[发明专利]一种聚酰亚胺的成型方法

说明书

1、技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺的成型方法，确切地讲是一种聚酰亚胺的柱塞式挤出成型方法，更确切地说本发明涉及一种共聚二苯醚四甲酰亚胺的柱塞式挤出成型方法。

2、背景技术

聚酰亚胺的种类一般分成热固性、假塑性和热塑性三种。本发明涉及的共聚二苯醚四甲酰亚胺曾有学者归为可熔性聚酰亚胺，有热变形温度，似乎可熔融成型。其实此类聚合物加工温度和分解温度非常接近，熔融成型过程中伴随分解或交联，甚至碳化，用螺杆挤出成型不能完成重任。所以，现在学者把它看成是非高温熔融聚合物。通常用模压成型加工制件。

本发明的共聚二苯醚四甲酰亚胺由二苯醚四酸二酐、均苯四甲酰亚胺与4,4'-二氨基二苯醚合成的聚酰亚胺，它的高分子重复单元结构式表示为

这类共聚二苯醚四甲酰亚胺具有优良的力学、电绝缘、耐辐射、耐高低温和耐磨损性能。可在-259℃～280℃长期使用。可用作高低温密封垫圈、阀门、活塞环、自润滑轴承、电器配件等。国内已广泛运用于军工和民用行业。国外，未见商品卖，国内以商品名YS330及YS10出售。而且均以型材提供使用。

柱塞式挤出成型俗称推挤成型，此成型方法杜邦公司已用于挤出成型聚酰亚胺型材(US pat.4,238,538，Dec.9,1980现有技术)。例如直径25mm的棒材和壁厚25mm的管材。由于是定向挤出成型，它可提高制件的拉伸强度和改善线膨胀系数，轴向线膨胀系数小于50×10^-6m/℃，克服制品开裂现象。

该现有技术披露，在柱塞式挤出成型方法中模具极为关键，模具细分为三个区域即：(a)压缩区(b)背压区和(c)降压区。在压缩区压缩树脂，压缩树脂通过背压区,以致树脂在压缩区出口产生背压,树脂在降压区降压,控制回弹性,让压缩树脂通过降压区形成异型制品，所制得异型制品在250℃以上高温给予充分的时间进行烧结,这样可获得尺寸精度高，表观呈密实光滑的棒或管材.

现有技术缺点是树脂经室温挤出形成棒材或管件，然后在高温进行烧结,让制品变成聚结制件,例如实施例1,制件的烧结过程为:20～150℃/2小时,150～410℃/3小时。(升温速度为1℃/min),400℃/3小时。继之冷却制成产品，制备树脂制品需两道工序，这是需要改进的地方。

3、发明内容

为了实现从树脂到制品一步完成，本发明者们进行潜心的研究，完成了任务，达到了预期的目的。

本发明的共聚二苯醚四甲酰亚胺由二苯醚四酸二酐、均苯四甲酰亚胺与4,4'-二氨基二苯醚合成的聚酰亚胺。

本发明的技术方案是采用立式柱塞式挤出机挤出成型，立式柱塞式挤出机的定型参数为：柱塞长度为150～200mm，柱塞直径为15～24mm，料腔直径为25mm，料腔长度为780～830mm；包括定型段的模具长度为150～450mm，模具包括背压段、成型段和定型段；模具的成型段长度为模具长度的1/6，定型段长度为模具长度的2/3，模具直径为15～23mm，模具导向角度30～45℃，柱塞挤出机的总吨位为80～100吨；采用立式柱塞式挤出机成型共聚二苯醚四甲酰亚胺的步骤是：先将共聚二苯醚四甲酰亚胺粉料在预热器中在150～200℃预热2～3小时，然后启动挤出机，一次均匀挤出成型，控制挤出压力为18MPa～20Mpa，挤出速度为30～200mm/min；成型段外部用电加热套加热，成型段物料温度为200～250℃，物料在挤出机和模具中的停留时间为10～15min，挤出的型材离开定型段至空气中时的温度为180～190℃，将该型材冷却至室温；型材使用前，在300～410℃下热处理3～5小时。

本发明中所述的共聚二苯醚四甲酰亚胺聚合物结构式为：

它的比浓对数粘度为≥1.0dL/g。热变形温度≥240℃。

本发明中的芳香二胺也可用3,4'-二氨基二苯醚代替4,4’-二氨基二苯醚。

受热物料二苯醚四甲酰共聚亚胺从料筒推挤到背压段，导角30～45℃，是由背压段表面的一段沿轴向延伸与料筒内表面边缘形成导向的角，而背压段表面又界定了成型段的位置，成型段到定型段是一个直式圆筒，但成型段外部用电加热套加热，成型段物料温度为200～250℃，共聚二苯醚四甲酰亚胺经由成型段成型。型材在定型段按照20～100mm/min速度向下运行，定型段不加热，进行自然冷却，控制型材温度到定型出口降为180～190℃，型材冷却至室温；型材在使用前于300～410℃热处理3～5小时。