一种聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料的成型加工领域，具体涉及一种聚酰亚胺PI棒材的连续 挤出成型的方法。
【背景技术】
[0002] 聚酰亚胺（Polyimide，PI)以其优异的耐高温、耐低温、耐溶剂、耐辐射性能，突出 的力学强度和介电性能等受到人们的高度重视，已被广泛应用于航天、航空、空间、汽车、电 子、电器等许多高新技术领域。但是，加工成型困难和制造成本高一直是制约其快速发展的 两个关键因素。
[0003] 至今所开发的全芳型聚酰亚胺树脂，几乎全是热固性树脂因其可加工性差，故应 用领域受到限制。热塑性PI产品应运而生，但是热塑性PI本身加工窗口较窄，成型较难。
[0004] 国内关于PI的挤出鲜有报道，中国专利申请201210299347. 1名称为：聚酰亚胺 绝缘电线的挤出加工方法。公开了聚酰亚胺电线的挤出过程，包括将原材料烘干后加入料 斗中，熔融挤出，最后牵引出料，然而该专利公开的工艺方法制备出的仅是几毫米级别的PI 电线。
[0005] 中国专利申请201180007140. 6,名称为：聚酰亚胺的制造方法及制造装置，该专 利公开了采用流延挤出的方法制备PI薄膜。
[0006] 随着聚酰亚胺应用广泛性及多元化的深入，市场对于PI棒材需求越来越旺盛，因 此如何采用热塑性聚酰亚胺制备出合适尺寸，例如直径为20~50毫米的棒材是迫切需要 解决的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是：提供一种使用连续挤出成型的方法制备聚酰亚胺棒材生产的方 法，解决PI加工成型困难、制造成本高的难题。
[0008] 实现本发明目的的技术方案是：本发明采用单螺杆挤出机加工聚酰亚胺棒材，在 通用的挤出机模具后增加定径套段。并将回压棒装入定径套和牵引装置中，保证能够通过 牵引装置提供恒定的、足够的反向压力将PI熔体压实。
[0009] 一种聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，包括如下步骤：（1)将聚酰亚胺粒子烘 干至其含水量低于0. 05%，例如0. 04%、0. 03%、0. 02%、0. 01% ; (2)设定挤出机料筒温度 为260~3KTC、模具温度为300~330 °C、口模温度为310~340°C、定径套温度为80~ 120°C;(3)设定主机转速为10~15rpm，开启挤出机；（4)聚酰亚胺粒子在料筒内熔融后， 经机头和口模挤出，并经装入定径套内的回压棒压实后使得聚酰亚胺熔体充满口模，然后 进入定径套内冷却、定型成聚酰亚胺棒材。步骤（1)中聚酰亚胺粒子的含水量超过0.05% 时，粒子熔解过程中，易发生水解，生成气体，产生气泡，气泡会影响棒材的性能，生产出的 棒材较脆。
[0010] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，优选所述步骤（2)挤出机料筒温度分 为一、二、三、四区，温度分别为：常温、260~275°C、290~305°C、300~310°C;模具温度 分为一、二区和口模区，温度分别为：300~310°C、305~320°C、315~330°C;定径套温度 为：80 ~120°C。
[0011] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，更优选所述步骤（2)挤出机料筒一、 二、三、四区温度分别为：常温、270°C、295°C、305°C;模具一、二区和口模区温度分别为： 308°C、312°C、325°C;定径套温度为：80°C。
[0012] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，更优选所述步骤（2)挤出机料筒一、 二、三、四区温度分别为：常温、265°C、290°C、310°C;模具一、二区和口模区温度分别为： 310°C、315°C、330°C;定径套温度为：90°C。
[0013] 聚酰亚胺粒子在料筒中熔融，在模具中进一步熔融并初步形成棒状，经口模挤出 进入定径套，冷却定型成棒材，其中口模的温度是关键，温度高易发生降解，棒体的颜色深； 温度低则熔体流动性差，易发生提前固化。发明人反复研宄后发现在315~330°C棒材最 佳，其中又以325°C最合适。定径套用于聚酰亚胺棒材的成型、冷却、定型，本发明定径套采 用一段式，即整段定径套温度相同。发明人发现定径套温度也是至关重要的，温度过高棒材 表面粗糙或表面破料；温度过低则棒材内应力大，棒材的机械性能不佳。
[0014] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，优选所述挤出机主机转速为11或12 或13或14或15rpm。螺杆的转速过快，则在定径套内定径阶段冷却时间不足，冷却定径不 充分。螺杆转速过慢，前段的料已冷却固化，后续的料未能及时填充，棒材成型的形状不佳。
[0015] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，所述回压棒上安装有两个阻力块，用 以调节回压棒提供给熔体的阻力，当挤出的棒材出现裂纹等问题时进行调节。
[0016] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，优选所述聚酰亚胺粒子为热塑性聚酰 亚胺粒子，恪融指数为：4. 4~4. 6g/10min。
[0017] 上述的聚酰亚胺棒材连续挤出成型的方法，所述挤出机螺杆的参数如下：螺膛直 径为25~35mm，压缩比为1~2,长径比为25~30。螺膛直径的选择是用于控制聚酰亚胺 棒材的直径，而压缩比的控制用于避免聚酰亚胺料的降解。
[0018] 本发明具有积极的效果：本发明设计出合理聚酰亚胺挤出棒材的工艺方法及精确 的加工成型的温度，确保能够连续挤出直径在20~50毫米的聚酰亚胺棒。且生产出的聚 酰亚胺棒材尺寸均一，外表面平整光滑。
【附图说明】
[0019] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对 本发明作进一步详细的说明，其中
[0020] 图1为本发明实施例1做出的聚酰亚胺棒材的图片。
【具体实施方式】
[0021] (实施例1)
[0022] 将烘干后含水量在0.05%的聚酰亚胺粒子，在由单螺杆挤出机、机头、模具、定径 套、牵引装置组成的挤出生产线上加工聚酰亚胺棒材。
[0023] 设定挤出机料筒二、三、四区温度分别为：270°C、295°C、305°C;模具一、二区和 口模区温度分别为：308°C、312°C、325°C;定径套温度为：80°C。设定挤出机主机转速为Ilrpm。将聚酰亚胺粒子经挤出机熔融后经机头挤入模具中，棒材的挤出速度为5mm/min， 再经口模区进入定径套中定径成型，定径套的长度为26_。
[0024](实施例2)
[0025] 将烘干后含水量在0.045%的聚酰亚胺粒子，在由单螺杆挤出机、机头、模具、定径 套、牵引装置组成的挤出生产线上加工聚酰亚胺棒材。
[0026] 设定挤出机料筒二、三、四区温度分别为：265°C、290°C、310°C;模具一、二区和 口模区温度分别为：310°C、315°C、330°C;定径套温度为：90°C。设定挤出机主机转速为 12rpm。将聚酰亚胺粒子经挤出机熔融后经机头挤入模具中，棒材的挤出速度为5. 5mm/min， 再经口模区进入定径套中定径成