專利名稱：玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚醚酰亞胺(以下簡稱PEI)是1972年由美國GE公司首先研發(fā)并于1982年工 業(yè)化的一種耐高溫，耐化學(xué)品腐蝕，機(jī)械性能和電氣性能優(yōu)良，符合食品衛(wèi)生要求的特 種工程塑料。在機(jī)械工業(yè)，電子電器工業(yè)，食品機(jī)械工業(yè)和航天航空工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的 用途。之后，該公司不斷改進(jìn)PEI的各種性能，推出新品種。當(dāng)前，PEI的合成和改性局限在個(gè)別發(fā)達(dá)國家的個(gè)別公司及其子公司，其玻璃纖 維增強(qiáng)產(chǎn)品的機(jī)械性能很高，30%玻璃纖維增強(qiáng)材料的斷裂拉伸強(qiáng)度可達(dá)168MPa，艾佐 (缺口)沖擊強(qiáng)度可達(dá)8KJ/m2。中國發(fā)明專利ZL200410017711.6開發(fā)了一種反應(yīng)性擠出 技術(shù)，在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中從單體直接合成PEI，并“就地”進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)。 具有成本低，生產(chǎn)方便的優(yōu)點(diǎn)。但由于雙螺桿擠出機(jī)存在停留時(shí)間(反應(yīng)時(shí)間)分布寬， 溫度差別大的缺點(diǎn)，產(chǎn)品的機(jī)械性能較低。最近，中國發(fā)明專利201010218363.4公開了 一種熱致液晶改性的玻纖增強(qiáng)PEI，提高了復(fù)合材料的加工流動(dòng)性，減少了設(shè)備磨損，但 其機(jī)械強(qiáng)度仍未達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。除此之外，國內(nèi)未見玻璃纖維增強(qiáng)PEI的專利 報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，機(jī)械性能優(yōu)異。本發(fā)明還提供上述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的制備方法。所述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的原料組成為聚醚酰亞胺 60-90份；玻璃纖維 10-40份；玻璃纖維改性劑0.5 0.8份；潤滑劑0.5-1.0 份；其中聚醚酰亞胺和玻璃纖維的用量之和為100份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)，玻 璃纖維改性劑為N-苯基馬來酰亞胺，N-芐基馬來酰亞胺，間苯撐雙馬來酰亞胺，T-型 雙馬來酰亞胺，N-(l-萘基)馬來酰亞胺，N-(4-氨基苯基)馬來酰亞胺的一種或兩種以 上的混合物。所述玻璃纖維為無堿無捻玻璃纖維。優(yōu)選所述玻璃纖維為經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過 的無堿無捻連續(xù)玻璃纖維或短切玻璃纖維，單絲直徑為11_15μιη，該產(chǎn)品可商購，如可 購自重慶國際復(fù)合材料有限公司。作為本發(fā)明的改進(jìn)，原料組成還包括抗氧劑0.1-0.3份；抗氧劑優(yōu)選為四 [3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(以下簡稱抗氧劑1#)，N，N’ -六 亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺)(以下簡稱抗氧劑2#)，三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(以下簡稱抗氧劑3#)的一種或兩種以上的混合物。加入抗氧劑可改善 材料的抗老化性能。優(yōu)選的潤滑劑為超高分子量硅酮粉分子量70-75萬，該產(chǎn)品可商購，如可購自 寧波云龍曼德爾塑料有限公司。優(yōu)選聚醚酰亞胺為2，2’ -雙[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐和4， 4’ -二氨基二苯醚加熱縮聚，并亞胺化的聚合物，更優(yōu)選其固體密度為1.27士0.02克/ 厘米3。上述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺可采用常規(guī)的螺桿擠出的加工方法，具體的制備 方法為，原料經(jīng)Φ36-65ιηιη，L/D = 36-48的同向平行雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到玻璃纖 維增強(qiáng)聚醚酰亞胺。本發(fā)明玻璃纖維改性劑加入量小，工藝過程易于實(shí)現(xiàn)，機(jī)械性能提升明顯， 20%玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的拉伸強(qiáng)度達(dá)到^140MPa，艾佐(缺口)沖擊強(qiáng)度沖.OKJ/ m2，30%玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的拉伸強(qiáng)度達(dá)到M70MPa，艾佐(缺口)沖擊強(qiáng)度 >10KJ/m2,高于GE公司的同類產(chǎn)品性能，可以滿足汽車引擎上的緊固件以及特大功率 電路斷路器制造的要求。目前產(chǎn)品已批量應(yīng)用于汽車引擎上的緊固件和跨國公司大功率 低壓斷路器的制造。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中，所述玻璃纖維為經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿無捻連續(xù)玻璃纖維 或短切玻璃纖維，單絲直徑為11_15μιη，重慶國際復(fù)合材料有限公司產(chǎn)品；超高分子量 硅酮粉購自寧波云龍曼德爾塑料有限公司，型號為JM-100;聚醚酰亞胺購自Sabic (原 GE公司)公司，牌號為ULTEM 1000.。本發(fā)明所述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的制備方法過程為將聚醚酰亞胺于 100-120°C的電熱干燥箱中干燥4-6小時(shí)。將計(jì)量的經(jīng)干燥的聚醚酰亞胺，玻璃纖維改性 劑，抗氧劑，潤滑劑于高速混合機(jī)中混合3-4分鐘。轉(zhuǎn)入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，擠 出機(jī)各段溫度設(shè)定為260.，290，340，380，380，380，380，360，模頭 340°C。連續(xù) 無堿無捻玻璃纖維經(jīng)由位于第四段玻璃纖維加入口連續(xù)加入，電子稱進(jìn)行計(jì)量。由電子 秤計(jì)量的玻璃纖維加入量，和單位時(shí)間的產(chǎn)出量計(jì)算產(chǎn)物中的玻璃纖維含量，也可用失 重加料器通過側(cè)位加料孔喂入短切玻璃纖維。玻璃纖維含量以灼燒法測得的“燒殘余” 為準(zhǔn)。實(shí)施例及對比例的原料組成和性能測試如表1-4所示，所有用量均為重量份 數(shù)。其中燒殘余量視為玻纖實(shí)際加入量，機(jī)械性能測試參考標(biāo)準(zhǔn)為斷裂拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率ISO 527定繞彎曲強(qiáng)度及定繞彎曲模量ISO 178艾佐缺口沖擊強(qiáng)度ISO 180實(shí)施例是對本發(fā)明專利的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。表 權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于原料組成為聚醚酰亞胺 60-90份；玻璃纖維 10-40份；玻璃纖維改性劑0.5 0.8份；潤滑劑 0.5-1.0份；其中聚醚酰亞胺和玻璃纖維的用量之和為100份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)，玻璃纖 維改性劑為N-苯基馬來酰亞胺，N-芐基馬來酰亞胺，間苯撐雙馬來酰亞胺，T-雙馬來 酰亞胺，N-(l-萘基)馬來酰亞胺，N-(4-氨基苯基)馬來酰亞胺的一種或兩種以上的混 合物。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于所述玻璃纖維為無堿無 捻連續(xù)玻璃纖維或短切玻璃纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于所述玻璃纖維為經(jīng)硅烷 偶聯(lián)劑處理過的無堿無捻連續(xù)玻璃纖維或短切玻璃纖維，單絲直徑為11-15 μ m。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于原料組成還 包括抗氧劑0.1-0.3份。
5.如權(quán)利要求4所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于抗氧劑為四[3-(3， 5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，N，N，-六亞甲基雙(3，5-二叔丁 基-4-羥基苯丙酰胺)，三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的一種或兩種以上的混合物。
6.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于潤滑劑為超 高分子量硅酮粉，分子量70-75萬。
7.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于聚醚酰亞胺 為2，2’ -雙[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐和4，4’ - 二氨基二苯醚加熱縮 聚，并亞胺化的聚合物。
8.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺，其特征在于聚醚酰亞胺 的固體密度為1.27士0.02克/厘米3。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的制備方法，其特征在于原 料經(jīng)Φ 36-65·，L/D = 36-48的同向平行雙螺桿擠出機(jī)擠出，得到玻璃纖維增強(qiáng)聚醚 酰亞胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺及其制備方法。所述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺的原料組成為聚醚酰亞胺60-90份；玻璃纖維10-40份；玻璃纖維改性劑0.5～0.8份；潤滑劑0.5-1.0份；其中聚醚酰亞胺和玻璃纖維的用量之和為100份，所述份數(shù)均為重量份數(shù)，玻璃纖維改性劑為N-苯基馬來酰亞胺，N-芐基馬來酰亞胺，間苯撐雙馬來酰亞胺，T-型雙馬來酰亞胺，N-(1-萘基)馬來酰亞胺，N-(4-氨基苯基)馬來酰亞胺的一種或兩種以上的混合物。上述玻璃纖維增強(qiáng)聚醚酰亞胺可采用常規(guī)的螺桿擠出的加工方法制備。本發(fā)明玻璃纖維改性劑加入量小，工藝過程易于實(shí)現(xiàn)，機(jī)械性能提升明顯。
文檔編號C08L79/08GK102010596SQ201010606988
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者別群梅, 張偉, 梁尚誠, 袁錦瑤, 陳小娟 申請人:南京立漢化學(xué)有限公司