球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用球形氧化硅填充的摩擦材料的制備方法，屬于復(fù)合材料制備 和應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 樹脂基摩擦材料的組分大致可分四個部分，即粘接劑、增強(qiáng)材料、填料和摩擦調(diào)節(jié) 劑，并分別由纖維、礦物填料、潤滑材料和增摩材料構(gòu)成。由于要起到傳動和制動作用，所以 與其它摩擦應(yīng)用不同的是，制動材料要求相對較高的摩擦系數(shù)。因此，一些具有磨削性質(zhì)的 材料如Si02、Al203、ZrSi04、Mg0等被加入以提升摩擦材料的摩擦系數(shù)，這類材料在提高制動 力和制動力的穩(wěn)定性方面均取得了良好的應(yīng)用。然而，對于這類材料的應(yīng)用都是其自然的 無規(guī)則形態(tài)。然而卻幾乎沒有針對采用球形顆粒作為增磨材料的研宄和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供了一種球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，該方 法制備的復(fù)合摩擦材料具有高摩擦系數(shù)和低磨損率。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制 備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0005] 1)球形氧化硅的選?。翰捎闷胀ǖ难趸?，直徑為5-20ym，球形化率多99%、非 晶率彡99%、Si02> 99% (質(zhì)量）含量；
[0006] 2)球形氧化硅的表面改性：
[0007] 按球形氧化硅、表面活性劑、無水乙醇的質(zhì)量比為100 :0. 5-4 :200-300,選取球形 氧化硅、表面活性劑、無水乙醇；將表面活性劑（KH550、KH570、鋁酸酯偶聯(lián)劑）在無水乙醇 中醇解，之后加入球形氧化硅（球形石英粉），于常溫下攪拌30分鐘，過濾并于110-130°C 下烘干2小時，得到表面改性的球形氧化硅（表面活性劑改性的球形二氧化硅粉）；
[0008] 3)球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備：
[0009] 按各原料所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：酚醛樹脂10-20%、陶瓷纖維30-45 %、石墨 8-29%、表面改性的球形氧化硅16-45% ;選取酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形 氧化硅；
[0010] 將酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料機(jī)中混拌5分 鐘，得到混合料，混合料投入到鋼模具中在160~180°C和8-12MPa的壓力下成型固化 5-15min，之后在后固化爐中在180-200°C下固化4-6h，得到球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材 料。
[0011] 通過在摩擦材料中使用表面改性的球形氧化硅，相對于普通無規(guī)則氧化硅，摩擦 材料在保持較高摩擦系數(shù)的同時，材料磨損率得以降低。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明主要由球形氧化硅填充摩擦材料， 材料配方簡單可控，工藝簡便，在摩擦材料保持較高摩擦系數(shù)的同時，大大降低了摩擦材料 的磨損率。該方法制備的摩擦材料可廣泛用于汽車、工程機(jī)械等需要傳動和制動的領(lǐng)域，如 高檔轎車的剎車片。所需設(shè)備簡單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：
[0016] 1)選取球形氧化娃：采用普通的氧化娃（為商業(yè)化原材料），直徑為5-20ym，球 形化率彡99%、非晶率彡99%、Si02>99% (質(zhì)量）含量。球形氧化硅的制備方法參見參 考文獻(xiàn)，具備球體形態(tài)直徑為5-20ym(可以選擇中徑5、10、15、20ym的球形氧化硅）。
[0017] 2)球形氧化硅的表面改性：
[0018] 球形氧化硅經(jīng)[H2N(CH2)3Si(0C2H5) 3] (KH-550)表面處理后得到表面改性的球形氧 化硅，改性方法為將lg的KH-550在200g無水乙醇中醇解，之后加入100g球形氧化硅（球 形石英粉），于常溫下攪拌30分鐘，過濾并于110-130°C下烘干2小時，得到表面改性的球 形氧化硅（KH-550改性球形二氧化硅粉）；
[0019] 3)球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備：
[0020] 按質(zhì)量如下：酚醛樹脂12g、陶瓷纖維40g、石墨20g、表面改性的球形氧化硅28g; 選取酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形氧化硅；
[0021] 將酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料機(jī)中混拌5分 鐘，得到混合料，混合料投入到鋼模具中在160~180°C和lOMPa的壓力下成型固化lOmin， 之后在后固化爐中在180°C下固化4h，得到球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料。
[0022] 參考例與實(shí)施例1相同，差異僅在于采用普通氧化硅代替表面改性的球形氧化 硅，按摩擦材料制備方法制備試樣。經(jīng)檢測，參考例的磨損遠(yuǎn)高于實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 選取球形氧化硅； 2) 球形氧化硅的表面改性： 按球形氧化硅、表面活性劑、無水乙醇的質(zhì)量比為100 :〇. 5-4 :200-300,選取球形氧化 硅、表面活性劑、無水乙醇；將表面活性劑在無水乙醇中醇解，之后加入球形氧化硅，于常溫 下攪拌30分鐘，過濾并于110-130°C下烘干2小時，得到表面改性的球形氧化硅； 3) 球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備： 按各原料所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：酚醛樹脂10-20%、陶瓷纖維30-45%、石墨8-29%、表面 改性的球形氧化硅16-45% ;選取酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形氧化硅； 將酚醛樹脂、陶瓷纖維、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料機(jī)中混拌5分鐘，得 到混合料，混合料投入到鋼模具中在160~180°C和8-12MPa的壓力下成型固化5-15min，之 后在后固化爐中在180_200°C下固化4-6h，得到球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于， 步驟1)中：球形氧化硅采用普通的氧化硅，直徑為5-20mm，球形化率彡99%、非晶率彡99%、 SiO2質(zhì)量含量多99%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于， 表面活性劑為表面活性劑KH550、表面活性劑KH570或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用球形氧化硅填充的摩擦材料的制備方法。球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1）選取球形氧化硅； 2）球形氧化硅的表面改性，將表面活性劑在無水乙醇中醇解，之后加入球形氧化硅，于常溫下攪拌30分鐘，過濾并于110-130℃下烘干2小時，得到表面改性的球形氧化硅；3）球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料的制備，按各原料所占質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：酚醛樹脂10-20%、陶瓷纖維30-45%、石墨8-29%、表面改性的球形氧化硅16-45%；混拌，得到混合料，成型固化，得到球形氧化硅填充的復(fù)合摩擦材料。該方法制備的復(fù)合摩擦材料具有高摩擦系數(shù)和低磨損率。
【IPC分類】C08K3-34, C08K7-04, C08K9-06, C09K3-14, C08L61-06, C08K3-04
【公開號】CN104817819
【申請?zhí)枴緾N201510196555
【發(fā)明人】靳洪允, 吉政甲, 侯書恩, 吳耀慶
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月23日