CN107057352A - 一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，由以下重量份的原料组成：聚醚酰亚胺树脂100‐130份、润滑剂5‐10份、石墨烯2‐5份、对苯二胺10‐20份、聚碳酸酯树脂50‐80份、增韧剂1‐5份、抗氧化剂2‐8份；将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂经过超声粉碎，得到粉末状的混合物，一方面可以使聚醚酰亚胺、聚碳酸酯与各添加剂更充分的反应，另一方面有助于提升聚醚酰亚胺、聚碳酸酯自身的性能；本发明通过在聚醚酰亚胺复合材质中添加各种原料，使制得的导向套对于传统导向套具有强度高、模量高、耐热温度高及冲击强度大的特点，在实际使用过程中不易发生收缩、变形、开裂等情况。

Description

一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法。
背景技术
聚醚酰亚胺是琥珀色透明固体，密度约在1.28～1.42g/cm3之间，氧指数为47％，玻璃化转变温度高达215℃左右，在不添加任何添加剂的情况下，就有固有的阻燃性、低烟度和低收缩率。同时，聚醚酰亚胺具有优良的抗拉弯性能、电绝缘性能、耐高低温、耐辐照性能及耐磨性能，可透过微波，可在-160～180℃的工作温度范围内长期使用。由于聚醚酰亚胺具有优良的综合性能，使其卓有成效地应用于电子、电机、医疗器械、武器装备和航空等部门，并可用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。
真空灭弧室的导电杆沿着灭弧室的轴线上下移动，导向套起导向作用，早期的灭弧室导向套有些采用黄铜或青铜制成，为了防止电流流过波纹管，导向套已由聚四氟乙烯或石墨尼龙等低摩擦系数的绝缘材料制造。真空灭弧室导向套容易受温度变化影响而收缩、变形、开裂，引起灭弧室运动部分卡滞等。聚醚酰亚胺具有优良的电绝缘、耐高温性能，但目前对聚醚酰亚胺材质导向套的制备方法研究较少。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，具有制备简单、生产成本低的特点。
具体的技术方案如下：一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂100‐130份、润滑剂5‐10份、石墨烯2‐5份、对苯二胺10‐20份、聚碳酸酯树脂50‐80份、增韧剂1‐5份、抗氧化剂2‐8份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合0.5‐1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎0.5‐1h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A，烘干温度为70‐120℃，烘干时间为4‐12h；
(3)将步骤(1)中称量的润滑剂、石墨烯、对苯二胺、增韧剂、抗氧化剂与粉末状混合物A放入密炼机中混炼1‐2h，混炼温度为180‐220℃，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热温度为400℃，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度330‐360℃，二区温度360‐380℃，三区温度380‐410℃，四区温度410‐440℃，五区温度400‐420℃，主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
所述步骤(1)中，润滑剂为聚乙烯蜡、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、聚硅氧烷、硅酮粉中的一种或几种。
所述步骤(1)中，抗氧化剂为2，6‐二叔丁基对甲基苯酚、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯中的一种或几种。
所述步骤(1)中，增韧剂为聚苯乙烯、聚烯烃类的一种或几种。
本发明具有有益效果：将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂经过超声粉碎，得到粉末状的混合物，一方面可以使聚醚酰亚胺、聚碳酸酯与各添加剂更充分的反应，另一方面有助于提升聚醚酰亚胺、聚碳酸酯自身的性能；通过挤出吹塑制成导向管，常规的熔融挤出机上即可实施，不必借助特殊设备，操作过程简便易行；本发明采用石墨烯为原料，石墨烯具有高强度、超轻薄的特性，石墨烯可以提高导向套的强度、刚性、耐热温度等性能，对苯二胺可以有效提高导向套的耐热性，聚碳酸酯树脂能够改善聚醚酰亚胺复合材质的机械强度，润滑剂一方面能有效改善导向套与导向杆之间的摩擦，另一方面能改善聚醚酰亚胺复合材质在加工过程中与加工设备之间的摩擦，降低能耗；本发明通过在聚醚酰亚胺复合材质中添加各种原料，使制得的导向套对于传统导向套具有强度高、模量高、耐热温度高及冲击强度大的特点，在实际使用过程中不易发生收缩、变形、开裂等情况。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合实施例对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
实施例1
一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂100份、硅酮粉2份、双脂肪酸酰胺2份、季戊四醇硬脂酸脂1份、石墨烯2份、对苯二胺10份、聚碳酸酯树脂50份、聚苯乙烯1份、2，6‐二叔丁基对甲基苯酚2份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎1h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A，烘干温度为120℃，烘干时间为4h；
(3)将步骤(1)中称量的硅酮粉、石墨烯、对苯二胺、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、聚苯乙烯、2，6‐二叔丁基对甲基苯酚与粉末状混合物A放入密炼机中混炼2h，混炼温度为220℃，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热温度为400℃，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度330℃，二区温度360℃，三区温度380℃，四区温度410℃，五区温度400℃，主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
实施例2
一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂120份、双脂肪酸酰胺2份、季戊四醇硬脂酸脂5份、石墨烯2份、对苯二胺10份、聚碳酸酯树脂55份、聚苯乙烯1份、2，6‐二叔丁基对甲基苯酚6份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎01h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A，烘干温度为120℃，烘干时间为8h；
(3)将步骤(1)中称量的硅酮粉、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、石墨烯、对苯二胺、聚苯乙烯、2，6‐二叔丁基对甲基苯酚与粉末状混合物A放入密炼机中混炼2h，混炼温度为180℃，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热温度为400℃，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度360℃，二区温度380℃，三区温度410℃，四区温度440℃，五区温度420℃，主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
实施例3
一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂100份、硅酮粉2份、双脂肪酸酰胺2份、季戊四醇硬脂酸脂1份、石墨烯2份、对苯二胺10份、聚碳酸酯树脂60份、聚苯乙烯1份、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯2份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎1h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A，烘干温度为120℃，烘干时间为4h；
(3)将步骤(1)中称量的硅酮粉、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、石墨烯、对苯二胺、聚苯乙烯、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯与粉末状混合物A放入密炼机中混炼2h，混炼温度为220℃，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热温度为400℃，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度340℃，二区温度360℃，三区温度380℃，四区温度410℃，五区温度400℃，主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
实施例4
一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂100份、双脂肪酸酰胺2份、季戊四醇硬脂酸脂5份、石墨烯2份、对苯二胺10份、聚碳酸酯树脂60份、聚苯乙烯1份、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯2份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎1h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A，烘干温度为120℃，烘干时间为4h；
(3)将步骤(1)中称量的硅酮粉、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、石墨烯、对苯二胺、聚苯乙烯、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯与粉末状混合物A放入密炼机中混炼2h，混炼温度为220℃，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热温度为400℃，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度340℃，二区温度360℃，三区温度380℃，四区温度420℃，五区温度410℃，主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
表1实施例1‐3所制备的导向套的力学性能
其中，拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验，弯曲强度按GB/T 9341标准进行检验，热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验，从表1中可以看出，本发明通过在聚醚酰亚胺复合材质中添加各种原料，使制得的导向套对于传统导向套来说具有强度高、模量高、耐热温度高及冲击强度大的特点，在实际使用过程中不易发生收缩、变形、开裂等情况。
本发明中聚醚酰亚胺为沙特基础创新公司的Ultem 1000-1000，聚碳酸酯树脂为日本出光的A1500，硅酮粉为星贝达(北京)化工材料有限公司的硅酮粉ST-LS100，所述石墨烯为苏州碳丰石墨烯科技有限公司的试剂级单层氧化石墨烯，对苯二胺为郑州金邦化工有限公司，抗氧化剂、增韧剂均为市售产品，润滑剂中的聚乙烯蜡、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、聚硅氧烷均为市售产品。

Claims (8)

1.一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以重量份数计，称取聚醚酰亚胺树脂100‐130份、润滑剂5‐10份、石墨烯2‐5份、对苯二胺10‐20份、聚碳酸酯树脂50‐80份、增韧剂1‐5份、抗氧化剂2‐8份；
(2)将聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂放入高速搅拌机中混合0.5‐1h，得到混合物A，将混合物A置于超声仪器中，溶剂为水，超声粉碎0.5‐1h，粉碎后通过抽滤、烘干得到粉末状混合物A；
(3)将步骤(1)中称量的润滑剂、石墨烯、对苯二胺、增韧剂、抗氧化剂与粉末状混合物A放入密炼机中混炼，得到混合物B；
(4)将双螺杆挤出机进行预热，预热完成后将混合物B放入双螺杆挤出机的料斗中挤出，得到挤出管状型坯，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度330‐360℃，二区温度360‐380℃，三区温度380‐410℃，四区温度410‐440℃，五区温度400‐420℃；
(5)将挤出管状型坯置于吹塑模具中，用压缩空气吹胀，冷却定型、切割后得到导向套。
2.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，润滑剂为聚乙烯蜡、双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂、聚硅氧烷、硅酮粉中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，抗氧化剂为2，6‐二叔丁基对甲基苯酚、β-(3，5-二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸十八酯中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，增韧剂为聚苯乙烯、聚烯烃类的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，烘干温度为70‐120℃，烘干时间为4‐12h。
6.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混炼时间为1‐2h，混炼温度为180‐220℃。
7.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，双螺杆挤出机的预热温度为400℃。
8.如权利要求1所述的一种聚醚酰亚胺复合材质导向套的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，双螺杆挤出机中主机螺杆的转速为300r/min，进料螺杆的转速为50r/min。
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