CN103396650A - 一种改性酚醛树脂基摩擦材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其主要由以下重量份的组分所制成:15-25份改性酚醛树脂、25-35份增强材料、5-15份摩擦调节剂、5-15份填料,经过混合、热压、热处理即得所述摩擦材料。本发明相对于现有技术,所得的改性酚醛树脂基摩擦材料,其耐热性和韧性均大大提高,热衰退明显改善,优良的性能完全适用于特定的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦材料,具体涉及一种改性酚醛树脂基摩擦材料,广泛应用于汽车、电子、航空、航天及国防工业能等高新技术领域。
背景技术
摩擦材料是汽车制动器、离合器和摩擦传动装置中的关键部件,作为动力传递及制动减速不可缺少的材料,直接关系着系统运行的可靠性和稳定性。对汽车的安全性,制动舒适性具有重要的影响。
由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且产品具有优异的机械性、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及烟雾性,因此广泛应用于汽车、电子、航空、航天及国防工业能等高新技术领域。
但是,酚醛树脂结构上的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化,耐热性受到影响。用纯酚醛树脂作为摩擦材料,还远远不能满足,作为如高级轿车、摩托车刹车片和离合器片基材的要求。传统未改性的酚醛树脂脆性大、韧性差、耐热性不足,严重限制了高性能摩擦材料的开发。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种改性酚醛树脂基摩擦材料。
技术方案:为实现上述目的,本发明提供的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,它主要由以下重量份的组分所组成:15-25份改性酚醛树脂、25-35份增强材料、5-15份摩擦调节剂、5-15份填料。
优选地,所述改性酚醛树脂是由以下步骤所制成的:
(1)取酚类化合物和醛,投入到反应容器中,搅拌混匀后,加热升温至70-100℃;
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应2-7小时;
(3)在步骤(2)所得的产物中加入聚酰亚胺,搅拌混匀;
(4)调节温度至80-100℃,保温反应2-3小时;
(5)加热到130-140℃脱水0.5-1小时,冷却降温至50℃以下,即得。
进一步优选地,所述酚类化合物和醛的摩尔比为1.2-1.7:1.0,所述聚酰亚胺质量为酚类化合物和醛总质量的0.5-1倍。
进一步优选地,所述酚类化合物选自苯酚、甲苯酚、间苯二酚、双酚、间苯三酚、烷基酚、苯酚醚和萘酚中的一种。
进一步优选地,所述醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、环己烷二缩醛、苯甲醛、糠醛、芳基醛和杂环醛中的一种。
进一步优选地,所述聚酰亚胺为双马来酰亚胺。
优选地,所述增强材料为钢纤维、矿物纤维、玻璃纤维、粘胶纤维和有机刚质短纤维中的一种或几种。
优选地,所述摩擦调节剂为石墨、二硫化钼、云母、滑石粉和氧化铝中的一种或几种。
优选地,所述填料为硫酸钡、钛酸钾、蛭石粉和碳酸钙中的一种或几种。
以上所述的改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,它是由以下步骤所组成:
(1)取改性酚醛树脂、增强材料、摩擦调节剂、填料,搅拌20-40min,混合均匀,得混合料;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型;
(3)将步骤(2)所得的产品依次经150℃条件下保温1-2小时、170℃条件下保温3-4小时、190℃条件下保温6-7小时,磨削即得。
有益效果:本发明相对于现有技术,所得的改性酚醛树脂基摩擦材料,其耐热性和韧性均大大提高,热衰退明显改善,250-300℃摩擦系数在0.40-0.45范围,优良的性能完全适用于特定的用途。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1:
改性酚醛树脂组方:苯酚和甲醛的摩尔比为1.5:1.0,双马来酰亚胺质量为苯酚和甲醛总质量的0.7倍。
上述改性酚醛树脂的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按组方配比称取原料组分,将苯酚和甲醛投入反应釜中,两者搅拌混匀后,加热升温至80℃。
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应5小时。
(3)在步骤(2)所得的产物中加入组方量的双马来酰亚胺,边加边搅拌混匀。
(4)调节温度至80℃,保温反应2小时。
(5)加热到130℃进行脱水0.5小时,冷却降温至50℃以下,即得。
改性酚醛树脂基摩擦材料组方重量份为:20份上述改性酚醛树脂、30份钢纤维、10份石墨、10份碳酸钙。
上述改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按重量份比例称取所有原料,全部放入搅拌机中搅拌30min,混合均匀;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型为所需的尺寸;
(3)将步骤(2)所得的成型产品150℃条件下保温1小时,170℃条件下保温4小时,190℃条件下保温6小时;
(4)最后进行磨削即得成品。
本实施例中制得的改性酚醛树脂基摩擦材料,250-300℃摩擦系数为0.42,相比较普通的酚醛树脂基摩擦材料,热衰退明显改善。
实施例2:
改性酚醛树脂组方:甲苯酚和丁醛的摩尔比为1.2:1.0,双马来酰亚胺质量为甲苯酚和丁醛总质量的0.5倍。
上述改性酚醛树脂的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按组方配比称取原料组分,将甲苯酚和丁醛投入反应釜中,两者搅拌混匀后,加热升温至70℃。
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应3小时。
(3)在步骤(2)所得的产物中加入组方量的双马来酰亚胺,边加边搅拌混匀。
(4)调节温度至80℃,保温反应3小时。
(5)加热到140℃进行脱水1小时,冷却降温至50℃以下,即得。
改性酚醛树脂基摩擦材料组方重量份为:15份上述改性酚醛树脂、25份有机刚质短纤维、5份云母、5份硫酸钡。
上述改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按重量份比例称取所有原料,全部放入搅拌机中搅拌40min,混合均匀;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型为所需的尺寸;
(3)将步骤(2)所得的成型产品150℃条件下保温2小时,170℃条件下保温3小时,190℃条件下保温7小时;
(4)最后进行磨削即得成品。
本实施例中制得的改性酚醛树脂基摩擦材料,250-300℃摩擦系数为0.41,相比较普通的酚醛树脂基摩擦材料,热衰退明显改善。
实施例3:
改性酚醛树脂组方:双酚和丙烯醛的摩尔比为1.7:1.0,双马来酰亚胺质量为双酚和丙烯醛总质量的1倍。
上述改性酚醛树脂的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按组方配比称取原料组分,将双酚和丙烯醛投入反应釜中,两者搅拌混匀后,加热升温至100℃。
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应7小时。
(3)在步骤(2)所得的产物中加入组方量的双马来酰亚胺,边加边搅拌混匀。
(4)调节温度至80℃,保温反应2小时。
(5)加热到130℃进行脱水0.8小时,冷却降温至50℃以下,即得。
改性酚醛树脂基摩擦材料组方重量份为:25份上述改性酚醛树脂、35份矿物纤维、15份氧化铝、5份蛭石粉。
上述改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按重量份比例称取所有原料,全部放入搅拌机中搅拌40min,混合均匀;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型为所需的尺寸;
(3)将步骤(2)所得的成型产品150℃条件下保温1.5小时,170℃条件下保温3.5小时,190℃条件下保温6.5小时;
(4)最后进行磨削即得成品。
本实施例中制得的改性酚醛树脂基摩擦材料,250-300℃摩擦系数为0.43,相比较普通的酚醛树脂基摩擦材料,热衰退明显改善。
实施例4:
改性酚醛树脂组方:间苯二酚和甲醛的摩尔比为1.4:1.0,双马来酰亚胺质量为间苯二酚和甲醛总质量的0.6倍。
上述改性酚醛树脂的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按组方配比称取原料组分,将间苯二酚和甲醛投入反应釜中,两者搅拌混匀后,加热升温至90℃。
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应4小时。
(3)在步骤(2)所得的产物中加入组方量的双马来酰亚胺,边加边搅拌混匀。
(4)调节温度至85℃,保温反应2.5小时。
(5)加热到135℃进行脱水1小时,冷却降温至50℃以下,即得。
改性酚醛树脂基摩擦材料组方重量份为:22份上述改性酚醛树脂、28份粘胶纤维、12份二硫化钼、9份碳酸钙
上述改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按重量份比例称取所有原料,全部放入搅拌机中搅拌25min,混合均匀;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型为所需的尺寸;
(3)将步骤(2)所得的成型产品150℃条件下保温1.5小时,170℃条件下保温3小时,190℃条件下保温6小时;
(4)最后进行磨削即得成品。
本实施例中制得的改性酚醛树脂基摩擦材料,250-300℃摩擦系数为0.45,相比较普通的酚醛树脂基摩擦材料,热衰退明显改善。
实施例5:
改性酚醛树脂组方:苯酚和丁醛的摩尔比为1.6:1.0,双马来酰亚胺质量为苯酚和丁醛总质量的0.8倍。
上述改性酚醛树脂的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按组方配比称取原料组分,将苯酚和丁醛投入反应釜中,两者搅拌混匀后,加热升温至95℃。
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应6小时。
(3)在步骤(2)所得的产物中加入组方量的双马来酰亚胺,边加边搅拌混匀。
(4)调节温度至90℃,保温反应2小时。
(5)加热到140℃进行脱水0.5小时,冷却降温至50℃以下,即得。
改性酚醛树脂基摩擦材料组方重量份为:24份上述改性酚醛树脂、28份玻璃纤维、10份滑石粉、11份钛酸钾。
上述改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法,其制备包括如下步骤:
(1)按重量份比例称取所有原料,全部放入搅拌机中搅拌40min,混合均匀;
(2)将步骤(1)所得混合料加入到热压机中,热压成型为所需的尺寸;
(3)将步骤(2)所得的成型产品150℃条件下保温1小时,170℃条件下保温3.5小时,190℃条件下保温6小时;
(4)最后进行磨削即得成品。
本实施例中制得的改性酚醛树脂基摩擦材料,250-300℃摩擦系数为0.44,相比较普通的酚醛树脂基摩擦材料,热衰退明显改善。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,它主要由以下重量份的组分所制成:15-25份改性酚醛树脂、25-35份增强材料、5-15份摩擦调节剂、5-15份填料。
2.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,所述改性酚醛树脂是由以下步骤所制成的:
(1)取酚类化合物和醛,投入到反应容器中,搅拌混匀后,加热升温至70-100℃;
(2)加入催化剂,并且不断搅拌,保温反应2-7小时;
(3)在步骤(2)所得的产物中加入聚酰亚胺,搅拌混匀;
(4)调节温度至80-100℃,保温反应2-3小时;
(5)加热到130-140℃脱水0.5-1小时,冷却降温至50℃以下,即得。
3.根据权利要求2所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,所述酚类化合物和醛的摩尔比为1.2-1.7:1.0,所述聚酰亚胺质量为酚类化合物和醛总质量的0.5-1倍。
4.根据权利要求2所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于:所述酚类化合物选自苯酚、甲苯酚、间苯二酚、双酚、间苯三酚、烷基酚、苯酚醚和萘酚中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于:所述醛选自甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙烯醛、环己烷二缩醛、苯甲醛、糠醛、芳基醛和杂环醛中的一种。
6.根据权利要求2所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于:所述聚酰亚胺为双马来酰亚胺。
7.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,所述增强材料选自钢纤维、矿物纤维、玻璃纤维、粘胶纤维和有机刚质短纤维中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,所述摩擦调节剂选自石墨、二硫化钼、云母、滑石粉和氧化铝中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料,其特征在于,所述填料选自硫酸钡、钛酸钾、蛭石粉和碳酸钙中的一种或几种。
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