一種風力發電用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，具體涉及一種風力發電用摩阻材料的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 風力發電是新能源中技術最成熟的、最具規模開發條件和可商業化發展前景的發 電方式。因為其無污染，可再生，被譽為"干凈的能源"，是未來世界重點發展的產業之一， 目前發電成本與常規發電方式接近。我國已經探明的風能儲量約為3226GW，其中可利用風 能約為253GW，已建立了多座風力發電廠。但因風力發電機的設備昂貴，工作環境惡劣，現 場不便對一些關鍵零件進行拆卸維修，以及設計上要求使用壽命長等工作特點。由于風力 發電機葉輪的轉動慣量要遠遠大于發電機的轉動慣量，"發電機"上有制動器是解決不了問 題的，所以制動裝置是安裝在葉輪上，而不是發電機上。葉輪的裝置一旦安裝上后，只要有 "風"，就會轉動，若超過切出風速的時候，就要停轉或減速，否則就會飛車的。但如何"停轉 或減速"是個必須要解決的問題，因此針對葉輪的剎車片應運而生。葉輪的轉度不快（600 千瓦的風機通常為27轉/分）因此在減速或停轉時溫度不會劇烈升高，為此聚醚醚酮在此 工況下能滿足的作為風機摩阻材料粘接劑的基體要求，而當前我國風機上摩阻材料大多數 依賴進口。
[0003] 摩阻材料是主要用于運動機械和裝備中，起制動、傳動、轉向、減速、駐車等作用， 任何做相對運動的機械設備及各種車輛都必須安裝制動或傳動裝置。作為制動或傳動裝置 上的關鍵性部件，摩阻材料主要是利用自身良好的摩擦學性能，以摩擦的方式將制動時的 動能轉變為以熱能為主的能量，從而達到制動的效果，它最主要的功能是通過摩擦來吸收 和傳遞動力。如剎車片吸收動能和離合器片傳遞動力等，能保證運動部件安全可靠地工作。
[0004] 目前，材料成分設計仍然是摩阻材料的主要研究方向，在實驗研究中采用的方法 是多種多樣的，其目的也是以增強新型摩阻材料的各項性能為目的。隨著科學技術的快速 發展，新材料的研制，必然促進摩阻材料在工藝及配方研究上有多種選擇，從而研制出能適 應和滿足不同工況的摩阻材料。在摩阻材料組成成分方面，單一纖維作為增強材料有些缺 點，比如：碳纖維各項性能好，但成本較高，限制了推廣；玻璃纖維由于表面光滑，不能很好 的與基體粘結劑浸潤，從而兩者的結合效果不理想；鋼纖維易生銹失效等問題。目前，混雜 纖維增強已成為研究者的首選了，譬如半金屬摩阻材料中使用玻璃纖維與鋼纖維、碳纖維 與銅纖維以及鋼纖維與碳纖維等混雜，利用不同纖維的優點，能同時滿足各項性能，研制出 性價比高的摩阻材料。因此，混雜纖維增強摩阻材料仍是今研究方向之一。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種風力發電用摩阻材料的制備方 法，所得摩阻材料具有優異的力學性能和耐磨損性能。
[0006] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮10~20份、碳纖維3~9份和銅纖維2~8份的 混合物分散于140~180份無水乙醇中，再加入氧化鎂1~5份、氧化硅3~7份、卵磷脂 2~8份、碳酸氫鈉1~6份、甲醛次硫酸鈉3~6份、丁基橡膠2~5份、乙烯/醋酸乙烯 酯的共聚物1~6份，加熱攪拌混合；
[0008] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0009] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0010] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中加熱溫度為50~70°C，攪拌速度為300~ 500rpm〇
[0011] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中在無水乙醇中還需要加入丙烯酰胺1~4 份。
[0012] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中模壓成型的壓制溫度為200~260°C，壓力 為 30 ~50MPa。
[0013] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中熱處理溫度為240~280°C，保溫時間為 6~8h〇
[0014] 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玻璃纖維0. 5~ 1.6 份。
[0015] 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過硫酸銨0. 1~ 0.6 份。
[0016] 本發明提供的摩阻材料通過引入纖維對聚醚醚酮進行增強改性，具有優異的力學 性能和耐磨損性能。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1
[0018] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮10份、碳纖維3份和銅纖維2份的混合物分散于 140份無水乙醇中，再加入氧化鎂1份、氧化硅3份、卵磷脂2份、碳酸氫鈉1份、甲醛次硫酸 鈉3份、丁基橡膠2份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1份，加熱攪拌混合；
[0020] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0021] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0022] 步驟1中加熱溫度為50°C，攪拌速度為300rpm，在無水乙醇中還需要加入丙稀酰 胺1份。
[0023] 步驟3中模壓成型的壓制溫度為200°C，壓力為50MPa;熱處理溫度為240°C，保溫 時間為8h。
[0024] 實施例2
[0025] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0026] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮17份、碳纖維5份和銅纖維5份的混合物分散于 160份無水乙醇中，再加入氧化鎂2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氫鈉5份、甲醛次硫酸 鈉4份、丁基橡膠3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加熱攪拌混合；
[0027] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0028] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0029] 步驟1中加熱溫度為60°C，攪拌速度為400rpm，在無水乙醇中還需要加入丙稀酰 胺3份。
[0030] 步驟3中模壓成型的壓制溫度為245°C，壓力為35MPa;熱處理溫度為270°C，保溫 時間為7h。
[0031] 實施例3
[0032] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0033] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮20份、碳纖維9份和銅纖維8份的混合物分散于 180份無水乙醇中，再加入氧化鎂5份、氧化硅7份、卵磷脂8份、碳酸氫鈉6份、甲醛次硫酸 鈉6份、丁基橡膠5份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物6份，加熱攪拌混合；
[0034] 步驟2,將步驟1所得混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0035] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0036] 步驟1中加熱溫度為70°C，攪拌速度為300rpm，在無水乙醇中還需要加入丙稀酰 胺4份。
[0037] 步驟3中模壓成型的壓制溫度為260°C，壓力為30MPa;熱處理溫度為280°C，保溫 時間為6h。
[0038] 實施例4
[0039] 本實施例與實施例2的區別在于：步驟2中在混合物料中還需要加入玻璃纖維 0? 5 ~1. 6 份。
[0040] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0041] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮17份、碳纖維5份和銅纖維5份的混合物分散于 160份無水乙醇中，再加入氧化鎂2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氫鈉5份、甲醛次硫酸 鈉4份、丁基橡膠3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加熱攪拌混合；
[0042] 步驟2,在步驟1所得混合物料中加入玻璃纖維0.5份，然后進行球磨，干燥，得到 干燥物；
[0043] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0044] 步驟1中加熱溫度為60°C，攪拌速度為400rpm，在無水乙醇中還需要加入丙稀酰 胺3份。
[0045] 步驟3中模壓成型的壓制溫度為245°C，壓力為35MPa;熱處理溫度為270°C，保溫 時間為7h。
[0046] 實施例5
[0047] 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過硫酸銨 0? 1 ~0? 6 份。
[0048] -種風力發電用摩阻材料的制備方法，包括以下步驟：
[0049] 步驟1，以重量份計，將聚醚醚酮17份、碳纖維5份和銅纖維5份的混合物分散于 160份無水乙醇中，再加入氧化鎂2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氫鈉5份、甲醛次硫酸 鈉4份、丁基橡膠3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加熱攪拌混合；
[0050] 步驟2,在步驟1所得混合物料中加入玻璃纖維0.5份、過硫酸銨0.5份，然后進行 球磨，干燥，得到干燥物；
[0051] 步驟3,將步驟2所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。
[0052] 步驟1中加熱溫度為60°C，攪拌速度為400rpm，在無水乙醇中還需要加入丙稀酰 胺3份。
[0053] 步驟3中模壓成型的壓制溫度為245°C，壓力為35MPa;熱處理溫度為270°C，保溫 時間為7h。
[0054] 將實施例1至5所得樣品進行性能測試，結果如下：
[0055]
[0056] 由上表可知，本發明制備得到的摩阻材料具有良好的力學性能和耐磨損性能。另 外，通過引入玻璃纖維可以增加纖維對各組份之間的粘附力，使摩阻材料的摩擦系數提高， 加入過硫酸銨的目的是提高玻璃纖維與混合物料的相容性，使其進一步地提高摩擦系數。
【主權項】
1. 一種風力發電用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，將聚醚醚酮10~20份、碳纖維3~9份和銅纖維2~8份的混合 物分散于140~180份無水乙醇中，再加入氧化鎂1~5份、氧化硅3~7份、卵磷脂2~ 8份、碳酸氫鈉1~6份、甲醛次硫酸鈉3~6份、丁基橡膠2~5份、乙烯/醋酸乙烯酯的 共聚物1~6份，加熱攪拌混合； 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所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。2. 根據權利要求1所述的風力發電用摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟1中加 熱溫度為50~70°C，攪拌速度為300~500rpm。3. 根據權利要求1所述的風力發電用摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟1中在 無水乙醇中還需要加入丙烯酰胺1~4份。4. 根據權利要求1所述的風力發電用摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟3中模 壓成型的壓制溫度為200~260°C，壓力為30~50MPa。5. 根據權利要求1所述的風力發電用摩阻材料的制備方法，其特征在于：步驟3中熱 處理溫度為240~280°C，保溫時間為6~8h。6. 根據權利要求1所述的風力發電用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玻璃纖維〇. 5~1. 6份。7. 根據權利要求1所述的風力發電用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過硫酸銨〇. 1~〇. 6份。
【專利摘要】本發明公開了一種風力發電用摩阻材料的制備方法，先將聚醚醚酮、碳纖維和銅纖維的混合物分散于無水乙醇中，再加入氧化鎂、氧化硅、卵磷脂、碳酸氫鈉、甲醛次硫酸鈉、丁基橡膠、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，加熱攪拌混合，然后將所得混合物料進行球磨，干燥，最后將所得干燥物進行模壓、熱處理后，即得。本發明提供的摩阻材料通過引入纖維對聚醚醚酮進行增強改性，具有優異的力學性能和耐磨損性能。
【IPC分類】C08K7/06, C08K3/26, C08K13/04, C08L23/22, C08K5/521, C08L61/16, C08L23/08, C08K3/36, C08K3/22
【公開號】CN105038117
【申請號】CN201510472637
【發明人】陳平, 顧建強
【申請人】蘇州賽斯德工程設備有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月5日