专利名称：用于高温应用的聚酰亚胺树脂的制作方法
技术领域：
本公开涉及填充型聚酰亚胺树脂组合物，所述组合物用于需要高温氧化稳定性的高温应用如飞机发动机零件。
背景技术：
聚酰亚胺组合物在应力和高温下的独特性能使得它们用于需要高温氧化稳定性的应用中。此类应用的一些例子是飞机发动机零件、飞机垫磨片、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、以及泵衬套和密封件。尽管此前已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零件，表现出应用如飞机发动机零件当前所需的适宜的高度热氧化稳定性，同时保持聚酰亚胺材料的其它有利属性。
发明内容
本文所公开的是组合物，所述组合物包含下列成分的混合物:(a)量为约30重量份至约90重量份的芳族聚酰亚胺；(b)量为约0.5重量份至约12重量份的针状二氧化钛颗粒；和(c)量为约O重量份至约60重量份的石墨；其中所有重量份合并起来共计100重量份。在另一个实施例中，本文公开了组合物，所述组合物包含下列成分的混合物:(a)量介于约30和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺；(b)量介于约0.5和约10重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度介于约I和约100 μ m之间，前提条件是颗粒长径比为至少3 ;和(c)量介于约10和约60重量份之间的石墨；其中所有重量份合并起来共计100重量份。在其它实例中，本文公开了如上所述的组合物，其中组分(a)的含量介于约40和约54重量份之间；(b)的含量介于约0.5和约10重量份之间；并且组分(c)的含量介于约46和约60重量份之间。
在另一个实例中，本文公开了组合物，所述组合物包含下列成分的混合物:(a)量介于约35和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺；(b)量介于约0.5和约4.8重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度介于约I和约100 μ m之间，前提条件是颗粒长径比为至少3 ;和(c)量介于约O和约60重量份之间的石墨；其中所有重量份合并起来共计100重量份。还提供了包含这些组合物的三维制品，如例如实例中所述，其中本文公开了包含芳族聚酰亚胺树脂组合物的三维制品，所述组合物包含下列成分的混合物:(a)量介于约30和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺；(b)量介于约0.5和约10重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度介于约I和约100 μ m之间，前提条件是颗粒长径比为至少3 ;和(c)量介于约O和约60重量份之间的石墨；其中所有重量份合并起来共计100重量份。还公开了其它制品。
具体实施例方式本文所公开的是组合物，所述组合物包含下列成分的混合物:(a)量为约30重量份至约90重量份的芳族聚酰亚胺；(b)量为约0.5重量份至约10重量份的针状二氧化钛颗粒；和(c)量为约O重量份至约60重量份的石墨；其中重量份(a)、(b)和(c)合并起来共计100重量份。在本文组合物中用作组分“(a) ”的聚酰亚胺优选为聚合物，其中重复单元之间至少约80%，优选至少约90%，并且更优选基本上所有(例如至少约98%)的连接基团是酰亚胺基团。如本文所用的芳族聚酰亚胺包括有机聚合物，其中其聚合物链的约60至约IOOmol1^,优选约7011101%或更多，并且更优选约80mol %或更多的重复单元具有如由下式
(I)表示的结构:
权利要求
1.组合物，包含下列成分的混合物: (a)含量介于约30和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺； (b)含量介于约0.5和约12重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度介于约I和约100 μ m之间，前提条件是所述颗粒的长径比为至少3 ;和 (c)含量介于约10和约60重量份之间的石墨； 其中所有重量份合计共100重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中组分(a)的含量介于约40和54重量份之间；组分(b)的含量介于约0.5和约10重量份之间；并且组分(c)的含量介于约46和约60重量份之间。
3.组合物，包含下列成分的混合物: (a)含量介于约35和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺； (b)含量介于约0.5和约4.8重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度 介于约I和约100 μ m之间，前提条件是所述颗粒的长径比为至少3 ;和 (c)含量介于约O和约60重量份之间的石墨； 其中所有重量份合计共100重量份。
4.三维制品，包含芳族聚酰亚胺树脂组合物，所述组合物包含下列成分的混合物: (a)含量介于约30和约90重量份之间的芳族聚酰亚胺； (b)含量介于约0.5和约10重量份之间的针状二氧化钛颗粒，其中平均粒径介于约10和约500nm之间，并且平均颗粒长度介于约I和约100 μ m之间，前提条件是所述颗粒的长径比为至少3 ;和 (c)含量介于约O和约60重量份之间的石墨； 其中所有重量份合计共100重量份。
5.根据权利要求4所述的制品，其中所述聚酰亚胺由(a)芳族四羧酸化合物或其衍生物和(b) 二胺化合物制得，其中所述芳族四羧酸化合物由式(II)表示:
6.根据权利要求5所述的制品，其中所述聚酰亚胺包含以下重复单元:
7.根据权利要求6所述的制品，其中大于60至约85m0l%的R2基团包含对亚苯基，并且约15至小于4011101%的R2基团包含间亚苯基。
8.根据权利要求4所述的制品，还包含一种或多种添加剂作为组分(d)，以(a)+ (b)+ (c)+ (d)组合物的总重量计，所述添加剂的含量在约5至约70重量％的范围内。
9.根据权利要求4所述的制品，所述制品为棒、管、板、环、盘、或条的形式。
10.根据权利要求4所述的制品，所述制品包括衬套、轴承、垫圈、密封环、垫磨片、防磨条、齿条、衬垫、滑块或阀门组件。
11.根据权利要求4所述的制品，所述制品包括用于汽车、游艺车、越野车、军用车、商用车、农业和施工设备或货车的车辆组件，其中所述车辆组件选自:内燃机；尾气再循环系统；离合器系统；用于燃料系统的衬套、密封环、板簧和阀座；泵；真空泵叶片；传动组件中的止推垫圈、阀座和密封环；变速驱动桥组件；传动系组件；非航空器用喷气发动机；发动机皮带张紧轮；点火分电器中的磨块；动力传动系应用；排放组件；可变气门系统；涡轮增压器；滚珠轴承保持架；排气阀衬套；进气组件；传动系应用；用于自动无极变速器和手动变速器的密封环、止推垫圈和拨叉垫块；分动器；转矩变换器；重型越野车传动装置和液压式马达的密封环和止推垫圈；全地形车辆和雪地机动车中无极变速器的衬套、按钮和滚轴；和雪地机动车齿轮箱的链条张紧器；制动系统组件；制动系统的垫磨片；防抱死制动系统的阀门组件；门铰链衬套；变速杆滚轴；轮盘螺母；转向系统；空调系统；悬架系统；进气和排气系统；活塞环；和减震器。
12.根据权利要求4所述的制品，所述制品包括航空航天应用零件，所述零件选自:飞机发动机零件、涡轮增压器、遮板、飞机子系统、推力反向器、机舱、襟翼系统和阀门、飞机用紧固件、用于驱动飞机发电机的花键联轴器、液压泵、飞机发动机的管夹、联动控制组件、舱门机构、火箭和卫星组件、衬套、变距定子叶片衬套、轴承、垫圈、止推垫圈、密封环、衬垫、垫磨片、花键、防磨条、缓冲器和滑块。
13.根据权利要求4所述的制品，所述制品包括材料处理设备或材料加工设备的零件，所述零件选自:注塑机；用于塑料注塑成型和挤出设备的绝缘体、密封件、衬套和轴承 ’传送装置、压带机和拉 幅机框；膜、密封件、垫圈、轴承、衬套、衬垫、垫磨片、密封环、滑块和按销；热玻璃操作夹具和垫片；绝缘体；铝铸轧机中的密封件、阀门、阀座、卷轴；气体压缩机、活塞环、提升阀、阀板、迷宫式密封；水轮机；计量装置；电动马达的衬套、垫圈和止推螺塞；用于手持设备马达和风扇的小型马达衬套和轴承；切割器绝缘体；形成饮料罐形状的制罐机中的衬套、真空歧管零件、以及壳压机传动带和栓塞；钢和铝轧制工业中的衬套和芯轴衬里；油气勘探和精炼设备；以及纺织机械、编织机的衬套、针织机的球座、和织物整理机的防磨条。
全文摘要
发现包含芳族聚酰亚胺、石墨和针状二氧化钛的聚酰亚胺树脂组合物表现出高热氧化稳定性。此类组合物尤其有用于暴露于高温的模塑制品，如用于航空航天、运输、以及材料处理应用中的衬套、轴承和密封环。
文档编号C08K3/04GK103154139SQ201180046524
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者R.R.伯奇, J.G.莫拉雷斯, S.H.蒂尔福德 申请人:纳幕尔杜邦公司