一種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 摩阻材料是具有穩定摩擦系數的摩擦阻尼復合材料，廣泛應用于車輛及運輸機械 的制動及動力機械傳輸場所，是現代工業中不可缺少的重要材料。近些年來，隨著車輛和機 械的高速化，對摩阻材料提出了更高的要求，具有以卜性能要求的高性能摩阻材料己成為 摩阻材料的發展研究方向：
[0003] (1)具有優良的高溫摩擦性能，即（a)在相當的溫度、壓力、速度范圍內和一定介 質條件下摩捺系數保持穩定，（b)良好的熱衰退性及熱恢復性，（c)耐磨、磨合性好，使用壽 命長；
[0004] (2)良好的物理、機械性能和加工性，如密度小、硬度低，沖擊強度且在工作溫度 內機械性能變化小；
[0005] (3)不能擦傷或腐蝕對偶，噪音小，成本低。
[0006] 迄今，已開發出石棉纖維基摩阻材料、粉末冶金無機質金屬摩阻材料、半金屬摩阻 材料和碳纖維摩阻材料，但隨著對摩阻材料的越來越高的要求，還需不斷地開發出新的具 有更優異性能的摩阻材料。
[0007] 樹脂基體是聚合物基摩阻復合材料的重要組分之一，它的作用不僅是將摩阻材料 的各部分（增強纖維、填料、助劑）牢固地粘接在一起，賦予材料一定的結構強度，而且對摩 阻材料的摩擦磨損性能和耐高溫性能具有很大的影響。因此，基體樹脂的性能直接影響摩 阻材料的整體性能。
[0008] 酚醛樹脂是聚合物基摩阻材料使用最多也是最重要的一類基體材料。通常摩阻材 料所使用的酚醛樹脂是在酸催化作用下合成的苯酚甲醛樹脂。酚醛樹脂由于本身結構中含 有較多的芳環，而具有較好的耐熱性能和力學性能。然而，酚醛樹脂的次甲基鍵在熱氧化條 件下氧化斷裂，容易造成樹脂的氧化分解。普通酚醛樹脂在200°C以下能夠長期穩定使用， 若超過200°C，會明顯發生氧化，當超過300°C時熱分解現象相當嚴重，限制了酚醛樹脂在 高性能摩阻材料中的應用，迫切需要對其改性。

【發明內容】

[0009] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備 方法，所得摩阻材料具有良好的強度和摩擦系數
[0010] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂2~7份和納米二氧化硅1~5份的混合物分散 于水10~15份中，再加入短切碳纖維3~6份、硅烷偶聯劑1~5份、乙二醇單丁醚2~ 4份、十六烷基三甲基溴化銨3~7份、石墨1~5份、高嶺土 2~6份和微硅粉3~8份， 混合；
[0012] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物；
[0013] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，即得。
[0014] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中，在水中還加入再分散乳膠粉1~3份。
[0015] 作為上述發明的進一步改進，所述的可再分散乳膠粉是指乙烯/醋酸乙烯酯的共 聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物、丙稀酸共聚物中的一種。
[0016] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中物料混合在CO2氣氛中進行。
[0017] 作為上述發明的進一步改進，步驟2中在混合物料中還需要加入硬脂酸鎂1~5 份。
[0018] 作為上述發明的進一步改進，步驟2中在混合物料中還需要加入硫酸鋇0. 3~0. 5 份。
[0019] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中的燒結溫度是1400~1600°C，氬氣氣氛保 護，保溫時間0. 5~2h;
[0020] 本發明提供的摩阻材料通過由對酚醛樹脂進行改性，具有良好的強度和摩擦系 數。
【具體實施方式】
[0021] 實施例1
[0022] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂2份和納米二氧化硅1份的混合物分散于水10份 中，再加入短切碳纖維3份、硅烷偶聯劑1份、乙二醇單丁醚2份、十六烷基三甲基溴化銨3 份、石墨1份、高嶺土 2份和微硅粉3份，混合；
[0024] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物；
[0025] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1400°C，氣氣氣氛保護，保溫時間0. 5h，即得。
[0026] 實施 2
[0027] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0028] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂7份和納米二氧化硅5份的混合物分散于水15份 中，再加入短切碳纖維6份、硅烷偶聯劑5份、乙二醇單丁醚4份、十六烷基三甲基溴化銨7 份、石墨5份、高嶺土 6份和微娃粉8份，混合；
[0029] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物；
[0030] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1600°C，氬氣氣氛保護，保溫時間2h，即得。
[0031] 實施例3
[0032] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂4份和納米二氧化硅2份的混合物分散于水12份 中，再加入短切碳纖維5份、硅烷偶聯劑2份、乙二醇單丁醚3份、十六烷基三甲基溴化銨6 份、石墨4份、高嶺土 3份和微硅粉7份，混合；
[0034] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物；
[0035] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1500°C，氣氣氣氛保護，保溫時間Ih即得。
[0036] 實施例4
[0037] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0038] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂4份和納米二氧化硅2份的混合物分散于水12份 中，再加入短切碳纖維5份、硅烷偶聯劑2份、乙二醇單丁醚3份、十六烷基三甲基溴化銨6 份、石墨4份、高嶺土 3份和微硅粉7份，混合；
[0039] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物；
[0040] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1500°C，氣氣氣氛保護，保溫時間Ih即得。
[0041] 步驟1中，在水中還加入乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1份。
[0042] 步驟1中物料混合在CO2氣氛中進行。
[0043] 實施例5
[0044] 本實施例與實施例4的區別在于：步驟2中在混合物料中還需要加入硬脂酸鎂 1~5份。
[0045] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0046] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂4份和納米二氧化硅2份的混合物分散于水12份 中，再加入短切碳纖維5份、硅烷偶聯劑2份、乙二醇單丁醚3份、十六烷基三甲基溴化銨6 份、石墨4份、高嶺土 3份和微硅粉7份，混合；
[0047] 步驟2,在步驟1所得混合物料中加入硬脂酸鎂2份，進行球磨，干燥，得到干燥 物；
[0048] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1500°C，氣氣氣氛保護，保溫時間Ih即得。
[0049] 步驟1中，在水中還加入乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1份。
[0050] 步驟1中物料混合在CO2氣氛中進行。
[0051] 實施例6
[0052] 本實施例與實施例5的區別在于：步驟2中在混合物料中還需要加入硫酸鋇 0? 3 ~0? 5 份。
[0053] -種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0054] 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂4份和納米二氧化硅2份的混合物分散于水12份 中，再加入短切碳纖維5份、硅烷偶聯劑2份、乙二醇單丁醚3份、十六烷基三甲基溴化銨6 份、石墨4份、高嶺土 3份和微硅粉7份，混合；
[0055] 步驟2,在步驟1所得混合物料中加入硬脂酸鎂2份、硫酸鋇0. 4份，進行球磨，干 燥，得到干燥物；
[0056] 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度 是1500°C，氣氣氣氛保護，保溫時間Ih即得。
[0057] 步驟1中，在水中還加入乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1份。
[0058] 步驟1中物料混合在CO2氣氛中進行。
[0059] 將實施例1至6所得摩阻材料進行性能測試，結果如下：
[0060]
[0061]由上表可知，本發明制備得到的摩阻材料的彎曲強度和摩擦系數都較高，分別達 到了 130MPa以上和0.32以上，另外，通過引入可再分散乳膠粉，可以在燒結的過程中，使摩 阻材料形成適宜的結構，提高彎曲強度。另外，通過實施例4、5、6對比可以看出，通過在球 磨時引入硬脂酸鎂可以改善顆粒形成的填充性，在經過燒結之后，得到的摩擦材料的導熱 系數提高，加入硫酸鋇的目的是提高可再分散乳膠粉與混合物料的相容性，使其進一步地 提尚導熱系數。
【主權項】
1. 一種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1，以重量份計，將酚醛樹脂2~7份和納米二氧化硅1~5份的混合物分散于水 10~15份中，再加入短切碳纖維3~6份、硅烷偶聯劑1~5份、乙二醇單丁醚2~4份、 十六烷基三甲基溴化銨3~7份、石墨1~5份、高嶺土 2~6份和微娃粉3~8份，混合； 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨，干燥，得到干燥物； 步驟3,將步驟2所得干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，即得。2. 根據權利要求1所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟1中， 在甲苯中還加入再分散乳膠粉1~3份。3. 根據權利要求2所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：所述的可 再分散乳膠粉是指乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物、丙稀酸共聚 物中的一種。4. 根據權利要求1所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟1中 物料混合在CO2氣氛中進行。5. 根據權利要求1所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟2中 在混合物料中還需要加入硬脂酸鎂1~5份。6. 根據權利要求1所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟2中 在混合物料中還需要加入硫酸鋇0. 3~0. 5份。7. 根據權利要求1所述的改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟3中 的燒結溫度是1400~1600°C，氬氣氣氛保護，保溫時間0. 5~2h。
【專利摘要】本發明公開了一種改性酚醛樹脂摩阻材料的制備方法，先將酚醛樹脂和納米二氧化硅的混合物分散于水中，再加入短切碳纖維、硅烷偶聯劑、乙二醇單丁醚、十六烷基三甲基溴化銨、石墨、高嶺土和微硅粉，混合，將混合物料進行球磨，干燥，將干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，即得。本發明提供的摩阻材料通過由對酚醛樹脂進行改性，具有良好的強度和摩擦系數。
【IPC分類】C04B33/13
【公開號】CN105084862
【申請號】CN201510472292
【發明人】陳平
【申請人】蘇州賽斯德工程設備有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月5日