一种低密度聚酰亚胺型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种低密度聚酰亚胺型材及其制备方法，本发明专利技术的聚酰亚胺型材包括质量含量80

【技术实现步骤摘要】
一种低密度聚酰亚胺型材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种树脂型材加工
，具体涉及一种低密度聚酰亚胺型材及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺树脂由于其优异的隔热、绝缘和力学性能，被广泛应用于航天航空、电子、密封等领域。但聚酰亚胺型材密度一般在1.3
‑
1.4g/cm3，随着武器装备的发展，轻量化是一种必然趋势。专利CN103507193A专利技术了一种多孔聚酰亚胺复合保持架管坯预加热压制工艺，采用预加压再烧结的方式得到多孔聚酰亚胺复合材料；专利CN1562607A专利技术了一种多孔聚酰亚胺保持架材料及成型工艺，采用加压锁紧再烧结的方式得到聚酰亚胺复合材料。
[0003]虽然这些方法都使聚酰亚胺复合材料密度有一定降低，但密度普遍＞
[0004]1.1g/cm3，并且采用烧结的方法成型，得到的材料强度较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种低密度聚酰亚胺型材及其制备方法，用于克服现有技术中聚酰亚胺复合材料轻质高强不能兼得的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是，首先提供了一种低密度聚酰亚胺型材，包括质量含量80
‑
90％的聚酰亚胺树脂、质量含量10
‑
20％的助剂，所述助剂包括玻璃微珠、碳纳米管、玻璃纤维粉中的一种或多种，所述低密度聚酰亚胺型材的密度范围为1.01
‑
1.03g/m3，拉伸强度大于49MPa。
[0007]本专利技术提供的聚酰亚胺型材的型材的密度远低于现有型材密度1.3
‑
1.5g/m3，拉伸强度大于49MPa，远高于同密度下的聚酰亚胺型材的拉伸强度。
[0008]本专利技术同时提供了上述低密度聚酰亚胺型材的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：将聚酰亚胺树脂粉与助剂混合，高速搅拌，混合均匀备用；
[0010]S2：将S1得到的混合粉末称重加入模具中；所述模具包括上压板、下压板和模具框，所述上压板上设置有刻度以控制模压板材的厚度；升温预热，盖上上压板，设定温度，待温度达到后，排气5次，压至预设的板材厚度刻度处，保持一定时间，降温，脱模，即得低密度聚酰亚胺型材。
[0011]进一步的，上述步骤S1中，所述聚酰亚胺树脂粉末采用申请人在先授权专利技术CN107417916B提供的产品，聚酰亚胺树脂结构式中包含如下结构单元：
[0012][0013]其中，n表示聚合度，为2
‑
1000的整数；R8为下列结构中的一种或几种：
[0014][0015]和/或
[0016][0017]其中，R1为
[0018][0019]其中，R3、R5、R7分别选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基中的一种；R4、R6分别选自甲基、乙基、丙基、丁基中的一种。
[0020]进一步的，上述步骤S1中，所述玻璃微珠粒径为10
‑
30μm；碳纳米管管长5
‑
15μm、管径15
‑
60nm；玻璃纤维粉粒径为30
‑
40μm。
[0021]进一步的，上述步骤S1中，所述步骤S1中的高速搅拌转速为1500
‑
2500r/min，时间为3
‑
5min。
[0022]进一步的，上述步骤S2中，所述步骤S2中的预热温度为200
‑
250℃。
[0023]进一步的，上述步骤S2中，所述保持的温度为350
‑
370℃、保持的时间为40
‑
50min。
[0024]进一步的，上述步骤S2中，所述降温温度为将模具温度降至200℃、降温方式为风冷降温。
[0025]进一步的，上述步骤S2中，确定上压板压至预设的板材厚度刻度处的方法为：设计
期望的型材密度和厚度，计算出型材体积进而得到重量，称重对应重量的聚酰亚胺树脂粉与助剂混合粉末，装载至模具的模具框中，压至期望的厚度不再下压。
[0026]进一步的，上述步骤S2中，所述保持是指保持上压板所处的刻度位置，所述加热是将模具和其内部材料整体置于加热装置中加热。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：
[0028]1)本专利技术提供的聚酰亚胺型材兼顾轻质和高强度性能，性能显著优于现有技术。
[0029]2)本专利技术通过带有刻度的成型模具，能将一定重量的混合粉末压制至预定厚度，通过控制模压厚度控制板材的体积，从而控制密度，同时保持一定压力在一定温度下成型，最终保证低密度聚酰亚胺型材的密度和力学性能。
[0030]3)本专利技术通过添加适量的助剂，然后在低于现有技术的烧结温度进行型材成型，使得所得型材所需的温度低，产品拉伸性能好，兼具轻质和高强度的优点。
具体实施方式
[0031]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0033]无特殊说明，所使用的原料均为市售。
[0034]本专利技术密度按照GB/T1033.1
‑
2008、拉伸强度按照GB/T1040.2
‑
2006进行测试。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供一种低密度聚酰亚胺型材的制备方法，包括以下步骤：
[0037]将90g的聚酰亚胺树脂粉和10g的玻璃微珠加入到高速搅拌机中，启动搅拌，转速1500r/min，混合3min，称重18g混合粉末，加入到模具中，设定预热温度为250℃，到温后，盖上上压板，设定模压温度350℃，升温，到温后，排气5次，加压至刻度线显示4mm处，保压40min，风冷降温至200℃，脱模得到低密度聚酰亚胺型材，其性能见表1。
[0038]实施例2
[0039]本实施例提供一种低密度聚酰亚胺型材的制备方法，包括以下步骤：
[0040]将80g的聚酰亚胺树脂粉和20g的碳纳米管加入到高速搅拌机中，启动搅拌，转速1500r/min，混合3min，称重18g混合粉末，加入到模具中，设定预热温度为250℃，到温后，盖上上压板，设定模压温度370℃，升温，到温后，排气5次，加压至刻度线显示4mm处，保压40min，风冷降温至200℃，脱模得到低密度聚酰亚胺型材，其性能见表1。
[0041]实施例3
[0042]本实施例提供一种低密度聚酰亚胺型材的制备方法，包括以下步骤：
[0043]将90g的聚酰亚胺树脂粉和10g的玻纤粉加入到高速搅拌机中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度聚酰亚胺型材，其特征在于，包括质量含量80
‑
90％的聚酰亚胺树脂、质量含量10
‑
20％的助剂，所述助剂包括玻璃微珠、碳纳米管、玻璃纤维粉中的一种或多种，所述低密度聚酰亚胺型材的密度范围为1.01
‑
1.03g/m3，拉伸强度大于49MPa。2.一种如权利要求1所述的低密度聚酰亚胺型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将聚酰亚胺树脂粉与助剂混合，高速搅拌，混合均匀备用；S2：将S1得到的混合粉末称重加入模具中；所述模具包括上压板、下压板和模具框，所述上压板上设置有刻度以控制模压板材的厚度；升温预热，盖上上压板，设定温度，待温度达到后，排气5次，压至预设的板材厚度刻度处，保持一定时间，降温，脱模，即得低密度聚酰亚胺型材。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述聚酰亚胺树脂粉的结构式中包含如下结构单元：其中，n表示聚合度，为2
‑
1000的整数；R8为下列结构中的一种或几种：R2为：和/或其中，R1为
其中，R3、R5、R7分别选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基中的一种；R4、R6分别选自甲基、乙基、丙基、丁基中的一种。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述玻璃微珠粒径为10
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永亮，范骁，王芳，陈珏，
申请(专利权)人：航天科工长沙新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：