CN105086438A - 一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料，它由下述重量份的原料组成的：乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3-1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈0.04-0.06、酚醛树脂7-10、磷酸锌2-3、N.N-二甲基甲酰胺3-4、二硫氰基甲烷0.6-1、铝酸钙2-4、对甲苯磺酸0.3-0.5。本发明通过掺杂纳米粒子的加入，提高树脂材料与其他材料之间的结合强度，使摩擦材料组份的微观界面结构得到明显改善。

Description

一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，尤其涉及一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料及其制备方法。

背景技术

近几十年来，汽车工业迅速发展，汽车研究的主要方向是轻量、节能降耗、减少排放以及改进安全性能，采用塑料制成的功能件在汽车中的应用愈来愈广泛。，而离合器是通过压盘压紧摩擦片的摩擦力来传动力矩，摩擦系数大很容易摩擦过度，摩擦系数小不利于力矩的传动；

近年来为了提高刹车片的摩擦磨损性能，纳米摩擦材料得到了广泛的关注，通过纳米粒子的加入，使得摩擦材料组份的微观界面结构得到明显的改善，可以有效提高其热衰退和热恢复性能，通过控制不同形态多组份的纳米效应，可以提高纳米摩擦材料的综合性能，特别是在兼顾强度和韧性的同时，提高其高温摩擦与磨损性能，然而，以传统的干法混料直接引入纳米粉体并不能最大程度的发挥纳米粒子对摩擦材料的改性作用，反而会出现一些负面的影响，经验表明，直接混合纳米粒子，均会造成在混料过程中纳米粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，降低树脂材料与其他材料之间的结合强度，从而导致在摩擦过程中，摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率缺大大的增加。。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料，它是由下述重量份的原料组成的：

乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3-1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈0.04-0.06、酚醛树脂7-10、磷酸锌2-3、N.N-二甲基甲酰胺3-4、二硫氰基甲烷0.6-1、铝酸钙2-4、对甲苯磺酸0.3-0.5。

一种所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述对甲苯磺酸加入到16-20倍水中，搅拌溶解，加入上述酚醛树脂重量的70-80%，缓慢加热，升高温度为80-90℃，调节PH为7.6-8，加入上述尼龙66重量的15-20%，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，烘干，得改性尼龙；

（2）将上述二硫氰基甲烷加入到N.N-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；

（3）将上述酚醛树脂加入到1-2倍无水乙醇中，加入上述溶解液，送入80-90℃的水浴中，加入纳米碳粉，保温搅拌1-2小时，冷却出料，真空干燥，与磷酸锌混合磨粉，为改性纳米碳粉；

（4）将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20-26倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节pH为11-12，送入到反应釜中，130-140℃下加热15-16小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20-25%的6-10mol/l的NaOH，180-200℃下加热40-48小时，产物用去离子水洗涤，与改性纳米碳粉混合，送入到0.01-0.02mol/l的盐酸中磁力搅拌10-12小时，静置，过滤，将沉淀洗涤，80-90℃下干燥20-24h，得碳掺杂二氧化钛粒子；

（5）取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5-6，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500-600W下超声分散20-30分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子；

（6）将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液；

（7）将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60-65℃，加入引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，加入上述改性尼龙，200-300转/分搅拌50-60分钟，冷却出料，压滤，真空干燥；

（8）将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。

本发明的优点是：

本发明通过表面接枝，将乙烯基三甲氧基硅烷锚固于掺杂纳米粒子表面，导致纳米粒子表面的碳链被延长，降低了粒子的表面能和表面活性，阻止掺杂纳米粒子自身发生软团聚现象，然后通过乳液接枝将PMMA接枝于粒子表面，明显改善了无机/有机两相的界面结构，增加了相容性，实现粒子表面的完全有机化，保证了粒子在有机基体中具有良好的分散性，而将引发剂与乙烯基三甲氧基硅烷键合于粒子表面，防止了由于引发剂局部过浓造成的“暴聚”现象的发生，更有利于树脂基体的均匀稳定成型，从而使复合材料的综合性能得以提升；

本发明通过掺杂纳米粒子的加入，提高了树脂材料与其他材料之间的结合强度，使得摩擦材料组份的微观界面结构得到明显的改善，可以有效提高其热衰退和热恢复性能，特别是在兼顾强度和韧性的同时，提高其高温摩擦与磨损性能，极大的降低了磨损率；

本发明采用酚醛树脂改性尼龙材料，可以有效的提高成品的耐油性、耐热变形性、耐磨性。

具体实施方式

一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料，它是由下述重量份的原料组成的：

乙烯基三甲氧基硅烷3、丙酮50、二甲基亚砜20、无水乙醇25、甲基丙烯酸甲酯50、丙烯酸丁酯20、正十二烷基硫醇0.3、硫酸钛20、葡萄糖16、纳米碳粉60、异丙醇200、尼龙6680、偶氮二异丁腈0.04、酚醛树脂7、磷酸锌2、N.N二甲基甲酰胺3、二硫氰基甲烷0.6、铝酸钙2、对甲苯磺酸0.3。

一种所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述对甲苯磺酸加入到16倍水中，搅拌溶解，加入上述酚醛树脂重量的70%，缓慢加热，升高温度为80℃，调节PH为7.6，加入上述尼龙66重量的15%，保温搅拌20分钟，出料冷却，烘干，得改性尼龙；

（2）将上述二硫氰基甲烷加入到N.N二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；

（3）将上述酚醛树脂加入到1倍无水乙醇中，加入上述溶解液，送入80℃的水浴中，加入纳米碳粉，保温搅拌1小时，冷却出料，真空干燥，与磷酸锌混合磨粉，为改性纳米碳粉；

（4）将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节pH为11，送入到反应釜中，130℃下加热15小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20%的6mol/l的NaOH，180℃下加热40小时，产物用去离子水洗涤，与改性纳米碳粉混合，送入到0.01mol/l的盐酸中磁力搅拌10小时，静置，过滤，将沉淀洗涤，80℃下干燥20h，得碳掺杂二氧化钛粒子；

（5）取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500W下超声分散20分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子；

（6）将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液；

（7）将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60℃，加入引发剂溶液，保温搅拌4小时，加入上述改性尼龙，200转/分搅拌50分钟，冷却出料，压滤，真空干燥；

（8）将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。

性能测试：

拉伸强度：156MPa；

弯曲强度：140MPa；

缺口冲击强度(23℃，KJ/m2)：93；

热变形温度(1.82MPa，℃)：191。

Claims (2)

1.一种酚醛树脂汽车离合器摩擦材料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：

乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3-1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈0.04-0.06、酚醛树脂7-10、磷酸锌2-3、N.N-二甲基甲酰胺3-4、二硫氰基甲烷0.6-1、铝酸钙2-4、对甲苯磺酸0.3-0.5。

2.一种如权利要求1所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将上述对甲苯磺酸加入到16-20倍水中，搅拌溶解，加入上述酚醛树脂重量的70-80%，缓慢加热，升高温度为80-90℃，调节PH为7.6-8，加入上述尼龙66重量的15-20%，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，烘干，得改性尼龙；

（2）将上述二硫氰基甲烷加入到N.N-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；

（3）将上述酚醛树脂加入到1-2倍无水乙醇中，加入上述溶解液，送入80-90℃的水浴中，加入纳米碳粉，保温搅拌1-2小时，冷却出料，真空干燥，与磷酸锌混合磨粉，为改性纳米碳粉；

（4）将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20-26倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节pH为11-12，送入到反应釜中，130-140℃下加热15-16小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20-25%的6-10mol/l的NaOH，180-200℃下加热40-48小时，产物用去离子水洗涤，与改性纳米碳粉混合，送入到0.01-0.02mol/l的盐酸中磁力搅拌10-12小时，静置，过滤，将沉淀洗涤，80-90℃下干燥20-24h，得碳掺杂二氧化钛粒子；

（5）取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5-6，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500-600W下超声分散20-30分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子；

（6）将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液；

（7）将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60-65℃，加入引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，加入上述改性尼龙，200-300转/分搅拌50-60分钟，冷却出料，压滤，真空干燥；

（8）将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。