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一种含芳香聚酰胺的三元合金及其制备方法技术

技术编号:20881391 阅读:32 留言:0更新日期:2019-04-17 13:02
本发明专利技术涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种含芳香聚酰胺的三元合金及其制备方法,本发明专利技术提供的一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮70~94份,聚醚酰亚胺3~20份,芳香聚酰胺3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺;根据实施例的记载,本发明专利技术所述的三元合金的摩擦系数较纯相PEEK的摩擦系数下降了≥4.7%,磨损率下降了≥35.3%,较纯相PEEK的力学性能得到较大的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种含芳香聚酰胺的三元合金及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
,尤其涉及一种含芳香聚酰胺的三元合金及其制备方法。
技术介绍
聚醚醚酮(PEEK)是一种综合性能优异的特种工程塑料。作为一种半结晶性热塑性高分子材料,它具有优异的阻燃性、耐辐射性、耐高温性和机械性能。同时,在摩擦磨损性能方面,聚醚醚酮是继聚四氟乙烯(PTFE)后,又一良好的减摩耐磨材料。故其广泛应用于航空航天、仪器仪表和汽车工业等领域。芳香聚酰胺(PK)最早由美国杜邦公司在1967年开发出来,其具有良好的耐高温性、耐化学性和耐疲劳性,且其耐摩擦性能十分优异。目前已经广泛应用于飞机的轮胎及机身材料上,火箭及人造卫星的一些结构件也采用经聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维增强的复合材料制作,极大的降低了飞行相关仪器的质量,节约了经济成本。共混是开发新材料的一种重要方法,可以获得优异的综合性能,相对于在主链结构上引入新基团和共聚来说,具有成本低廉的优势。如果能将芳香聚酰胺引入到聚醚醚酮体系中,则既可实现芳香聚酰胺的加工,也可提升聚醚醚酮的摩擦与力学性能。但由于芳香聚酰胺的链与链之间存在很强的氢键相互作用,其熔融温度已经超过了分解温度,后期加工过程具有很大难度。且较高的结晶度也使这种材料的溶解能力很弱,一般只能溶到浓硫酸之中。这些缺点均极大的地限制了芳香聚酰胺在共混材料中的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含芳香聚酰胺的三元合金及其制备方法,其中聚醚酰亚胺(PEI)可以使PK均匀分散在PEEK的基体中,提高三元合金的机械及摩擦性能。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:本专利技术提供了一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮70~94份聚醚酰亚胺3~20份芳香聚酰胺3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺。优选的,所述聚醚醚酮的比浓粘度为0.8~1.0dL/g,玻璃化转变温度为142~144℃。优选的,所述聚醚酰亚胺的比浓粘度为0.4~0.6dL/g,玻璃化转变温度为215~217℃。优选的,所述芳香聚酰胺比浓粘度为0.4~1.0dL/g;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺时,含醚酮结构的芳香聚酰胺的玻璃化转变温度为325~328℃;所述芳香聚酰胺为含萘芳香聚酰胺时,含萘芳香聚酰胺的玻璃化转变温度为285~288℃。本专利技术还提供了上述技术方案所述的含芳香聚酰胺的三元合金的制备方法,包括以下步骤:将芳香聚酰胺、聚醚酰亚胺、助溶剂和有机溶剂混合后,在去离子水中出料,得到芳香聚酰胺/聚醚酰亚胺的二元共混物;将所述芳香聚酰胺/聚醚酰亚胺的二元共混物和聚醚醚酮混合,依次进行挤出、造粒、注塑成型和退火,得到含芳香聚酰胺的三元合金。优选的,所述助溶剂为氯化钙、氯化锂、氯化镁和甲基三正丁基氯化铵中的一种或几种;所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺和六甲基磷酰胺中的一种或几种。优选的,所述挤出在双螺杆挤出机中进行,所述挤出的温度为360~390℃,所述双螺杆挤出机的转速为20~60r/min。优选的,所述注塑成型的温度为380~400℃,所述注塑成型的压力为700~900bar。优选的,所述退火的温度为200~210℃,所述退火的时间为3~5小时。本专利技术提供了一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮70~94份,聚醚酰亚胺3~20份,芳香聚酰胺3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺;PEI与PEEK具有良好的热力学相容性,可将芳香聚酰胺与聚醚亚酰胺的二元共混物添加到聚醚醚酮中,利用PEI的媒介作用,使芳香聚酰胺均匀分散在PEEK基体中,由此实现芳香聚酰胺的加工,较PEEK纯相,所述三元合金的机械及摩擦性能均得到了较高的提升。根据实施例的记载,本专利技术所述的三元合金的摩擦系数较纯相PEEK的摩擦系数下降了≥4.7%,磨损率下降了≥35.3%,较纯相PEEK的力学性能得到较大的提高。具体实施方式本专利技术提供了一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮70~94份聚醚酰亚胺3~20份芳香聚酰胺3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺。在本专利技术中,若无特殊说明,所述原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。按重量份数计,本专利技术提供的含芳香聚酰胺的三元合金的制备原料包括70~94份的聚醚醚酮,优选为75~90份,更优选为85~90份。在本专利技术中,所述聚醚醚酮的比浓粘度优选为0.8~1.0dL/g,更优选为0.85~0.95dL/g;所述聚醚醚酮的玻璃化转变温度优选为142~144℃。按重量份数计,本专利技术提供的含芳香聚酰胺的三元合金的制备原料包括3~20份的聚醚酰亚胺,优选为5~15份,更优选为8~10份。在本专利技术中,所述聚醚酰亚胺的比浓粘度优选为0.4~0.6dL/g,更优选为0.45~0.55dL/g;所述聚醚酰亚胺的玻璃化转变温度优选为215~217℃。按重量份数计,本专利技术提供的含芳香聚酰胺的三元合金的制备原料包括3~10份的芳香聚酰胺,优选为4~9份,更优选为5~8份。在本专利技术中,所述芳香聚酰胺比浓粘度优选为0.4~1.0dL/g,更优选为0.5~0.8dL/g,最优选为0.5~0.6dL/g;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺时,含醚酮结构的芳香聚酰胺的玻璃化转变温度优选为325~328℃;所述芳香聚酰胺为含萘芳香聚酰胺时,含萘芳香聚酰胺的玻璃化转变温度优选为285~288℃。在本专利技术中,所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺(PK-1)或含萘芳香聚酰胺(PK-2);在本专利技术中,所述含醚酮结构的芳香聚酰胺的种类和制备方法优选为申请号为CN103524730A公开的含醚酮结构的芳香聚酰胺的种类和制备方法。在本专利技术中,所述芳香聚酰胺为含萘芳香聚酰胺的制备方法,优选包括以下步骤:将1,5-萘二胺和4,4'-二苯醚二酰氯以摩尔比为1:1的比例混合,以NMP为溶剂,LiCl为催化剂在室温条件下发生聚合反应;本专利技术对所述NMP和LiCl的用量没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的用量即可。在本专利技术中,所述含萘芳香聚酰胺的结构式优选为:本专利技术对所述结构式中的n没有任何特殊的限定,能够使所述含萘芳香聚酰胺的比浓粘度在0.4~1.0dL/g范围内,玻璃化转变温度在285~288℃范围内即可。本专利技术还提供了上述技术方案所述的含芳香聚酰胺的三元合金的制备方法,包括以下步骤:将芳香聚酰胺、聚醚酰亚胺、助溶剂和有机溶剂混合后,在去离子水中出料,得到芳香聚酰胺/聚醚酰亚胺的二元共混物;将所述芳香聚酰胺/聚醚酰亚胺的二元共混物和聚醚醚酮混合,依次进行挤出、造粒、注塑成型和退火,得到含芳香聚酰胺的三元合金。本专利技术将芳香聚酰胺、聚醚酰亚胺、助溶剂和有机溶剂混合后,在去离子水中出料,得到芳香聚酰胺/聚醚酰亚胺的二元共混物。在本专利技术中,所述助溶剂优选为氯化钙、氯化锂、氯化镁和甲基三正丁基氯化铵中的一种或几种;当所述助溶剂为上述具体选择中的两种以上时,本专利技术对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定,按任意配比进行混合即可。在本专利技术中,所述有机溶剂优选为N,N-二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮         70~94份聚醚酰亚胺       3~20份芳香聚酰胺       3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺。

【技术特征摘要】
1.一种含芳香聚酰胺的三元合金,由包括如下重量份数的原料制备得到:聚醚醚酮70~94份聚醚酰亚胺3~20份芳香聚酰胺3~10份;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺或含萘芳香聚酰胺。2.如权利要求1所述的含芳香聚酰胺的三元合金,其特征在于,所述聚醚醚酮的比浓粘度为0.8~1.0dL/g,玻璃化转变温度为142~144℃。3.如权利要求1所述的含芳香聚酰胺的三元合金,其特征在于,所述聚醚酰亚胺的比浓粘度为0.4~0.6dL/g,玻璃化转变温度为215~217℃。4.如权利要求1所述的含芳香聚酰胺的三元合金,其特征在于,所述芳香聚酰胺比浓粘度为0.4~1.0dL/g;所述芳香聚酰胺为含醚酮结构的芳香聚酰胺时,含醚酮结构的芳香聚酰胺的玻璃化转变温度为325~328℃;所述芳香聚酰胺为含萘芳香聚酰胺时,含萘芳香聚酰胺的玻璃化转变温度为285~288℃。5.权利要求1~4任一项所述的含芳香聚酰胺的三元合金的制备方法,包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海博高雁伟刘新徐达魏嘉欣周晨义
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林,22

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