具有高的热氧化稳定性的聚酰亚胺粉末的制作方法_3

文档序号:8406642阅读:来源:国知局
优选在溶剂沸点温度下)后,将该悬浮液冷却并 后处理。
[0065] 可通过在开始酷亚胺化步骤之前,将添加剂,优选沉淀助剂,加入到非质子偶极 溶剂中,将本发明聚合物粉末的粒度控制到关键程度。添加剂的加入加速了聚合物颗粒 在沉淀过程中的成核作用。优选使用不溶于溶剂的无机物质,更优选热解法二氧化娃 (Aerosil)、热解法金属氧化物(Aeroxide AluC)、石墨或碱金属盐。此处优选使用也用于粉 末(石墨)的配混或对热氧化稳定性(热解法二氧化娃)根本没有影响的添加剂。添加剂 的浓度基于溶剂的初始加入量计应当为0. 01 %至1 %,优选为0. 03%至0. 7%,特别优选为 0.05% 至 0.5%。
[0066] 溶剂的沸点温度应该为140°C至300°C,优选为145°C至180°C,W及最优选为 150°C至170°C。在高沸点溶剂的情况下,也可W通过施加减压降低或调节沸点。如果温度 过低,则酷亚胺化速率下降。如果所选择的温度过高,则可能有聚酷亚胺颗粒的结块。
[0067] 在根据本发明的方法的特定实施方式中,在两个或更多个级联连接的揽拌槽中连 续进行酷亚胺化工艺,在此情况下,在第一个所述揽拌槽中,将步骤i)的聚酷胺酸溶液连 续引入到沸腾的非质子偶极溶剂中,蒸馈除去部分溶剂W除去酷亚胺化的水,将过量悬浮 液送入第二个揽拌槽中,并且在此再次抽出部分溶剂W除去酷亚胺化的水,W及最后从揽 拌槽级联的最后一个槽取出制成的悬浮液。该方法的优点是,它是一个连续的方法,并且因 此可W生产非常均匀的产品。
[0068] 粉末一般在酷亚胺化后在含有溶剂的悬浮液中。在此情况下,优选将粉末清除除 去溶剂和催化剂。
[0069] 优选的方法是蒸发溶剂,优选经由喷雾干燥(步骤V),接着在步骤iv)中用水萃取 粉末,W除去催化剂。
[0070] 同样优选的另一种方法是,在步骤iv)中通过置换洗漆来置换溶剂和催化剂。该 包括将悬浮液与水渗混并过滤。将得到的滤饼或浓缩的悬浮液与水再次渗混并再次过滤。 重复该操作直到将溶剂和催化剂洗掉。所使用的过滤材料可W例如,但不仅仅是,金属织 物、玻璃粉、织物过滤器和膜。
[0071] 洗漆粉末的特别优选的方法是使用错流式过滤法,其使用了多孔膜。该留住了粉 末,并且液相经过膜。因此,通过置换洗漆可W排出溶剂和催化剂,使得体系中仅残留最小 量的溶剂和/或催化剂。
[0072] 然后,在步骤V)中,通过常规的干燥方法,例如但不仅仅是薄膜式蒸发器、喷雾 干燥器、喷雾成粒器、干燥箱、水平和立式干燥器或可加热的吸滤器,来干燥该粉末悬浮液 或湿滤饼。优选在温度为50-200°C,更优选50-150°C,甚至更优选60-140°C,特别优选 70-130°C W及非常特别优选80-120°C下,进行干燥。在高温下干燥可导致邸T比表面积的 不希望的降低,使得该粉末仅可W通过热压成型法进行加工。
[0073] 如果本发明的粉末要通过热压成型加工,则首先为了实现完全的后酷亚胺化,其 次为了确保除去挥发性成分,在干燥后还必须将粉末加热到至少250°C。为了防止在热压成 型工艺期间形成空腔且由此产生缺陷,该是必要的。
[0074] 优选洗漆本发明的粉末直到溶剂含量小于或等于1重量%,优选0. 001重量%至 0. 5重量%,更优选< 0. 1重量%,W及最优选< 0. 01%。否则,较高比例挥发性成分将干 扰热压成型和直接成型的工艺。
[00巧]本发明的粉末具有非常优良的通过热压成型工艺的可加工性。如果本发明粉末的 BET表面积在上述优选范围内,则聚合物组合物和BET比表面积的特定组合实现了本发明 聚酷亚胺粉末也具有优异的直接成型能力的效果。本发明的粉末借助于其热氧化稳定性, 额外地显示出相对于P84?NT1和P84?NT2W及相对于Sintimid1000?惭明显的优点。
[0076]为了生产成型体,除了本发明的聚酷亚胺粉末之外,还可能在原始粉末中加入其 它的聚酷亚胺粉末和/或添加剂。为此,由所述一种或多种聚酷亚胺粉末和添加剂生产配 混料。
[0077]原则上,可能的添加剂是所有经得起热压成型或直接成型工艺而不受损的那些。 非排他性实例包括下列填料:聚四氣己締、石墨、二硫化钢、氮化棚、金属氧化物、碳和玻璃 纤维、碳酸巧、硫酸领、金属、二氧化娃和前述物质的混合物。添加剂,优选填料或填料混合 物的量基于该聚合物的量计可W为0. 1重量%至90重量%。
[007引可W通过3种不同的方法生产该配混料。
[0079]方法1 ;
[0080] 在该方法中,将添加剂引入酷亚胺化步骤ii)。在开始酷亚胺化之前,使添加剂悬 浮在沸腾的溶剂中。尤其在一些填料(例如,石墨、二硫化钢、碳纤维)的情况下,酷亚胺化 实现了采用本发明聚合物的涂覆。该改善了填料和基体之间的粘附性,并且提高了配混料 的机械稳定性。该添加剂的聚酷亚胺粉末包覆层的厚度优选为0. 1 y m至50 y m。
[0081] 方法 2;
[0082] -旦该聚合物悬浮液已不含如上所述的溶剂和催化剂,则可W将添加剂,优选填 料,揽拌入含水悬浮液中。如上所述的分离和干燥方法生产了非常均匀的配混料。
[0083]方法 3;
[0084] 在已经干燥聚合物悬浮液之后,获得了本发明的粉末。可W在合适的干式混合机 中,将添加剂,优选填料,加入到该粉末中。可仅通过高剪切输入W便将任何聚集体打碎,就 可W实现优良的混合物。
[0085] 如已经多次提到的,成型体可W由本发明的聚酷亚胺粉末或本发明的配混料生 产。更优选,成型体由直接成型或热压成型工艺生产。其它可能的方法包括例如热压印或 柱塞式挤出。
[0086] 在优选的直接成型方法中,首先,在0. 1至lOto/cm2,优选在2至7to/cm2的高压 下,在0°C至100°C,优选15至40°C的温度下,通过对包含本发明聚酷亚胺粉末或复合材料 或由本发明聚酷亚胺粉末或复合材料组成的原始粉末压制形成压制件。然后,将获得的压 制件(称为生巧),优选密度为> 1.20g/ml,更优选1.25至1.5化及最优选1.25至1.4g/ ml的压制件烧结,优选在空气或保护气体气氛例如氮气中,在温度为250至600°C,优选300 至500°C,更优选为350至480°C和最优选为350至450°C下,烧结0. 1至10,优选1至3小 时。更优选,将所述部件在烧结炉中W 0. 1至5°C /min,特别优选W 0. 5至2°C /min的斜坡 速率(ramp)加热直至最终的烧结温度。
[0087] 在优选的热压成型方法中,通过在100至1000己,优选300至500己的压力下,在 高于聚合物的玻璃化转变点的温度,优选在300至500°C下,对包含本发明一种或多种粉末 或复合材料或由本发明一种或多种粉末或复合材料组成的原始粉末压制,直到完成烧结, 而生产成型体。
[0088] 本发明的模制品(术语"成型体"和"模制品"同义地使用)用于在标准机械和热加 工W及成型工艺后生产成型聚合物型体,特别是用作玻璃工业的错子,或用作轴承和滚柱 衬套、垫圈和密封圈、导向装置、阀座、关闭阀、制动衬片,用于祸轮增压器或压缩机的阀口、 轴承组件例如轴承罩或球、用作电子工业的火花塞、测试插座和晶片夹持器、电和热绝缘组 件、压缩机的活塞环、变速箱的承压环、耐福射和耐化学的管道密封、摩擦衬片、气相色谱法 中粘结有合成树脂的金刚石工具或套圈。
[0089] 测量方法:
[0090] 邸T比表而巧:
[00川在测量之前,将样品在50°C下脱气,直到压力为9 y恤g。随后,在77K的温度下, 在 Micromeritics ASAP 2020 上进行氮吸附测量。通过化unauer,Emmett 和 Teller 炬ET) 模型计算该比表面积。
[0092] 测定聚酣胺酸的分子量沁、Mt巧M^
[0093] 通过凝胶渗透色谱法确定摩尔质量。相对于聚苯己締标准物进行校准。因此,报 道的摩尔质量被理解为相对摩尔质量。
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