[发明专利]一种聚酰亚胺自润滑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚酰亚胺自润滑复合材料，按重量份数计，包括聚酰亚胺共混模塑粉65~85份，增强纤维10~20份，石墨固体润滑剂4.9~14.9份和纳米氧化物0.1~1.2份；

所述聚酰亚胺共混模塑粉包括自制聚酰亚胺模塑粉和商品化的聚酰亚胺模塑粉；

所述商品化的聚酰亚胺模塑粉的型号为YS-20或SP-1；

所述纳米氧化物为SiO₂纳米颗粒与ZrO₂纳米颗粒；

所述自制聚酰亚胺模塑粉的制备方法，包括以下步骤：

将3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚和有机溶剂混合，得到混合液；

将均苯四甲酸二酐与3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐分别分5~10次加入到所述混合液中，发生聚合反应，得到聚酰胺酸溶液；

将甲苯与所述聚酰胺酸溶液混合，加热回流后，析出沉淀，得到所述自制聚酰亚胺模塑粉；

所述自制聚酰亚胺模塑粉和商品化的聚酰亚胺模塑粉的质量比为（1~4）：1；

所述SiO₂纳米颗粒与ZrO₂纳米颗粒的质量比为（1~4）：1。

2.如权利要求1所述的聚酰亚胺自润滑复合材料，其特征在于，所述3,4'-二氨基二苯醚和4,4'-二氨基二苯醚的摩尔比为（1~9）：1；

所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

3.如权利要求1所述的聚酰亚胺自润滑复合材料，其特征在于，所述均苯四甲酸二酐与3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐的摩尔比为（4~7）：1；

所述均苯四甲酸二酐和3,3'，4,4'-联苯四甲酸二酐的总摩尔量与所述3,4'-二氨基二苯醚和4,4'-二氨基二苯醚的总摩尔量之比为1:1。

4.如权利要求1所述的聚酰亚胺自润滑复合材料，其特征在于，所述聚合反应在氮气气氛下进行；

所述聚合反应的温度为室温，所述聚合反应的时间为12~36h；

所述聚酰胺酸溶液的固含量为10~25%。

5.如权利要求1所述的聚酰亚胺自润滑复合材料，其特征在于，所述加热回流在氮气气氛下进行；

所述加热回流的温度为160~220℃，所述加热回流的时间为24~72h；

所述甲苯与有机溶剂的体积比为（6~10）：1。

6.如权利要求1所述的聚酰亚胺自润滑复合材料，其特征在于，所述增强纤维为碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维中的一种或几种。

7.权利要求1~6任一项所述的聚酰亚胺自润滑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将自制聚酰亚胺模塑粉和商品化的聚酰亚胺模塑粉混合，得到聚酰亚胺共混模塑粉；

将所述聚酰亚胺共混模塑粉、增强纤维、纳米氧化物、石墨固体润滑剂和无水乙醇混合，得到聚酰亚胺复合材料模塑粉；

将所述聚酰亚胺复合材料模塑粉进行热模压成型，得到所述聚酰亚胺自润滑复合材料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热模压成型的过程为：将所述聚酰亚胺复合材料模塑粉置于模具中，以5~10℃的速率升至250~300℃，保温1~5h，最后升至350℃保温2~6h。