大数值群的子群，如同每一个那些较窄范围有明确表示一样。当本文中的数值范围被描述为大于某设定值时，所述范围仍然是有限的，并且被如本文所述的发明上下文中切实可行的值限定其上限。当本文中的数值范围被描述为小于某设定值时，所述范围仍然被非零值限定其下限。
在本说明书中，除非在使用情形下另外明确指明或相反地指出，其中本发明主题的实施方案被论述或描述为包含、包括、含有、具有、涵盖或包容一些特征或要素，除了明确指明或描述的那些以外的一种或多种特征或要素也可存在于实施方案中。然而，本发明主题的一个可供选择的实施方案可被论述或描述为基本上由某些特征或要素组成，则其中将会显著地改变操作原理或实施方案显著特性的实施方案特征或要素不存在于其中。本发明主题的另一个可供选择的实施方案可被论述或描述为基本上由某些特征或要素组成，在所述实施方案或其非本质变型中，仅存在所具体论述或描述的特征或要素。
在本说明书中，除非在使用情形下另外明确指明或有相反指明，否则
(a)本文给出的数量、尺寸、范围、配方、参数、以及其他量和特性，尤其是当用术语“约”修饰时，可以但不必是精确的，并且还可为近似和/或大于或小于(如所期望的)所述的，在本发明的上下文中，表达公差、转换因子、数值修约、测量误差等，以及包含在其以外的那些值的所述值中具有与所述值相当的实用性和/或可操作性；
(b)所有给出的份数、百分比或比率的数量均为按重量计的份数、百分比或比率。
(c)针对本发明存在的元素或特征的陈述或描述而使用的不定冠词“一个”或“一种”并不将存在的所述元素或特征的数目限制为一；以及
(d)如果实际上没有跟随短语“非限定性”，则词语“包括”、“包含”和“含有”应被读成和理解为相当于它们有短语“非限定性”跟随。

Claims (20)

1.组合物，所述组合物包含下列的混合物：(a)约30重量份或更多的含量但是约55重量份或更少的含量的芳族聚酰亚胺；(b)约45重量份或更多的含量但是约70重量份或更少的含量的石墨；和(c)约0.1重量份或更多的含量但是约5.0重量份或更少的含量的高岭土填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由芳族四甲酸化合物或其衍生物制得，其中所述芳族四甲酸化合物由式(II)表示：
Figure FPA00001307994300011
其中R1为四价芳族基团，并且每个R3独立地为氢或C1～C10烷基、或它们的混合物。
3.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由芳族四甲酸化合物制得，所述芳族四甲酸化合物选自3，3′，4，4′-联苯四甲酸、2，3，3′，4′-联苯四甲酸、均苯四甲酸、和3，3′，4，4′-二苯甲酮四甲酸、或它们的衍生物、或它们的混合物。
4.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由二胺化合物制得，所述二胺化合物由结构H2N-R2-NH2表示，其中R2为包含最多16个碳原子并且在芳环中任选包含一个或多个杂原子的二价芳族基团，所述杂原子选自-N-、-O-和-S-。
5.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由二胺化合物制得，所述二胺化合物选自2，6-二氨基吡啶、3，5-二氨基吡啶、1，2-二氨基苯、1，3-二氨基苯、1，4-二氨基苯、2，6-二氨基甲苯、2，4-二氨基甲苯、对二氨基联苯和3，3′-二甲基对二氨基联苯。
6.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺包含下式的重复单元
Figure FPA00001307994300021
其中R2选自对亚苯基、
Figure FPA00001307994300022
间亚苯基、
Figure FPA00001307994300023
以及它们的混合物。
7.根据权利要求6的组合物，其中大于60至约85mol％的所述R2基团包含对亚苯基，并且约15至小于40mol％的所述R2基团包含间亚苯基。
8.根据权利要求6的组合物，其中约70mol％的所述R2基团包含对亚苯基，并且约30mol％的所述R2基团包含间亚苯基。
9.根据权利要求1的组合物，所述组合物包含下列的混合物：(a)约33重量份或更多的含量但是约52重量份或更少的含量的芳族聚酰亚胺；(b)约48重量份或更多的含量但是约67重量份或更少的含量的石墨；和(c)约0.5重量份或更多的含量但是约5.0重量份或更少的含量的高岭土填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
10.根据权利要求1的组合物，所述组合物包含下列的混合物：(a)约36重量份或更多的含量的但是约52重量份或更少的含量的芳族聚酰亚胺；(b)约51重量份或更多的含量但是约64重量份或更少的含量的石墨；和(c)约1.0重量份或更多的含量但是约5.0重量份或更少的含量的高岭土填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
11.根据权利要求1的组合物，所述组合物包含下列的混合物：(a)约39重量份或更多的含量但是约52重量份或更少的含量的芳族聚酰亚胺；(b)约48重量份或更多的含量但是约64重量份或更少的含量的石墨；和(c)约1.0重量份或更多的含量但是约5.0重量份或更少的含量的高岭土填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
12.根据权利要求1的组合物，其中高岭土填料包括高岭石[Al2Si2O5(OH)4]。
13.根据权利要求1的组合物，所述组合物还包含一种或多种添加剂作为组分(d)，所述添加剂的量按所述(a)+(b)+(c)+(d)组合物的总重量计在约5至约70重量％范围内，所述(a)+(b)+(c)组分合在一起的合并重量在所述总组合物的约30至约95重量％范围内。
14.根据权利要求13的组合物，其中添加剂包括一种或多种下列成员：颜料；抗氧化剂；赋予低热膨胀系数的物质；赋予高强度特性的物质；赋予热耗散或耐热特性的物质；赋予耐电晕性的物质；赋予导电性的物质；以及降低磨损或摩擦系数的物质。
15.由根据权利要求1的组合物制得的制品。
16.根据权利要求15的制品，所述制品包括内燃机部件。
17.根据权利要求15的制品，所述制品包括飞机部件。
18.根据权利要求15的制品，所述制品包括机动车部件。
19.根据权利要求15的制品，所述制品包括衬套、轴承、垫片、密封环、垫磨片或滑块。
20.根据权利要求15的制品，所述制品包括用于下列的部件：气体循环系统；离合器系统；泵；涡轮增压器；推力反向器，机舱，襟翼系统；注塑机；传送装置，压带机，和拉幅机框。
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