CN103232706B - 一种耐高温改性聚酰亚胺及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温改性聚酰亚胺及其制备方法，所述耐高温改性聚酰亚胺将聚酰亚胺、石墨、二硫化钼以及碳纤维采用特殊的粉末冶金技术加工而成，所制得的耐高温改性聚酰亚胺除了具有很好的耐温性能、力学性能和电性能以外，还具有很好的耐磨和抗蠕变性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温改性聚酰亚胺及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺不仅耐热性好，还具有优良的综合性能。其耐热和耐辐射性能是目前高分子材料中最好的。高温下具有突出的介电性能、力学性能、耐辐照性能、耐燃性能、耐磨性能、制品尺寸稳定性、耐有机溶剂，并且低温性能优良。聚酰亚胺产品应用于航天航空高端领域，近年逐渐向民用领域扩展，如汽车发动机、等离子切割、热流道磨具、玻璃生产线、压缩机等领域都有应用。但是由于聚酰亚胺没有固定的熔点，无法用普通的工艺方法加工成型，因而需要探索出适合聚酰亚胺加工成型的配方和工艺方法，以适应不同行业应用需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种耐高温改性聚酰亚胺及其制备方法，所述耐高温改性聚酰亚胺采用特殊的粉末冶金技术加工而成，所制得的耐高温改性聚酰亚胺除了具有很好的耐温性能、力学性能和电性能以外，还具有很好的耐磨和抗蠕变性能。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种耐高温改性聚酰亚胺，其组成成分按质量份计如下：
上述的一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，制备步骤如下：将聚酰亚胺、石墨、二硫化钼以及碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3000－3500r/min，搅拌时间25－30min，然后将混合料过400目筛，并在200－250℃的条件下烘干20－24h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在80－100MPa，再保压0.5－1.0h，然后冷却至200－260℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温5－10h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
本发明所述耐高温改性聚酰亚胺将聚酰亚胺、石墨、二硫化钼以及碳纤维采用特殊的粉末冶金技术加工而成，所制得的耐高温改性聚酰亚胺除了具有很好的耐温性能、力学性能和电性能以外，还具有很好的耐磨和抗蠕变性能。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，制备步骤如下：将75份的聚酰亚胺、10份的石墨、3份的二硫化钼以及5份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3000r/min，搅拌时间25min，然后将混合料过400目筛，并在200℃的条件下烘干20h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在80MPa，再保压0.5h，然后冷却至200℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温5h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
实施例2
一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，制备步骤如下：将78份的聚酰亚胺、12份的石墨、4份的二硫化钼以及8份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3200r/min，搅拌时间28min，然后将混合料过400目筛，并在220℃的条件下烘干22h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在90MPa，再保压0.8h，然后冷却至240℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温8h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
实施例3
一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，制备步骤如下：将80份的聚酰亚胺、15份的石墨、5份的二硫化钼以及10份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3500r/min，搅拌时间30min，然后将混合料过400目筛，并在250℃的条件下烘干24h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在100MPa，再保压1h，然后冷却至260℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温10h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
本发明所制得的耐高温改性聚酰亚胺的性能指标如下：
表1 本发明所制得的耐高温改性聚酰亚胺的性能指标
| 测试项目 | 单位 | 数值 | 测试依据标准 |
| 比重 | g/cm3 | 1.42-1.5 | ASTM D792 |
| 弯曲强度/23℃ | MPa | 99 | ASTM D790 |
| 弯曲强度/260℃ | MPa | 50 | ASTM D695 |
| 压缩强度/23℃ | MPa | 140 | ASTM D695 |
| 压缩强度/260℃ | MPa | 75 | ASTM D695 |
| 拉伸强度/23℃ | MPa | 80 | ASTM D638 |
| 冲击强度（悬臂梁无缺口） | KJ/M2 | 22 | ASTM D4812 |
| 导热系数 | W/m·k | 0.3 | ASTM D696 |
| 热变形温度 | ℃ | 340 | ASTM D648 |
| 线性热膨胀系数 | ppm/℃ | 7 | ASTM D696 |
| 磨损因子/湿润 | 10-8m3/N·m | 5.4 | ASTM D3702 |
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
Claims (3)
1.一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将75份的聚酰亚胺、10份的石墨、3份的二硫化钼以及5份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3000r/min，搅拌时间25min，然后将混合料过400目筛，并在200℃的条件下烘干20h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在80MPa，再保压0.5h，然后冷却至200℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温5h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
2.一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将78份的聚酰亚胺、12份的石墨、4份的二硫化钼以及8份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3200r/min，搅拌时间28min，然后将混合料过400目筛，并在220℃的条件下烘干22h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在90MPa，再保压0.8h，然后冷却至240℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温8h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
3.一种耐高温改性聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将80份的聚酰亚胺、15份的石墨、5份的二硫化钼以及10份的碳纤维在高速混合机中搅拌混合均匀，搅拌速度3500r/min，搅拌时间30min，然后将混合料过400目筛，并在250℃的条件下烘干24h，然后将混合料放入模腔中进行热压，热压过程为：首先升温至260℃，压力保持在30MPa，然后再升温至360℃，压力保持在60MPa，最后升温至430℃，压力保持在100MPa，再保压1h，然后冷却至260℃脱模，再将脱模后的模料在真空烧结炉中进行热处理，首先将温度从20℃升温至200℃，升温速率控制为10℃/h，然后再从200℃升温至430℃，升温速率控制为5℃/h，最后在430℃保温10h，保温完毕后再以10℃/h的速率降温，降至室温。
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