CN1730556A - 聚酰亚胺膜管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于满足新技术开发需用耐高温、高绝缘、高耐磨、高模量等特殊需求，通过加热处理进行亚胺化闭环反应的完成制造聚酰亚胺薄膜管，以各类聚酰亚胺为主要成分的无接缝薄目管。

Description

聚酰亚胺膜管及其制造方法

技术领域：

本发明是关于由聚酰亚胺系树脂或聚酰亚胺及共混材料构成的无接缝膜管及其制造方法。

技术背景：

聚酰亚胺高分子材料具有耐高温性、蠕变性小、耐磨性、耐辐射、机械性能稳定和优异化学性能，研究人员利用这些特性，将聚酰亚胺高分子材料制成薄膜片、模压和挤压管、棒等或绝缘漆等使用。用途为航空航天高性能零部件、耐磨耐高压的密封自润滑材料、耐高温的HF级以上电绝缘材料、电子产品中刚、柔性印刷线路板，芯片封装材料等，经市场调研这种无接缝膜管应用领域非常广阔。

聚酰亚胺高分子材料由于材料特性只能采用流涎法和浸漬法制成0.20mm以下薄膜片材，管材的加工一直采用模压和挤压方法，管材的壁厚在1mm以上。

近年来，对聚酰亚胺这种高分子材料不断进行技术开发，目前正在研究使用聚酰亚胺薄膜管是一种引人瞩目的技术。

如前所述，这种聚酰亚胺薄膜管是利用聚酰亚胺高分子材料特性，具有耐磨性、耐高温、高绝缘和高机械强度。加工聚酰亚胺膜管，因此有一定的技术要求和难度。如果聚酰亚胺膜管的加工厚度有偏差，会产生不均匀性现象。因此，聚酰亚胺薄膜管的厚度偏差必须尽可能地小。

聚酰亚胺薄膜管的内径差即膜管纵向的内径的误差，使膜管在转动的情况下会引起膜管在其纵向的位移。因此，对于客户将膜管多用途时，要求膜管具有高精度加工水平。

发明内容：

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种聚酰亚胺膜管及其制造方法它具有高精度加工水平，膜管的厚度偏差小、机械性能稳定、化学性能优异的聚酰亚胺膜管及其制造方法。

为进一步提高产品质量和数量，我们采用下列方法：

确定采用园金属薄管代替圆柱形金属棒，其中园金属薄管表面抛光，同时在表面上涂含硅成分脱膜剂，然后烘干使用。

本发明的目的是这样实现的，其特征是，将聚酰胺酸溶液在园金属薄管的表面旋转流涎形成聚酰胺酸膜管，旋转静停后，加热风使聚酰胺酸反应进行脱溶剂，至表层半干阶段放入亚胺化炉然后依次升温，最后进行亚胺化闭环脱水完成反应而成的。制成以聚酰亚胺为主要成分的无接缝膜管。

在上述方法中，聚酰胺酸溶液为芳香族系聚酰胺酸，其固化物含量4％-60％。

在上述方法中，聚酰胺酸溶液的流涎厚度为成品厚度1.5-3倍。

在上述方法中，是一面使园金属薄管旋转一面流涎聚酰胺酸形成膜管。

本发明的另一特征是，将聚酰胺酸溶液在园金属薄管表面流涎成形，其一装置是一面使园金属薄管旋转一面保持均匀流涎聚酰胺酸，该装置至少具有以一定调解流量保持园金属薄管旋转时将聚酰胺酸溶液在园金属薄管的表面均匀流涎成膜的联动机构。其二装置是加热风使聚酰胺酸反应进行脱溶剂定型，该装置至少具有以一定速度保持园金属薄管旋转的机构、使上述聚酰胺酸溶液膜管通过加热风进行脱溶剂。其三装置是在上述聚酰胺酸半固化膜管最后进行亚胺化闭环脱水完成反应的机构。该装置至少具有以一定速度保持园金属薄管旋转并位移的机构、并使上述聚酰胺酸溶液膜管通过依次升温进行亚胺化闭环脱水。

在上述方法中，如果聚酰亚胺膜管壁厚为0.025mm以上，可以保持圆形。

在上述方法中，亚胺化闭环反应的中途阶段如果是聚酰胺酸膜管的壁厚减少率为30-75％的阶段，  则聚酰亚胺半固化膜管的加工更加快，可以高速且优质地制造产品。另外，使用固化物含量为20％(重量)的聚酰胺酸时，壁厚减少率以35-55％左右为宜，如果使用固化物含量更高(如30-60％(重量))的聚酰胺酸，则壁厚减少率15-45％左右也是可以的。

可以在本发明中使用的聚酰胺酸，是使芳族四酸二酐与芳族二胺在有机极性溶剂中反应而得到的化合物。对于芳族四酸二酐可以是均苯四酸二酐、联苯四酸二酐、二苯甲酮四酸二酐等，也可以是这些四羧酸类的混合物。上述芳族二胺成分可以是二氨基二苯醚、二氨基联苯醚、二苯醚系二胺，硫醚二苯硫醚系二胺；二氨基二苯甲酮等二苯甲酮系二胺；此外还有二苯甲烷系二胺、对苯二胺、间苯二胺等。另外，有机极性溶剂可以是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺N一甲基吡咯烷酮等。

该聚酰亚胺膜管在聚酰胺酸溶液中可添加改性材料；所述的具有增强力学性能、改善耐温及提高自润滑性能的材料作为填充料，该材料一般为增强纤维类材料，石墨纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、硼纤维、晶须及纳米材料；改善耐温及介电性能的材料采用石墨、稀土材料；提高自润滑性能的材料石墨、二硫化铝、含氟类材料；改善其他性能的材料有氧化物系列材料、染料等。采用填充料占聚酰亚胺重量的0.005％～45％。

附图说明：

图1是工件结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是热风定型装置示意图；

图4是流涎成膜联动机构示意图；

图5是亚胺化闭环脱水装置示意图。

具体实施方式：

下面，通过实施步骤进一步具体地说明本发明。

根据客户需要和合成可能选定芳族二胺与芳族二酐及有机极性溶剂，包括添加剂。其次根据技术要求膜厚确定固化物含量。

同期准备圆金属薄管直径按技术要求选定，园金属薄管表面抛光，同时在表面上涂含硅成分脱膜剂，然后烘干使用。

圆金属薄管按内径配用金属保持架。

图中1.支架、2.工件、3.流涎嘴、4.移动轨道、5.定位夹具、6.烘干箱、7.热风源、8.出风口、9.热风管、10.传送带、11.烘箱。

由图1-2可知，用装置一，是一面使园金属薄管旋转一面保持均匀流涎聚酰胺酸，装置具有调解流量保持园金属薄管旋转时将聚酰胺酸溶液在园金属薄管的表面均匀流涎成膜、旋转静停后移送装置二。

由图3可知，用装置二，是以一定速度保持有聚酰胺酸膜管的园金属薄管旋转同步加热风，使上述聚酰胺酸溶液膜管通过加热风进行脱溶剂反应进行脱溶剂定型。该装置可单独使用，也可和装置三联动。

由图4-5可知，其装置三是在上述聚酰胺酸半固化膜管最后进行亚胺化闭环脱水完成反应的机构。具有以一定速度保持园金属薄管旋转并位移的机构、并使上述聚酰胺酸溶液膜管通过依次升温进行亚胺化闭环脱水。

最后，膜管采用自缩脱膜和外力脱膜及化学脱膜使聚酰亚胺膜管与园金属薄管完好无损分离。

进行检测、试验、试用，如合格可确定合成配方，加工工艺等。投入批量生产。

关于聚酰亚胺膜管及其制造方法优点归纳如下：

(1)壁厚通过流涎流量控制，精确度高；

(2)旋转可以使得膜表面均匀平滑；

(3)可以连续生产，产量可塑性强；

(4)与浸涂法等相比，材料的消耗少利用率高；

(5)、通过改变聚酰胺酸溶液成份、添加不同材料，可生产不同用途的膜管。

工作原理：

将工件2的内径与支架1配用，通过工件定位夹具5将工件2定位固定，流涎嘴3安装在移动轨道4上轨道沿箭头方向移动，流涎嘴3流涎聚酰胺溶液用流涎法在一定规格通过圆金属管(工件2)的表面旋转流涎形成聚酰胺酸膜管。通过热风源7的热风进行实施脱溶剂，聚酰胺酸溶液膜管通过依次从a-c升温进行亚胺化闭环脱水。

Claims (9)

1、聚酰亚胺膜管，其特征在于以聚酰亚胺为主要成分的无接缝膜管。

2、权利要求1所述的聚酰亚胺膜管其中以聚酰亚胺为主要成分含两种以上聚酰亚胺共混及改性材料石墨、碳黑、碳纤维、氧化硅、氧化钛、氧化铝、芳纶等。

3、权利要求1所述的聚酰亚胺膜管，其中，聚酰亚胺无接缝膜管是根据不同需要，配制聚酰胺溶液含不同的改性材料。包括固化物含量其特征是，在聚酰胺酸溶液中固化物含量为4％-60％。

4、权利要求1所述的聚酰亚胺膜管，其中，聚酰亚胺膜厚度是0.0125-0.300mm。直径8mm-800mm。

5、聚酰亚胺膜管的制造方法：将聚酰胺酸溶液用流涎法在一定规格圆金属薄管的表面旋转流涎形成聚酰胺酸膜管，旋转静停后，加热风使聚酰胺算反应进行脱溶剂，至表层半干阶段放入亚胺化炉然后依次升温，最后进行亚胺化闭环脱水完成反应而成的。制成以聚酰亚胺为主要成分的无接缝膜管。

6、权利要求5所述的聚酰亚胺膜管的制造方法，其中，膜厚和收缩根据聚酰胺酸溶液中固化物含量具体情况确定为15％-25％。

7、权利要求5所述的聚酰亚胺膜管的制造方法，其中圆金属薄管表面刨光，同时在表面上涂含硅成分脱模剂，然后烘干使用。

8、权利要求5所述的聚酰亚胺膜管的制造方法，其中，膜管采用自缩脱膜和外力脱膜使聚酰亚胺膜管与圆金属薄管完好无损分离。

9、权利要求5所述的聚酰亚胺膜管的制造方法，其中，圆金属薄管内采用金属保持架为高精度加工，其特征是，圆柱型表面有平台或凹槽。

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