一種相變增韌樹脂基復合材料及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開的一種相變增韌樹脂基復合材料，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質量百分比為5%～95%，微米或納米級氧化鋯的質量百分比為5%～95%。本發明還公開了該相變增韌樹脂基復合材料的制備方法以及在制備各類摩阻性和減摩性材料的應用。本發明的相變增韌樹脂基復合材料具有特殊的相變增韌功能。在高強度，特別是高溫和高壓條件下，微米或納米級氧化鋯經歷可逆型相變，增加或減少體積，從而達到一定的對外在條件作出滿足設計要求的正確反應。這種特殊自適應能力使得該材料在高溫高壓的工況下自動增韌，正常工況下自動增強。可用于制備各類摩阻性和減摩性材料。可廣泛應用于汽車，航空，和工程機械等領域對材料的特殊要求。
【專利說明】一種相變增韌樹脂基復合材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種相變增韌樹脂基復合材料及其制備方法和應用，特別是涉及一種以高官能度酚醛環氧樹脂為基體，微米或納米級氧化鋯為相變增韌增強填料的復合材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]各類摩阻性和減摩性材料通屬于摩擦材料。各種摩擦材料被廣泛地用于制動和傳動領域，包括汽車，火車，航空和各種工程機械。隨著交通運輸，機械工業和航空工業的發展，各種適用于高溫高負荷的特殊摩擦材料的開發和其應用越來越受到人們的重視。歐洲通行的AMS汽車高速熱衰退試驗要求車輛連續10次高速制動(80%的最高設計車速)。在此試驗條件下，除了高摩擦負荷，摩擦表面瞬間溫度可達到非常高。
[0003]隨著應用類型(摩阻性還是減摩性，制動還是傳動)和產品類型，摩擦材料必須要滿足以下常有的設計要求:
[0004]1.設計需求的摩擦系數；
[0005]2.適當的使用壽命；
[0006]3.足夠的力學強度和合適的硬度；
[0007]4.抗濕性和防腐能力；
[0008]5.對摩擦對偶的保 護能力；
[0009]6.無摩擦引起的明顯振動和噪聲。
[0010]摩擦材料的開發和應用最大的挑戰是其工況的特殊性和可變范圍。摩擦界面的溫度，壓力，沖擊強度，相對速度和環境的溫度，濕度和摩擦強度變化范圍很大，而且在很多情況下都是不可控甚至不可預測。摩擦材料必須在這些變化很大甚至不可控和不可預測的工況條件下都能基本滿足設計要求。在進行AMS汽車高速熱衰退試驗中，要求車輛連續10次高速制動過程中，摩擦系數要始終保持在設計范圍以上(0.25)。摩損也不能太大，摩擦材料不允許出現過分摩損，大面積開裂，或掉塊的現象。
【發明內容】
[0011]本發明所要解決的技術問題之一在于針對現有摩擦材料所存在的問題而提供一種相變增韌樹脂基復合材料。該相變增韌樹脂基復合材料具有特殊的可逆性相變增韌增強功能。在高強度，特別是高溫和高壓的工作條件下，進行可逆型相變，增加或減少體積，從而達到該材料對外在條件作出滿足設計要求的正確反應。該復合材料這種特殊自適應能力使得該材料在高溫高壓的工況下自動增韌，正常工況下自動增強。
[0012]本發明所要解決的技術問題之二在于提供上述相變增韌樹脂基復合材料的制備方法。
[0013]本發明所要解決的技術問題之三在于提供該復合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應用。該材料或以該材料為功能性原材料制造的摩擦材料可廣泛應用于汽車，航空，和工程機械等領域。
[0014]為實現本發明的目的，本發明的技術方案為:
[0015]一種相變增韌樹脂基復合材料，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質量百分比為5%~95%，微米或納米級氧化鋯的質量百分比為5%~95% ;所述微米級氧化錯的顆粒直徑為150um到0.1um,所述納米級氧化錯的顆粒直徑為500nm到Inm0
[0016]所述相變增韌樹脂基復合材料的硬度HRS在50-120范圍內。
[0017]在本發明的一個優選實施例中，所述酚醛樹脂選自高官能團酚醛環氧樹脂、漆酚改性酚醛樹脂、部分氫化改性漆酚酚醛環氧樹脂、丁腈改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、聚苯硫醚改性酚醛樹脂或三聚氰胺改性酚醛樹脂。
[0018]上述相變增韌樹脂基復合材料的制備方法是:將酚醛樹脂和微米級或納米級氧化鋯用高速混料機攪拌均勻后，在32~45MPa、145°C~170°C下壓制3.5~10分鐘，200°C~250°C固化1.5~5小時，得到樣品并將其粉碎成平均粒徑為200目的固體顆粒。
[0019]上述相變增韌樹脂基復合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應用。
[0020]本發明利用氧化鋯晶體的三種晶型相變特性，隨其相變產生的晶體體積變化和剪切應變化。
【權利要求】
1.一種相變增韌樹脂基復合材料，其特征在于，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質量百分比為5%~95%，微米或納米級氧化鋯的質量百分比為5%~95% ;所述微米級氧化錯的顆粒直徑為150um到0.1um,所述納米級氧化錯的顆粒直徑為 500nm 到 lnm。
2.如權利要求1所述的相變增韌樹脂基復合材料，其特征在于，所述相變增韌樹脂基復合材料的硬度HRS在50-120范圍內。
3.如權利要求1所述的相變增韌樹脂基復合材料，其特征在于，所述酚醛樹脂選自高官能團酚醛環氧樹脂、漆酚改性酚醛樹脂、部分氫化改性漆酚酚醛環氧樹脂、丁腈改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、聚苯硫醚改性酚醛樹脂或三聚氰胺改性酚醛樹脂。
4.權利要求1至3任一項權利要求所述的相變增韌樹脂基復合材料的制備方法，其特征是將酚醛樹脂和微米級或納米級氧化鋯用高速混料機攪拌均勻后，在32~45MPa、145°C~170°C下壓制3.5~10分鐘，200°C~250°C固化1.5~5小時，得到樣品并將其粉碎成平均粒徑為200目的固體顆粒。
5.權利要求1至3任一項權利要求所述的相變增韌樹脂基復合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應用。
【文檔編號】C08L61/14GK103467909SQ201310381856
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】戴志成 申請人:蘇州保力瑞生物材料科技開發有限公司