球形氧化硅填充的復合摩擦材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種采用球形氧化硅填充的摩擦材料的制備方法，屬于復合材料制備 和應用領域。
【背景技術】
[0002] 樹脂基摩擦材料的組分大致可分四個部分，即粘接劑、增強材料、填料和摩擦調節 劑，并分別由纖維、礦物填料、潤滑材料和增摩材料構成。由于要起到傳動和制動作用，所以 與其它摩擦應用不同的是，制動材料要求相對較高的摩擦系數。因此，一些具有磨削性質的 材料如Si02、Al203、ZrSi04、Mg0等被加入以提升摩擦材料的摩擦系數，這類材料在提高制動 力和制動力的穩定性方面均取得了良好的應用。然而，對于這類材料的應用都是其自然的 無規則形態。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用。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供了一種球形氧化硅填充的復合摩擦材料的制備方法，該方 法制備的復合摩擦材料具有高摩擦系數和低磨損率。
[0004] 為了達到上述目的，本發明的技術方案是：球形氧化硅填充的復合摩擦材料的制 備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0005] 1)球形氧化硅的選取：采用普通的氧化硅，直徑為5-20ym，球形化率多99%、非 晶率彡99%、Si02> 99% (質量）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合摩擦材料的制備：
[0009] 按各原料所占質量百分數如下：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，相對于普通無規則氧化硅，摩擦 材料在保持較高摩擦系數的同時，材料磨損率得以降低。
[0012] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發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、工程機械等需要傳動和制動的領域，如 高檔轎車的剎車片。所需設備簡單，適合于工業化生產。
【具體實施方式】
[0013] 為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0014] 實施例1
[0015] 球形氧化硅填充的復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（為商業化原材料），直徑為5-20ym，球 形化率彡99%、非晶率彡99%、Si02>99% (質量）含量。球形氧化硅的制備方法參見參 考文獻，具備球體形態直徑為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[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合摩擦材料的制備：
[0020] 按質量如下：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合摩擦材料。
[0022] 參考例與實施例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。經檢測，參考例的磨損遠高于實施例。
【主權項】
1. 球形氧化硅填充的復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合摩擦材料的制備： 按各原料所占質量百分數如下：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合摩擦材料。
2. 根據權利要求1所述的球形氧化硅填充的復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質量含量多99%。
3. 根據權利要求1所述的球形氧化硅填充的復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或鋁酸酯偶聯劑。
【專利摘要】本發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合摩擦材料的制備，按各原料所占質量百分數如下：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合摩擦材料。該方法制備的復合摩擦材料具有高摩擦系數和低磨損率。
【IPC分類】C08K3-34, C08K7-04, C08K9-06, C09K3-14, C08L61-06, C08K3-04
【公開號】CN104817819
【申請號】CN201510196555
【發明人】靳洪允, 吉政甲, 侯書恩, 吳耀慶
【申請人】中國地質大學（武漢）
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月23日