本发明属于润滑材料制造，具体涉及一种聚酰胺酰亚胺复合材料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、随着机械技术的提升，发动机等机械所应用的领域也逐渐推广，在复杂的工况下传统润滑方式不能够满足工作需求。高分子固体润滑材料的出现能够有效解决这些缺陷，高分子固体润滑材料只需要极薄的一层就能有非常好的耐磨减摩效果，因此可以运用到非常多的摩擦部件上且不改变摩擦部件尺寸。聚酰胺酰亚胺(pai)是一种优异的热塑性树脂，具有良好的热稳定性、自润滑性、化学稳定性、机械性能以及较强的粘结性能等，在耐磨减摩方面有广泛应用。石墨烯是一种单层或多层结构的碳纳米材料，其具有超薄的厚度、良好的减摩和耐磨性能，是一种相对稳定的固体润滑剂。此外，与石墨烯结构类似的go(氧化石墨烯)，其表面含有大量的功能化活性基团，如羟基、羰基、羧基、酯基及环氧基等。基于石墨烯及go独特的层状结构、层间弱相互作用力和表界面特性，其可以在特定的环境下实现润滑效果。然而随着石墨烯层数的增加，会显著削弱石墨烯与水或溶剂间的相互作用，从而降低润湿性，增强疏水性；石墨烯碳骨架的极性较低，并且石墨烯的层数越多，其片层间的范德华力越强，导致其难以在水或溶剂中分散，所以有必要对石墨烯的表面进行修饰，打破其固有结构缺陷的束缚，增加其润滑特性和其与液体的相容性。
2、在现有技术中公开了一种润滑涂料及其制备方法，该方法先制备改性聚四氟乙烯颗粒，再将改性聚四氟乙烯颗粒与聚酰胺-酰亚胺树脂、氟化石墨、二甲苯和dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合均匀，得到润滑材料，喷涂固化后得到润滑涂层，该方法通过对聚四氟乙烯改性处理后，其能与聚酰胺-酰亚胺形成化学键合，增加两相的相容性，提高了涂层的耐湿性能和耐磨损性，但由于溶剂dmf的沸点高，所以在固化时需高温条件，而且固化时间长，该材料中氟化石墨与聚酰胺-酰亚胺树脂没有聚合，界面不能充分浸润，力学性能、导热性能表面不佳。
3、在另一项现有技术中还公开了一种润滑涂层及其制备使用方法，该方法将二硫化钼、石墨、去离子水和分散剂一起球磨，再将球磨后的组分与水性聚酰胺酰亚胺搅拌制备涂料，将涂料涂抹固化后得到润滑涂层，该方法在固化时需高温条件，且聚酰胺酰亚胺仅作为粘结剂，力学性能、机械性能会有所限制；在现有技术中还公开了一种自润滑聚酰胺酰亚胺绝缘树脂的合成方法，该方法使用n-乙基吡咯烷酮、聚乙烯蜡、偏苯三酸酐与mdi-100合成，得到自润滑聚酰胺酰亚胺绝缘树脂成品，该方法加入了聚乙烯蜡，从而降低了该树脂的摩擦系数，但该方法没有改善该材料的导热性能和力学性能。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本发明公开了一种聚酰胺酰亚胺复合材料及其制备方法，以解决润滑材料在使用时固化温度高，固化时间长以及润滑材料的导热性能和力学性能低的问题。
2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、s1：先合成二胺单体，二胺单体的结构式如下所示：
4、
5、s2：用二胺单体对go进行改性，得到ngo(胺改性石墨烯)；
6、s3：将ngo分散于dmac(n,n-二甲基乙酰胺)中，得ngo/dmac分散液，然后将二胺单体、三乙胺和ngo/dmac分散液共溶于dmac中，再向所得溶液中加入tmac(偏苯三酸酐酰氯)，搅拌反应，得paa(聚酰胺酸)/ngo溶液；
7、s4：将paa/ngo溶液与沉淀剂混合，并对混合物进行剪切，收集剪切后沉淀的颗粒并干燥，然后于280～320℃下处理1～3h，即得。
8、进一步，二胺单体的合成包括以下步骤：
9、(1)向反应容器中加入单体a和2,6-二甲基苯胺，在惰性气体保护下，先将混合物加热至80～100℃，并加入酸，然后加热至140～180℃，保温反应22～25h；单体a为如下化合物的一种：
10、
11、(2)反应液冷却后加入碱溶液，然后萃取，收集有机相并浓缩，得到二胺单体。
12、进一步；上述步骤(1)中单体a与2,6-二甲基苯胺的摩尔比为0.05～0.1：0.35～0.7；酸为hcl；其浓度为37wt％；单体a与hcl的用量关系为0.05～0.1mol：20ml；hcl的加入时间为1～1.5h。
13、进一步；上述步骤(2)中碱溶液为浓度为10wt％的氢氧化钠溶液；单体a与氢氧化钠溶液的用量关系为0.05～0.1mol：25ml。
14、进一步，go的改性包括以下步骤：将二胺单体溶解在溶剂中，加入go进行超声分散，然后升温至75～90℃，并保温反应10～15h，再过滤、干燥，得到ngo；二胺单体、溶剂、go的用量关系为：2～3g：25ml：1～1.5g；溶剂为dmac、dmf或nmp(n-甲基吡咯烷酮)；超声时间为10～20min。
15、进一步，ngo/dmac分散液经过以下步骤制得：将ngo按0.2～0.6g：10ml的料液比加入到dmac中，然后以70～100khz的频率超声振荡25～40min，即得；二胺单体、三乙胺、溶剂、ngo/dmac分散液和tmac的用量比例为0.01～0.03mol：0.01～0.03mol：10ml：10ml：0.02～0.04mol；s3中反应温度为2～5℃，搅拌反应时间为110～130min。
16、进一步，s4中沉淀剂为水，s4中干燥温度为75～90℃。
17、本发明还公开了此聚酰胺酰亚胺复合材料在制备耐磨减摩材料中的应用。
18、本发明的有益效果是：
19、1、聚酰胺酰亚胺复合材料因其含有氟和苯环，提高了热稳定性、自润滑性能和加工性能，使用时可以用低沸点易挥发的溶剂对其加工，固化时间短。
20、2、该方法以胺改性的氧化石墨烯为原位合成位点，合成聚酰胺酰亚胺复合材料，能够增强聚合物的力学性能，在使用过程中不易被破坏，增加使用寿命。
21、3、聚酰胺酰亚胺复合材料中的氧化石墨烯片层中含有大量的极性亲水基团，具有良好的亲水性，分散性好，不仅在水中容易分散，而且能分散在许多的溶剂中，这使其在原位聚合反应时能够在溶液体系中均匀分布，得到均一性较高的产品。
22、4、聚酰胺酰亚胺复合材料中的氧化石墨烯具有良好的导热性能，能够使摩擦产生的热量得到及时的传递，保证润滑性能不受温度升高而下降。
1.一种石墨烯原位合成聚酰胺酰亚胺复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述二胺单体的合成包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述单体a与2,6-二甲基苯胺的摩尔比为0.05～0.1：0.35～0.7；所述的酸为hcl；其浓度为37wt％；所述单体a与hcl的用量关系为0.05～0.1mol：20ml；所述hcl的加入时间为1～1.5h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碱溶液为浓度为10wt％的氢氧化钠溶液；所述单体a与氢氧化钠溶液的用量关系为0.05～0.1mol：25ml。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，go的改性包括以下步骤：将二胺单体溶解在溶剂中，加入go进行超声分散，然后升温至75～90℃，并保温反应10～15h，再过滤、干燥，得到ngo。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：所述二胺单体、溶剂、go的用量关系为：2～3g：25ml：1～1.5g；所述溶剂为dmac、dmf或nmp；所述超声时间为10～20min。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述ngo/dmac分散液经过以下步骤制得：将ngo按0.2～0.6g:10ml的料液比加入到dmac中，然后以70～100khz的频率超声振荡25～40min，即得；
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述沉淀剂为水，s4中干燥温度为75～90℃。
9.权利要求1～8任一项所述的合成方法制备得到的聚酰胺酰亚胺复合材料。
10.权利要求9所述的聚酰胺酰亚胺复合材料在制备耐磨减摩材料中的应用。
