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部件的填充型聚酰亚胺树脂组合物。
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部件、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、和泵轴瓦与密封。通常，如上所述应用中的聚酰亚胺组件旨在用作保护性或消耗性组件，从而防止 或减少如果更加昂贵的配合或邻接组件与某些其它组件配合的话所可能经受的磨损或损 伤。然而，当聚酰亚胺组件磨损时，致使增大的间隙可造成其它不利影响，如(气压或流体) 渗漏增加或噪音增加，从而降低其中包含聚酰亚胺组件的整个系统的运行效率。使所述系 统恢复其原有运行效率将需要用未使用过的聚酰亚胺新组件来替换已磨损的聚酰亚胺组 件。替换可能需要拆卸、重新组装、测试和重新校正(“检修”)系统，致使修理时间和劳力 方面的花费可观。因此，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。尽管早已可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部件在如飞机发动机部件 等应用所需的高温下表现出期望的高耐磨度，同时保持聚酰亚胺材料的其它有利属性。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供了组合物，所述组合物包含芳族聚酰亚胺、石墨和 海泡石填料或海泡石填料和高岭土填料的混合物。在另一个实施方案中，本发明提供了组合物，所述组合物包含(a)约40重量份或 更多但是约54重量份或更少的芳族聚酰亚胺，(b)约46重量份或更多但是约60重量份或 更少的石墨，和(c)约0.5重量份或更多但是约3.0重量份或更少的海泡石填料；其中所有 重量份合起来共计100重量份。本发明的另一个实施方案是基本上如
图1-4中任何一个或多个所示或所述的物
质组合。还提供了由上述组合物制得的制品。附图简述本发明的各种特征和/或实施方案示出于如下所述的附图中。这些特征和/或实 施方案仅是代表性的，并且选择将这些特征和/或实施方案包括在附图中不应被认为附图 中未包括的主题不适用于实施本发明，或附图中未包括的主题被排除在所附权利要求和它 们的等同内容的范围之外。
图1是实施例中所用的实验设计空间的示意图。图2是实施例中导出的热氧化稳定性模型的响应面图。图3是实施例中导出的树脂磨损度模型的响应面图。图4是实施例中导出的树脂磨损度响应面图和热氧化稳定性响应面图的叠合。发明详述本文公开了组合物，所述组合物包含(a)芳族聚酰亚胺，(b)石墨，和(C)海泡石 填料或海泡石填料与高岭土填料的混合物。作为组分“(a) ”用于本文组合物中的聚酰亚胺是聚合物，其中重复单元间至少约 80%，优选至少约90%，并且更优选基本上所有(例如至少约98%)的连接基团是亚胺基。 如本文所用的芳族聚酰亚胺包括有机聚合物，其中其聚合物链中约60至约IOOmol %，优选 约70mol%或更多，并且更优选约80mol%或更多的重复单元具有如下式(I)所示的结构
权利要求
1.组合物，所述组合物包含下列的混合物(a)约40重量份或更多但是约54重量份 或更少的芳族聚酰亚胺，(b)约46重量份或更多但是约60重量份或更少的石墨，和(c)约 0. 5重量份或更多但是约3. 0重量份或更少的海泡石填料；其中所有重量份合起来共计100重量份。
2.根据权利要求1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 得，其中所述芳族四甲酸化合物由式(II)表示
3.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由芳族四甲酸化合物制得，所述芳族 四甲酸化合物选自3，3' ,4,4'-联苯四甲酸、2，3，3'，4'-联苯四甲酸、均苯四甲酸、和 3,3' ,4,4' -二苯甲酮四甲酸、或它们的衍生物、或它们的混合物。
4.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由二胺化合物制得，所述二胺化合物 由结构H2N-R2-NH2表示，其中R2为包含最多16个碳原子并且在芳环中任选包含一个或多个 杂原子的二价芳族基团，所述杂原子选自-Ν-、-0-和-S-。
5.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺由二胺化合物制得，所述二胺化合物 选自2，6- 二氨基吡啶、3，5- 二氨基吡啶、1，2- 二氨基苯、1，3- 二氨基苯、1，4- 二氨基苯、2， 6- 二氨基甲苯、2，4_ 二氨基甲苯、对二氨基联苯和3，3' -二甲基对二氨基联苯。
6.根据权利要求1的组合物，其中所述聚酰亚胺包含下述重复单元
7.根据权利要求6的组合物，其中大于60至约85mol%的所述R2基团包含对亚苯基， 并且约15至小于40mol%的所述R2基团包含间亚苯基。
8.根据权利要求6的组合物，其中约70mol%的所述R2基团包含对亚苯基，并且约 30mol %的所述R2基团包含间亚苯基。
9.根据权利要求1的组合物，所述组合物包含(a)约42重量份或更多但是约52重量 份或更少的芳族聚酰亚胺，(b)约48重量份或更多但是约58重量份或更少的石墨，和(c) 约0. 75重量份或更多但是约2. 75重量份或更少的海泡石填料；其中所有重量份合起来共 if 100重量份。
10.根据权利要求1的组合物，其中所述组分(c)包含海泡石填料和高岭土填料。
11.根据权利要求1的组合物，其中海泡石填料包含流变级的海泡石粘土。
12.根据权利要求1的组合物，其中海泡石填料包含具有未被改性的或未被涂布的表 面的颗粒。
13.根据权利要求1的组合物，所述组合物还包含一种或多种添加剂作为组分(d)，所 述添加剂的量按所述(a)+ (b)+ (c)+ (d)组合物的总重量计在约5至约70重量％范围内，所 述(a)+ (b)+ (c)组分合在一起的合并重量在所述总组合物的约30至约95重量％范围内。
14.根据权利要求13的组合物，其中添加剂包括一种或多种下列成员颜料；抗氧化 剂；赋予低热膨胀系数的物质；赋予高强度特性的物质；赋予热耗散或耐热特性的物质；赋 予耐电晕性的物质；赋予导电性的物质；以及降低磨损或摩擦系数的物质。
15.由根据权利要求1的组合物制得的制品。
16.根据权利要求15的制品，所述制品包括内燃机部件。
17.根据权利要求15的制品，所述制品包括飞机部件。
18.根据权利要求15的制品，所述制品包括机动车部件。
19.根据权利要求15的制品，所述制品包括衬套、轴承、垫片、密封环、垫磨片、或滑块。
20.根据权利要求15的制品，所述制品包括用于下列的部件气体循环系统；离合器系统；泵；涡轮增压器；推力反向器，机舱，襟翼系统；注塑机；传送装置，压带机，和拉幅机框。
全文摘要
本发明发现聚酰亚胺树脂组合物表现出低磨损和高热氧化稳定性，所述组合物包含芳族聚酰亚胺、石墨和海泡石填料或海泡石填料和高岭土填料的混合物。此类组合物尤其可用于在高温下暴露于磨损条件的模塑制品如飞机发动机部件中。
文档编号C08L79/00GK102112552SQ200980129975
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月30日
发明者J·G·莫拉莱斯, R·R·伯奇, T·D·克里赞 申请人:纳幕尔杜邦公司