一種釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料的制備方法，屬于摩擦材料制備領域。
【背景技術】
[0002]摩擦材料是一種應用在動力機械上，依靠摩擦作用來執行制動和傳動功能的部件材料，它主要用于制造制動器襯片俗稱剎車片和離合器面片俗稱離合器片，剎車片用于制動，離合器用于傳動。任何機械設備與運動的各種車輛，都必須有制動裝置。摩擦材料是這種制動裝置上的關鍵部件。它使機械設備與各種機動車輛能夠安全可靠的工作，所以摩擦材料是一種應用廣泛，又甚關鍵的材料。制動是車輛運行的重要行為之一，目前大多數采取摩擦制動，即通過摩擦片與剎車盤間的相對運動產生的摩擦力作為制動力，使運動物體安全制動。因此制動系統對車輛的安全性，舒適性，能耗以及污染等有顯著的影響，其中制動系統中的摩擦副的性能與結構是乘坐舒適性、耐久性特別是安全性的根本影響因素。
[0003]目前摩擦材料存在著高溫摩擦性能熱衰退。聚合物基摩擦材料中的有機組分在摩擦制動產生的高溫條件下將發生熱分解，導致摩擦力降低，產生熱衰退現象，嚴重影響制動安全與可靠的問題，所以，需要一種耐磨無機材料，使其在摩擦高溫下不發生分解，很有必要。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:針對目前摩擦材料存在著聚合物基摩擦材料中的有機組分在摩擦制動產生的高溫條件下將發生熱分解，導致摩擦力降低，產生熱衰退現象，嚴重影響制動安全與可靠的問題，提供了一種通過納米靜電紡絲材料制備釔鋁石榴石納米纖維，隨后對其表面改性，與酚醛樹脂緊密結合，制備一種釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料，可以在摩擦的時候，保護聚合物不發生分解和衰退。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是:
(1)按固液質量比1:5計，將Y2O3添加至質量分數為65%的濃硝酸溶液中，攪拌混合并對其升溫加熱至60?65°C，，待加熱25?30min后，按Y3+和Al3+摩爾比為3:5 J^Al(NO3)3.9H20添加至上述溶液中，繼續保溫反應2?3h，制備得中間液；
(2)待保溫反應完成后，按重量份數計，選取35?65份的上述制備的中間液、25?30份的去離子水和10?35份的聚乙烯吡咯烷酮，在600?800r/min下，磁力攪拌3?5h，隨后停止加熱并密封處理，使其靜置脫泡6?Sh，制備得前驅體溶液；
(3)待脫泡完成后，將上述制備的前驅體溶液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為1?15°，設置電壓為20kV，固化距離為13?15cm，在18?20 °C，相對濕度為50%?60%時進行紡絲，收集制備得分散納米纖維；
(4)將上述制備的分散納米纖維在馬弗爐中進行煅燒，控制煅燒溫度為600°C，升溫速率為2°C/min，待馬弗爐溫度達到900°C，保溫煅燒I?2h，隨后停止加熱使其自然冷卻制備得Y3Al5O12納米纖維，隨后按固液質量比1:5，將Y3Al5O12納米纖維與γ —氨丙基三乙氧基硅烷攪拌混合制備得納米漿液，隨后將其置于60?80°C烘箱中干燥6?8h，制備得偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維；
(5)按摩爾比1:10，將桐油與酚醛攪拌混合，并置于100?110°C下加熱使其回流反應I?2h，制備得預聚物，隨后按固液質量比1:10，將上述制備的偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維與預聚體攪拌混合，并置于200?300W超聲振蕩處理40?50min，使其充分分散并與其結合；
(6)待分散完成后，冰水降溫至60°C，在200?300r/min速度下，緩慢加入與預聚體中苯酚摩爾比為3:2的多聚甲醛和環氧大豆油，待添加完成后，繼續加熱升溫至100?110°C，使其保溫回流反應2?3h，隨后對其抽真空脫除雜質，并繼續升溫至120?125°C反應2?3h，靜置冷卻至20?30°C，即可制備得一種釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料。
[0006]本發明的應用方法是:將上述制備的釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料置于注塑機中，在160?165°C下進行注塑，隨后從鑄鐵模具中取出，即可制備得離合器摩擦材料，隨后對其裝配即可。
[0007]本發明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發明通過對釔鋁石榴石納米纖維改性摩擦材料，在2000C下的摩擦系數為0.5，磨損率為0.2?0.3%;
(2)通過酚醛樹脂和釔鋁石榴石納米纖維進行制備，成本低，易操作。
【具體實施方式】
[0008]首先按固液質量比1:5計，將Y2O3添加至質量分數為65%的濃硝酸溶液中，攪拌混合并對其升溫加熱至60?65°C，，待加熱25?30min后，按Y3+和Al3+摩爾比為3:5，將Al(NO3)3.9H20添加至上述溶液中，繼續保溫反應2?3h，制備得中間液;待保溫反應完成后，按重量份數計，選取35?65份的上述制備的中間液、25?30份的去離子水和10?35份的聚乙烯吡咯烷酮，在600?800r/min下，磁力攪拌3?5h，隨后停止加熱并密封處理，使其靜置脫泡6?8h，制備得前驅體溶液;待脫泡完成后，將上述制備的前驅體溶液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10?15°，設置電壓為20kV，固化距離為13?15cm，在18?20°C，相對濕度為50%?60%時進行紡絲，收集制備得分散納米纖維;將上述制備的分散納米纖維在馬弗爐中進行煅燒，控制煅燒溫度為600°C，升溫速率為2°C/min，待馬弗爐溫度達到900°C，保溫煅燒I?2h，隨后停止加熱使其自然冷卻制備得Y3Al5O12納米纖維，隨后按固液質量比1:5，將Y3Al5O12納米纖維與γ —氨丙基三乙氧基硅烷攪拌混合制備得納米漿液，隨后將其置于60?80°C烘箱中干燥6?8h，制備得偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維;按摩爾比1:10，將桐油與酚醛攪拌混合，并置于100?110°C下加熱使其回流反應I?2h，制備得預聚物，隨后按固液質量比1:10，將上述制備的偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維與預聚體攪拌混合，并置于200?300W超聲振蕩處理40?50min，使其充分分散并與其結合;待分散完成后，冰水降溫至60°C，在200?300r/min速度下，緩慢加入與預聚體中苯酚摩爾比為3: 2的多聚甲醛和環氧大豆油，待添加完成后，繼續加熱升溫至100?110°C，使其保溫回流反應2?3h，隨后對其抽真空脫除雜質，并繼續升溫至120?125°C反應2?3h，靜置冷卻至20?30°C，即可制備得一種釔鋁石榴石納米纖維/酚醛樹脂復合摩擦材料。
[0009]實例I
首先按固液質量比I: 5計，將Y2O3添加至質量分數為65%的濃硝酸溶液中，攪拌混合并對其升溫加熱至60°C，，待加熱25min后，按Y3+和Al3+摩爾比為3:5 J^Al(NO3)3.9H20添加至上述溶液中，繼續保溫反應2h，制備得中間液;待保溫反應完成后，按重量份數計，選取35份的上述制備的中間液、30份的去離子水和35份的聚乙烯吡咯烷酮，在600r/min下，磁力攪拌3h，隨后停止加熱并密封處理，使其靜置脫泡6h，制備得前驅體溶液;待脫泡完成后，將上述制備的前驅體溶液注入裝有噴嘴的注射器中，噴嘴口直徑為1mm，調整噴嘴與水平面傾斜角為10°，設置電壓為20kV，固化距離為13cm，在18°C，相對濕度為50%時進行紡絲，收集制備得分散納米纖維;將上述制備的分散納米纖維在馬弗爐中進行煅燒，控制煅燒溫度為600°C，升溫速率為2°C/min，待馬弗爐溫度達到900°C，保溫煅燒Ih，隨后停止加熱使其自然冷卻制備得Y3Al5O12納米纖維，隨后按固液質量比1:5，將Y3Al5O12納米纖維與γ —氨丙基三乙氧基硅烷攪拌混合制備得納米漿液，隨后將其置于60°C烘箱中干燥6h，制備得偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維;按摩爾比1:10，將桐油與酚醛攪拌混合，并置于100°C下加熱使其回流反應lh，制備得預聚物，隨后按固液質量比1:10，將上述制備的偶聯改性釔鋁石榴石納米纖維與預聚體攪拌混合，并置于200?300W