专利名称：用于高温磨耗应用的聚酰亚胺树脂的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于高温磨耗应用如飞机发动机零件的充填型聚酰亚胺树脂组合物。发明背景
聚酰亚胺组合物在应カ和高温下的独特性能使得它们可用于需要高耐磨性尤其是在高压和高速条件下的应用中。此类应用的一些实例是飞机发动机零件、飞机磨损垫、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、以及泵轴瓦和密封。通常，如上所述应用中的聚酰亚胺组件g在用作保护性或消耗性组件，从而防止或降低如果更加昂贵的配合或邻接组件与某些其它组件配合所经历的磨耗或损伤。然而，当聚酰亚胺组件磨耗时，所造成的増大的间隙可导致其它不利影响，如(气压或流体)渗漏増加或噪音増加，从而降低其中包含聚酰亚胺组件的整个体系的操作效率。使所述体系恢复其原有操作效率将需要用新的未使用过的聚酰亚胺组件替换已磨耗的聚酰亚胺组件。替换可能需要拆卸、重新组装、测试和重新校正(“检修”)体系，致使修理时间和劳カ方面的花费可观。因此，人们期望表现出较低磨耗率的聚酰亚胺组件以降低替换和检修的频率，从而降低成本。作为封端的结果，在热氧化稳定性(“T0S”)上的改善已存在于包含柔性连接基的聚酰亚胺中[參见例如Meador等人的Macromolecules, 37 (2004), 1289-1296]。然而，实际上已发现，在某些刚性芳族聚酰亚胺组合物中，封端会降低T0S。尽管以前已获得各种各样的聚酰亚胺组合物和填料，并且尽管本领域以前所做的工作，对于作为模塑部件的聚酰亚胺组合物依然需要在较高温度下表现出期望的高度耐磨性以及当前对于诸如飞机发动机零件应用所需要的増加的压カ速度负载的同时保持聚酰亚胺材料其它有利属性。发明概沭在一个实施方案中，本发明提供了组合物，包括下列的混合物(a)约40重量份数或更多但是约92重量份数或更少的刚性聚酰亚胺，所述聚酰亚胺被由下式(IV)的结构表示的邻苯ニ甲酸酐或邻苯ニ甲酸酐衍生物封端
权利要求
1.组合物，包含下列的混合物(a)约40重量份数或更多但是约92重量份数或更少的刚性聚酰亚胺，所述聚酰亚胺被由下式(IV)的结构表示的邻苯ニ甲酸酐或邻苯ニ甲酸酐衍生物封端
2.根据权利要求I的组合物，其中所述碳丝为具有多层结构的气相生长的碳纤维。
3.根据权利要求I的组合物，其中所述碳丝具有沿着所述长丝的长度的至少一部分延伸的空心孔。
4.根据权利要求I的组合物，其中所述碳丝包含按重量计小于约150ppm的鉄。
5.根据权利要求I的组合物，其中所述碳丝包含每摩尔碳至少约O.0005摩尔的硼。
6.根据权利要求I的组合物，其中所述碳丝具有一种或多种下列特性约70至约400nm的平均直径，约5至约100 μ m的平均长度和至少约50的长宽比。
7.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺由芳族四甲酸化合物或其衍生物制备，其中所述芳族四甲酸化合物由式(II)表示
8.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺由芳族四甲酸化合物制备，所述芳族四甲酸化合物选自3，3'，4，4'-联苯四甲酸、3，3'，4，4'-联苯四甲酸ニ酐、2，3，3'，4/ -联苯四甲酸、2，3，3'，4'-联苯四甲酸ニ酐、均苯四甲酸、均苯四甲酸ニ酐、3，3'，4,4/ - ニ苯甲酮四甲酸、3，3'，4，4' - ニ苯甲酮四甲酸ニ酐、2，3，6，7_萘四甲酸、1，4，5，8_萘四甲酸、2，3，6，7-萘四甲酸ニ酐、1，4，5，8-萘四甲酸ニ酐以及它们的混合物。
9.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺由ニ胺化合物制备，所述ニ胺化合物由结构H2N-R2-NH2表示，其中R2为包含至多16个碳原子且在芳环中任选地包含ー个或多个杂原子的ニ价芳基，所述杂原子选自 -N-、-O-和-S-。
10.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺由ニ胺化合物制备，所述ニ胺化合物选自2，6- ニ氨基吡啶、3，5- ニ氨基吡啶、1，2- ニ氨基苯、1，3- ニ氨基苯、1，4- ニ氨基苯、2，6- ニ氨基甲苯、2,4- ニ氨基甲苯、对ニ氨基联苯、3, 3' - ニ甲基对ニ氨基联苯、萘ニ胺、以及它们的混合物。
11.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺包含下列重复单元
12.根据权利要求11的组合物，其中大于60至约85mol%的R2基团包含对亚苯基，并且约15至小于40mol %包含间亚苯基。
13.根据权利要求11的组合物，其中约70mol%的R2基团包含对亚苯基，并且约30mol%的R2基团包含间亚苯基。
14.根据权利要求I的组合物，其中所述聚酰亚胺包含小于IOmol^的连接基，其中所述连接基选自
15.根据权利要求I的组合物，还包含组分(d)，所述组分(d)包含约5重量％至约70重量％ [基于(a)+ (b)+ (c)+ (d)组合物的总重量]的ー种或多种添加剤，所述添加剂选自顔料；抗氧化剂；赋予低热膨胀系数的材料；赋予高强度特性的材料；赋予热耗散或耐热特性的材料；赋予耐电晕性的材料；赋予导电性的材料；和降低磨耗或摩擦系数的材料。
16.制品，包含根据权利要求I的组合物。
17.根据权利要求16的制品，所述制品被加工为衬套、密封环、弹簧、阀座、叶片、垫圏、按钮、滚轴、夹具、垫片、衬垫、齿条、防磨条、缓冲器、滑块、卷轴、提升阀、_板、迷宫式密封 或推力塞。
全文摘要
本发明发现了包含封端的刚性芳族聚酰亚胺、石墨和碳丝的聚酰亚胺树脂组合物在高温下表现出低磨耗。此类组合物尤其可用于在高温下暴露于磨耗条件的模塑制品如飞机发动机零件中。
文档编号C08L79/08GK102666728SQ201080048382
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者J·G·莫拉莱斯, R·R·伯奇, S·H·蒂尔福德 申请人:纳幕尔杜邦公司