CN103396651A - 一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法 - 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的制备方法，其包括混合、热压、热处理和磨削的步骤，即可得到最终产物，主要是由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份填料所制成。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的制备方法，具体涉及一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，所得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的制备方法。
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的制备方法，它由以下步骤所组成：
（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。
优选地，所述改性酚醛树脂、增强材料、摩擦调节剂和填料的重量份比例为：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。
优选地，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。
优选地，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。
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 (10)
1.一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，它由以下步骤所组成：
（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。
2.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛树脂、增强材料、摩擦调节剂和填料的重量份比例为：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。
3.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
4.根据权利要求3所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
5.根据权利要求3所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
6.根据权利要求3所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
7.根据权利要求3所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺为双马来酰亚胺。
8.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
9.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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。
10.根据权利要求1所述的一种改性酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，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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