CN101671465B - 一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法 - Google Patents
一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：将环氧树脂、聚四氟乙烯和碳纤维按照重量百分比为10-20％，79-89％，1-10％的比例进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50-60MPa，时间为50-60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380-400℃，保温5-6小时，得到环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。本发明用于制作汽车刹车片，可大大减小磨损量，增加使用寿命，制备方法简单，成本低，工艺性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法，用于制作汽车刹车片，可提高聚四氟乙烯复合材料的机械性能，进而提高复合材料的减摩耐磨性能。
背景技术
刹车片是汽车安全行驶的重要部件，现有的汽车刹车片采用无石棉有机物，主要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其它纤维(碳、陶瓷等)作为加固材料。其主要优点是：无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。存在制备工艺复杂，生产成本高的缺点。
聚四氟乙烯耐高温和低温、耐化学腐蚀、不吸水、摩擦系数低、介电性能优异，但是，纯聚四氟乙烯因较低的抗拉、抗压强度，不适宜单独作为摩擦材料使用，需要加入增强相后可得到力学性能和摩擦学性能优异的聚四氟乙烯复合材料。
环氧树脂是优良的热固性树脂，它与目前大量应用的不饱和聚酯树脂相比，具有更优良的物理性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热和粘合性能，是目前最普遍、最重要的一种基体材料和结构材料。通过粉末混合法作为第二相颗粒填充基体，能有效提高复合材料的强度和断裂韧性。
采用环氧树脂填充改性聚四氟乙烯最大的技术难点在于制备过程中的温度、压力和时间控制以及两者混合比例的确定。
采用环氧树脂填充改性聚四氟乙烯，可有效提高聚四氟乙烯复合材料的强度，制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料，尤其适合用于制作汽车刹车片。
发明内容
本发明公开了一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法，克服现有技术中纯聚四氟乙烯因较低的抗拉、抗压强度，不适宜单独作为摩擦材料使用，本发明通过将聚四氟乙烯和环氧树脂压制成型，不但可制备出具有更加优异摩擦学性能和力学性能的复合材料，而且制备方法简单，成本低，工艺性好，尤其是用于制作汽车刹车片。
一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：将环氧树脂、聚四氟乙烯和碳纤维按照重量百分比为10-20％，79-89％，1-10％的比例进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50-60MPa，时间为50-60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380-400℃，保温5-6小时，制得环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。
采用本发明方法制备的环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的优点和积极效果是：制备方法简单，成本低，工艺性好，经测试制得的复合材料摩擦系数低，大大减小磨损量，增加使用寿命，满足制备汽车刹车片的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明加以详细说明，以下实施例是对本发明的解释，是本发明的比较好的应用形式，而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
复合材料的组分重量百分比为：聚四氟乙烯：89％，环氧树脂：10％，碳纤维：1％。
复合材料制备过程如下：
将环氧树脂同聚四氟乙烯、碳纤维进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50MPa，时间为60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380℃，保温6小时，制得环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。
对制备得到的滑动轴承进行摩擦学试验，在加载1000N，滑动速度为3m/s条件下测得摩擦系数为0.15。
实施例2：
复合材料的组分重量百分比为：聚四氟乙烯：79％，环氧树脂：11％，碳纤维：10％。
复合材料制备过程如下：
将环氧树脂同聚四氟乙烯、碳纤维进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在60MPa，时间为50分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至400℃，保温5小时，制得纳米环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。
按照上述制备方法制备的复合材料按照标准测得其拉伸强度为79MPa。
实施例3：
复合材料的组分重量百分比为：聚四氟乙烯：79％，环氧树脂：20％，碳纤维：1％。
复合材料制备过程如下：
将环氧树脂同聚四氟乙烯、/碳纤维、铅粉进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在55MPa，时间为55分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至390℃，保温5.5小时，制得环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。
在MPV-20型摩擦磨损试验机上考察制得的复合材料的摩擦学性能，滑动速度为3m/s，滑动时间为2小时的磨损量为0.37g。
Claims (1)
1.一种环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：将环氧树脂、聚四氟乙烯和碳纤维按照重量百分比为10-20％，79-89％，1-10％的比例进行机械共混，然后将混合粉料放入不锈钢模具中压制成型，压力控制在50-60MPa，时间为50-60分钟，加压和卸压过程缓慢进行，将上述压制成型的坯料取出，放入马福炉中烧结，先缓慢升温至320℃，然后再以50℃/小时的速度升温至380-400℃，保温5-6小时，制得环氧树脂/聚四氟乙烯/碳纤维复合材料。
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