[发明专利]复合聚酰亚胺材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合聚酰亚胺材料及其制备方法。该复合聚酰亚胺材料，以重量份计，包括如下原料组分：聚酰亚胺100份、改性白石墨烯0.5～8份、无机纳米颗粒0.1～1份；其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰的白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。该复合聚酰亚胺材料兼具优异的力学性能和摩擦磨损性能，且热稳定性佳。

技术领域

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种复合聚酰亚胺材料及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，作为高性能工程塑料，具有优异的力学性能、自润滑性能、耐酸碱性能及热稳定性能等，经常应用于高温、高压等苛刻环境，同时在摩擦领域也得到广泛应用，如耐高温高真空的自润滑轴承、密封圈、压缩机活塞环、高温使用下的电气零件等。

聚酰亚胺虽然可作为摩擦材料单独使用，但是其摩擦系数和磨损率均不是十分理想，为了进一步改善其摩擦磨损性能，同时降低成本，扩大使用范围，有必要对其进行改性，从而满足不同使用条件下的要求。目前常用的改性方法有：1)添加润滑剂，如聚四氟乙烯、二硫化钼、石墨、聚烯烃类润滑剂等，但是添加的润滑剂量较大，大量润滑剂的加入不可避免会发生团聚，影响基体材料的力学性能；2)添加增强纤维，虽然性能优异，但是纤维与基体的界面结合不好，往往在材料摩擦过程中从基体中脱落，影响摩擦磨损性能的提高；3)添加无机纳米颗粒，在纳米颗粒含量较低时有助于形成良好的转移膜，但当纳米颗粒含量增大后，颗粒易团聚，产生的磨粒破坏了转移膜，反而造成摩擦性能下降。

发明内容

基于此，有必要提供一种复合聚酰亚胺材料。该复合聚酰亚胺材料兼具优异的力学性能和摩擦磨损性能，且热稳定性佳。

一种复合聚酰亚胺材料，以重量份计，包括如下原料组分：

聚酰亚胺 100份

改性白石墨烯 0.5～8份

无机纳米颗粒 0.1～1份；

其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰的白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。

在其中一个实施例中，所述的复合聚酰亚胺材料，以重量份计，包括如下原料组分：

聚酰亚胺 100份

改性白石墨烯 4～8份

无机纳米颗粒 0.5～0.7份。

在其中一个实施例中，所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述聚合物的聚合单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述白石墨烯为1～5层白石墨烯；所述白石墨烯的粒径为5～10μm；所述白石墨烯的比表面积为300～500m²/g。

在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯由包括如下步骤的方法制备而成：

将白石墨烯分散在溶剂中，加入亲油性的稳定剂进行亲油处理，得白石墨烯分散液；

将所述白石墨烯分散液升温至60～100℃，加入引发剂，搅拌10～30min；再加入所述聚合物的聚合单体，搅拌反应0.5～2h；调节所得反应液的pH为7～8，过滤，收集滤渣；得所述改性白石墨烯。

在其中一个实施例中，所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油胺、油酸中的至少一种。