一種碳纖維剎車片復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種碳纖維剎車片復合材料的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 剎車材料應具有3種主要功能：L摩擦元件，能產生足夠大的制動力矩；2.熱庫， 能吸收由交通設備動能轉化來的全部熱量，并及時散發出去；3.結構元件，能將制動力矩 傳遞給輪胎。這要求剎車材料具有較高的摩擦因數、熱導率和足夠的強韌性。C/C剎車材料 在國外從上世紀70年代開始成為剎車領域的研究熱點。我國C/C復合材料的研制起步于 上世紀70年代，90年代后逐步成為研究熱點。國外對C/SiC剎車材料的研究始于上世紀 90年代，此后迅速成為國內外研究的熱點。
[0003] 隨著科技的進步，汽車向高速、環保、節能、輕量化方向發展，這促使剎車片向高性 能化方向發展。但從目前的研究現狀來看，仍然存在以下問題：1、黏結劑品種單一：在生產 剎車片用的所有原料中，對溫度最敏感的就是樹脂黏結劑，黏結劑耐高溫性能的好壞直接 決定了剎車片抗熱衰退性能的好壞，因此耐高溫樹脂的開發是研制高性能剎車片的關鍵。 目前剎車片工業上使用的黏結劑大都是改性酚醛樹脂，可選擇的種類有限，無法滿足剎車 片產品高性能化的發展要求，所以很有必要開發不含酚醛樹脂的黏結劑。2、磨損機理問題。 汽車剎車片成分復雜，這使得它與對偶件之間的磨損也變得十分復雜。汽車緊急制動時，在 高溫和機械力的共同作用下，剎車片與對偶件之間的界面處會發生諸如氧化、高溫分解、顆 粒化、爆裂融化、蒸發和升華等一系列物理化學變化，導致材料磨損。國內外在磨損機理方 面做了大量研究，但是由于摩擦表面的復雜性，至今仍然沒有形成一套成熟的理論。報道比 較多的磨損機理主要有黏著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、熱磨損，但究竟哪方面起主要作用， 還有待進一步研究與完善。3、熱衰退問題：目前對剎車片熱衰退現象的研究主要集中在應 用方面，如選用耐高溫樹脂、耐高溫纖維、金屬纖維、金屬粉末等來提高剎車片的抗熱衰退 性能。但要從根本上解決這個問題，還需要對熱衰退機理作深入系統的研究。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種碳纖維剎車片復合材料的制備 方法，所得碳纖維剎車片復合材料具有良好的摩擦制動性能。
[0005] -種碳纖維剎車片復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1，以重量份計，取乙撐雙硬脂酰胺5~12份，加熱至150~170°C，加入碳纖 維20~30份，攪拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺2~4份、甘油10~20份、甲基丙烯酸二甲胺 基乙酯3~5份、卵磷脂1~6份、環氧樹脂2~6份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性 碳纖維；
[0007] 步驟2,以重量份計，取硬脂酰乳酸鈉1~4份、烯酰胺2~6份、過硫酸銨3~5 份、石蠟1~2份、二氧化硅2~4份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0008] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0009] 步驟4,以重量份計，將步驟3所得混合物B 5~12份與石墨粉10~20份、氧化 鈦粉末2~4份、鐵粉4~8份、鎳粉2~4份、甲基硅油12~24份、聚碳酸酯5~10份 混合均勻，在真空燒結爐中進行燒結后，即得。
[0010] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中加熱溫度為80~110°C，保溫時間為20~ 30min〇
[0011] 作為上述發明的進一步改進，步驟2中加熱溫度為40~50°C，保溫時間為20~ 30min〇
[0012] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中烘干溫度為110~120°C，烘干時間為2~ 4h〇
[0013] 作為上述發明的進一步改進，步驟4中燒結溫度為1400~1600°C，燒結時間為 4~6h，真空度為0· 08~0· IMPa。
[0014] 作為上述發明的進一步改進，步驟1中加熱保溫過程還需要加入檸檬酸5~10 份。
[0015] 作為上述發明的進一步改進，步驟3中混合過程還需要加入氯化聚乙烯4~6份。
[0016] 本發明提供的碳纖維剎車片復合材料具有良好的摩擦制動性能。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1
[0018] -種碳纖維剎車片復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟1，以重量份計，取乙撐雙硬脂酰胺5份，加熱至150°C，加入碳纖維20份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺2份、甘油10份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯3份、卵磷脂1份、環 氧樹脂2份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0020] 步驟2,以重量份計，取硬脂酰乳酸鈉1份、烯酰胺2份、過硫酸銨3份、石蠟1份、 二氧化硅2份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0021] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0022] 步驟4,以重量份計，將步驟3所得混合物B 5份與石墨粉10份、氧化鈦粉末2份、 鐵粉4份、鎳粉2份、甲基硅油12份、聚碳酸酯5份混合均勻，在真空燒結爐中進行燒結后， 即得。
[0023] 步驟1中加熱溫度為80°C，保溫時間為30min。
[0024] 步驟2中加熱溫度為40°C，保溫時間為30min。
[0025] 步驟3中烘干溫度為110°C，烘干時間為4h。
[0026] 步驟4中燒結溫度為1400°C，燒結時間為6h，真空度為0. 08MPa。
[0027] 實施例2
[0028] -種碳纖維剎車片復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟1，以重量份計，取乙撐雙硬脂酰胺7份，加熱至160°C，加入碳纖維24份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺3份、甘油15份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯4份、卵磷脂5份、環 氧樹脂3份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0030] 步驟2,以重量份計，取硬脂酰乳酸鈉2份、烯酰胺5份、過硫酸銨4份、石蠟1份、 二氧化硅3份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0031] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0032] 步驟4,以重量份計，將步驟3所得混合物B 9份與石墨粉14份、氧化鈦粉末3份、 鐵粉7份、鎳粉3份、甲基硅油17份、聚碳酸酯9份混合均勻，在真空燒結爐中進行燒結后， 即得。
[0033] 步驟1中加熱溫度為95°C，保溫時間為25min。
[0034] 步驟2中加熱溫度為45°C，保溫時間為25min。
[0035] 步驟3中烘干溫度為115 °C，烘干時間為3h。
[0036] 步驟4中燒結溫度為1500°C，燒結時間為5h，真空度為0. 09MPa。
[0037] 實施例3
[0038] -種碳纖維剎車片復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 步驟1，以重量份計，取乙撐雙硬脂酰胺12份，加熱至170°C，加入碳纖維30份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺4份、甘油20份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯5份、卵磷脂6份、環 氧樹脂6份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0040] 步驟2,以重量份計，取硬脂酰乳酸鈉4份、