本發明專利技術涉及一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料的制備方法，屬于摩擦材料制備領域。針對目前摩擦材料使用過程中耐高溫綜合性能差，在高速和高壓作用下，摩擦材料與對偶表面的溫度過高，導致無法制動的問題，通過將八水合氧氯化鋯與硼酸制備前驅體溶液，隨后靜電紡絲并煅燒制備納米陶瓷材料，隨后對其改性接枝基團，在制備酚醛樹脂的同時，將納米纖維材料添加其中進行改性，本發明專利技術通過陶瓷納米纖維改性摩擦材料，玻璃化轉變溫度可達250～260℃；通過酚醛樹脂和陶瓷納米纖維進行制備，成本低，易操作。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于摩擦材料制備領域。
技術介紹
摩擦材料是一種應用在動力機械上，依靠摩擦作用來執行制動和傳動功能的部件材料，它主要用于制造制動器襯片俗稱剎車片和離合器面片俗稱離合器片，剎車片用于制動，離合器用于傳動。任何機械設備與運動的各種車輛，都必須有制動裝置。摩擦材料是這種制動裝置上的關鍵部件。它使機械設備與各種機動車輛能夠安全可靠的工作，所以摩擦材料是一種應用廣泛，又甚關鍵的材料。制動是車輛運行的重要行為之一，目前大多數采取摩擦制動，即通過摩擦片與剎車盤間的相對運動產生的摩擦力作為制動力，使運動物體安全制動。因此制動系統對車輛的安全性，舒適性，能耗以及污染等有顯著的影響，其中制動系統中的摩擦副的性能與結構是乘坐舒適性、耐久性特別是安全性的根本影響因素。目前摩擦材料耐高溫綜合性能差。在高速和高壓作用下摩擦材料與對偶表面的溫度可高達800?1000°C，因此對摩擦材料的高溫綜合性能要求很高，而對于聚合物基摩擦材料，由于基體有機材料的耐熱性能和導熱性能較低，所以需要一種可快速導熱和散熱的無機材料進行改性很有必要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題:針對目前摩擦材料使用過程中耐高溫綜合性能差，在高速和高壓作用下，摩擦材料與對偶表面的溫度過高，導致無法制動的問題，提供了一種通過將八水合氧氯化鋯與硼酸制備前驅體溶液，隨后靜電紡絲并煅燒制備納米陶瓷材料，隨后對其改性接枝基團，在制備酚醛樹脂的同時，將納米纖維材料添加其中進行改性，大幅度提高其摩擦材料散熱和耐熱性能。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下所述的技術方案是: (1)在20?30°C下，按固液質量比1:10，將八水合氧氯化鋯溶液蒸餾水中，攪拌混合10?15min，制備得氧氯化鋯溶液，隨后按氧氯化鋯溶液與質量分數為10%的硼酸溶液質量比15:1，將硼酸溶液滴加至氧氯化鋯溶液中，攪拌混合25?30min，待混合完成后，繼續滴加上述溶液總質量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的檸檬酸溶液，攪拌混合并反應10?12h后，用質量濃度為10%的氨水溶液調節pH至4?6，制備得前驅體溶液； (2)按聚乙烯醇和前驅體溶液質量比為2:3，將聚乙烯醇緩慢添加至前驅體溶液中，攪拌反應40?48h后，在55?60°C下真空脫泡濃縮3h，再靜置脫泡處理10?12h，制備得陶瓷纖維紡絲液，隨后將陶瓷纖維紡絲液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10°，設置電壓為30kV，固化距離為12?15cm，在20?25°C，相對濕度為50?60%時進行紡絲，收集并置于管式爐中進行裂解，設置裂解溫度為1580?1600°C，保溫2h后冷卻至20?30°C，制備得納米陶瓷纖維； (3)將上述制備的納米陶瓷纖維置于250mL的三口燒瓶中，在120°C真空下干燥2?3h，待溫度降至50?60°C后，膠封好后，將總質量的10%，將3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑添加至三口燒瓶中，隨后在200?300W超聲輔助振蕩2?3h，并對其升溫加熱攪拌回流反應5?6h，隨后對其過濾并用甲苯和丙酮分別洗滌2?3次，并將其置于80?90°C下干燥6?Sh，制備得改性納米陶瓷纖維； (4 )按重量份數計，選取35?55份的苯酚、15?20份的甲醛、1?15份上述制備的改性納米陶瓷纖維和20?30份的草酸置于250mL的三口燒瓶中，在600?800r/min下，攪拌升溫至60?80°C，保溫反應3?4h，待反應完成后，繼續升溫至150°C，隨后對其抽真空脫水處理，待水份去除后，繼續加熱升溫至200°C并反應I?2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20?30°C，即可制備得一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料。本專利技術的應用方法是:將制備得一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料粉碎，然后加入固化劑、固化促進劑、摩擦性能改性劑、無機填料等，均勾混合，利用開放式輔煉機進行混煉，控制前棍溫度110°C，后輥溫度120°C，對其輥煉lOmin，然后將其粉碎，注入模具，制備得離合器摩擦材料。本專利技術與其他方法相比，有益技術效果是: (1)本專利技術通過陶瓷納米纖維改性摩擦材料，玻璃化轉變溫度可達250?260°C; (2)通過酚醛樹脂和陶瓷納米纖維進行制備，成本低，易操作。【具體實施方式】首先在20?30°C下，按固液質量比1:10，將八水合氧氯化鋯溶于蒸餾水中，攪拌混合10?15min，制備得氧氯化鋯溶液，隨后按氧氯化鋯溶液與質量分數為10%的硼酸溶液質量比15:1，將硼酸溶液滴加至氧氯化鋯溶液中，攪拌混合25?30min，待混合完成后，繼續滴加上述溶液總質量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的檸檬酸溶液，攪拌混合并反應10?12h后，用質量濃度為10%的氨水溶液調節pH至4?6，制備得前驅體溶液;按聚乙烯醇和前驅體溶液質量比為2:3，將聚乙烯醇緩慢添加至前驅體溶液中，攪拌反應40?48h后，在55?60°C下真空脫泡濃縮3h，再靜置脫泡處理10?12h，制備得陶瓷纖維紡絲液，隨后將陶瓷纖維紡絲液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10°，設置電壓為30kV，固化距離為12?15cm，在20?25°C，相對濕度為50?60%時進行紡絲，收集并置于管式爐中進行裂解，設置裂解溫度為1580?1600°C，保溫2h后冷卻至20?30°C，制備得納米陶瓷纖維；將上述制備的納米陶瓷纖維置于250mL的三口燒瓶中，在120°C真空下干燥2?3h，待溫度降至50?60°C后，膠封好后，將總質量的10%，將3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑添加至三口燒瓶中，隨后在200?300W超聲輔助振蕩2?3h，并對其升溫加熱攪拌回流反應5?6h，隨后對其過濾并用甲苯和丙酮分別洗滌2?3次，并將其置于80?90°C下干燥6?8h，制備得改性納米陶瓷纖維;按重量份數計，選取35?55份的苯酚、15?20份的甲醛、10?15份上述制備的改性納米陶瓷纖維和20?30份的草酸置于250mL的三口燒瓶中，在600?800r/min下，攪拌升溫至60?80°C，保溫反應3?4h，待反應完成后，繼續升溫至150°C，隨后對其抽真空脫水處理，待水份去除后，繼續加熱升溫至200°C并反應I?2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20?30°C，即可制備得一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料。實例I 首先在20°C下，按固液質量比1:10，將八水合氧氯化鋯溶于蒸餾水中，攪拌混合lOmin，制備得氧氯化鋯溶液，隨后按氧氯化鋯溶液與質量分數為10%的硼酸溶液質量比15:1，將硼酸溶液滴加至氧氯化鋯溶液中，攪拌混合25min，待混合完成后，繼續滴加上述溶液總質量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的檸檬酸溶液，攪拌混合并反應1h后，用質量濃度為10%的氨水溶液調節PH至4，制備得前驅體溶液;按聚乙烯醇和前驅體溶液質量比為2:3，將聚乙烯醇緩慢添加至前驅體溶液中，攪拌反應40h后，在55°C下真空脫泡濃縮3h，再靜置脫泡處理10h，制備得陶瓷纖維紡絲液，隨后將陶瓷纖維紡絲液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10°，設置電壓為30kV，固本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：（1）在20～30℃下，按固液質量比1:10，將八水合氧氯化鋯溶于蒸餾水中，攪拌混合10～15min，制備得氧氯化鋯溶液，隨后按氧氯化鋯溶液與質量分數為10%的硼酸溶液質量比15:1，將硼酸溶液滴加至氧氯化鋯溶液中，攪拌混合25～30min，待混合完成后，繼續滴加上述溶液總質量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的檸檬酸溶液，攪拌混合并反應10～12h后，用質量濃度為10%的氨水溶液調節pH至4～6，制備得前驅體溶液；（2）按聚乙烯醇和前驅體溶液質量比為2:3，將聚乙烯醇緩慢添加至前驅體溶液中，攪拌反應40～48h后，在55～60℃下真空脫泡濃縮3h，再靜置脫泡處理10～12h，制備得陶瓷纖維紡絲液，隨后將陶瓷纖維紡絲液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10°，設置電壓為30kV，固化距離為12～15cm，在20～25℃，相對濕度為50～60%時進行紡絲，收集并置于管式爐中進行裂解，設置裂解溫度為1580～1600℃，保溫2h后冷卻至20～30℃，制備得納米陶瓷纖維；（3）將上述制備的納米陶瓷纖維置于250mL的三口燒瓶中，在120℃真空下干燥2～3h，待溫度降至50～60℃后，膠封好后，將總質量的10%，將3?縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑添加至三口燒瓶中，隨后在200～300W超聲輔助振蕩2～3h，并對其升溫加熱攪拌回流反應5～6h，隨后對其過濾并用甲苯和丙酮分別洗滌2～3次，并將其置于80～90℃下干燥6～8h，制備得改性納米陶瓷纖維；（4）按重量份數計，選取35～55份的苯酚、15～20份的甲醛、10～15份上述制備的改性納米陶瓷纖維和20～30份的草酸置于250mL的三口燒瓶中，在600～800r/min下，攪拌升溫至60～80℃，保溫反應3～4h，待反應完成后，繼續升溫至150℃，隨后對其抽真空脫水處理，待水份去除后，繼續加熱升溫至200℃并反應1～2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20～30℃，即可制備得一種納米陶瓷纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：雷春生，高力群，
申請(專利權)人：雷春生，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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