CN107245898B - 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 - Google Patents

一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107245898B
CN107245898B CN201710559878.2A CN201710559878A CN107245898B CN 107245898 B CN107245898 B CN 107245898B CN 201710559878 A CN201710559878 A CN 201710559878A CN 107245898 B CN107245898 B CN 107245898B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ether
carbon fiber
ketone
friction material
fiber reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710559878.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107245898A (zh
Inventor
龙柱
桑明珠
王凤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201710559878.2A priority Critical patent/CN107245898B/zh
Publication of CN107245898A publication Critical patent/CN107245898A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107245898B publication Critical patent/CN107245898B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/08—Dispersing agents for fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18—Reinforcing agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating
    • D21H25/06—Physical treatment, e.g. heating, irradiating of impregnated or coated paper

Abstract

本发明公开了一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。本发明采用湿法成形、热压相结合的生产工艺来制备一种新型PEEK纸基摩擦材料，具有工艺流程简单、易于控制产品质量等特点。所得碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料具有优良的力学性能以及耐高温、导热性好、耐磨、阻燃、抗老化等性能优势。

Description

一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。
背景技术
摩擦材料是国民经济中非常重要的一类材料，被广泛地应用于交通运输、化工机械、航空航天等领域。摩擦材料在工作过程中应用摩擦力传递扭矩和制动，是保障汽车平稳运行和安全性能的重要材料。在过去很长一段时间内，最常应用于工业中的摩擦材料主要以金属、陶瓷以及水泥物质等传统摩擦材料为主。但随着工业对摩擦材料综合性能的要求愈渐提高，传统的摩擦材料逐步显露出变形能力差、加工窗口窄、脆性大等局限性，已不能满足现代工业的发展要求，新兴的新型摩擦材料正在逐步取代传统摩擦材料受到更多制造商、加工企业的青睐。
纸基摩擦材料摩擦材料在汽车工业中属于关键的安全部件，汽车的启动制动和驻车都离不开纸基摩擦材料。摩擦材料是高分子三元复合材料，主要由高分子粘结剂、增强纤维和摩擦性能调节剂组成。纸基摩擦材料的主要特点有：摩擦系数高、传递扭矩能力强、动静摩擦系数值接近、结合平稳、噪音小等。作为新型摩擦材料家族的主流产品，因其具有比强度高、易于加工设计、抗咬合性、良好的化学稳定性和自润滑性等优越性，已被愈来愈多的应用于宇航、汽车、石油化工、机械电子以及医疗卫生等领域。
常见的纸基摩擦材料为芳纶纤维材料，虽说长久稳定性是芳纶纤维最重要的特性，但芳纶纤维承受的最高使用温度也只在200℃左右。温度过高，无疑会降低材料的耐高温性；芳纶纤维抗紫外线能力差；芳纶纤维本身含有酰胺基团，酰胺基团极性强，易吸水，当酰胺基团中的H被某些溶剂中的亲水性基团取代后，会变得更易吸水。在芳纶纤维类材料中，由于部分芳纶纤维在材料上下表面裸露出来，使得材料具有极强的吸水能力。所以，该类材料因面层破坏、产生细小裂纹而经常发生渗水问题。如果芳纶复合材料应用在低温环境下，进入材料中的水被冷冻以后会发生膨胀，进而破坏增强体与基体之间的粘结，以致大幅度降低复合材料性能。
聚醚醚酮(PEEK)纤维具备极其优异的综合性能，且适用于传统热塑性塑料的成型加工工艺，使其成为航空航天、能源化工、交通运输、食品加工、医疗卫生等领域的理想材料。在较高的温度条件下，PEEK由于具有良好的摩擦性和出色的自润滑性，因此PEEK可在这样的温度下，仍可保持突出的磨损率和较低摩擦系数。因其优异的耐摩擦、耐高温、易加工等性能，在汽车行业，可用于发动机内罩、汽车轴承、密封件、刹车片等。PEEK具有优异的摩擦磨损性能，这源于其自身突出的自润滑性，常温干摩擦条件下，其摩擦系数为0.34，磨损率为1.97×10-5mm3·N-1·m-1。
碳纤维拥有重量轻、强度大、化学稳定、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳等优点，以碳纤维作为增强材料，制得的纤维增强聚醚醚酮材料，不仅具有优异的耐湿热、抗蠕变、耐老化和抗冲击性能，而且使材料的拉伸和弯曲的强度得到提高。
聚醚醚酮具有优异的化学稳定性、热稳定性、导电性、导热性、力学性能、耐摩擦、易加工等综合性能，因此，聚醚醚酮材料和聚醚醚酮耐摩擦材料得到了广泛研究，但仍然存在一些缺陷，例如采用注塑成型工艺得到的复合材料中纤维平均长度、纤维含量、纤维分布不均，或者强度和耐摩擦性较差，或者用于增强强度的材料价格昂贵导致生产成本高。
目前，国内外还没有关于碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的专利报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备方法，该制备方法采用了湿法成形、热压相结合的技术来制备一种新型PEEK纸，具有工艺流程简单、易于控制产品质量等特点，湿法成形、热压相结合的技术可有效解决高性能纤维复合材料中纤维平均长度、纤维含量、纤维分布及树脂分散均一性等问题；该方法简单，成本低，适合于工业化生产：所得碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的具有机械性能，耐高温，耐磨，阻燃，抗老化等功能性。
本发明的一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法是通过如下技术方案来实现的：
(1)对植物纤维进行打浆，打浆度为30-60°SR；
(2)打浆后，对植物纤维、聚醚醚酮纤维、碳纤维进行疏解得到混合纤维，疏解时间为5-120min；
(3)将上述混合纤维与水混合得混合浆料，混合纤维占混合浆料的质量分数为0.05％～0.2％；混合纤维中，聚醚醚酮：碳纤维：植物纤维的质量比为(5-8):(1-4):1；在混合浆料中，加入分散剂、增强剂、助留助滤剂、填料，搅拌10-120s，得到纸料；分散剂、增强剂、助留助滤剂、填料的添加量均为混合浆料质量的0.05％～10％；
(4)将上述纸料进行湿法成型、脱水、烘干处理，得到原纸；
(5)用稀释剂将树脂稀释成树脂溶液，将原纸在树脂溶液中浸渍，烘干、热压，得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料。
进一步的，所述步骤(1)的植物纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、草浆、棉浆中的一种或几种。
进一步的，所述步骤(2)聚醚醚酮纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为5-50°SR；碳纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为5-50°SR；植物纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为30-60°SR。
进一步的，所述步骤(3)的分散剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、吐温-80中的一种或几种，增强剂为丁苯胶乳、改性淀粉、树脂胶中的一种或几种，助留助滤剂为阳离子聚丙烯酰胺、壳聚糖、瓜尔胶中的一种或几种；填料为纳米颗粒Al2O3、ZrO2、SiO2、石墨等以及摩擦性能调节剂，摩擦性能调节剂包括硫酸钡、高岭土、硅藻土等。
进一步的，所述步骤(5)的树脂为：聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂等；稀释剂为：二甲基乙酰胺、丙酮、乙醇、甲苯、二甲苯等。
进一步的，所述步骤(5)的热压条件为：100-300℃、5-15MPa,1-30min。
本发明同现有技术相比具有如下的有益效果：
(1)采用了湿法成形、热压相结合的生产工艺来制备一种新型PEEK纸基摩擦材料，具有工艺流程简单、易于控制产品质量等特点；
(2)采用了浆内添加无机纳米颗粒的方式，不仅降低了生产成本，且对碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备张的耐磨性能以及热机械性能也有明显的改善；碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料具有优良的力学性能以及耐高温、导热性好、耐磨、阻燃、抗老化等性能优势，碳纤维摩擦系数稳定，静/动摩擦系数比接近；
(3)多种原料进行功能复配，使产品在耐摩擦性、机械强度等各项指标得到有效的控制；
(4)本发明的产品使用更方便，无需预处理就能直接作为制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
附图说明
图1：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备流程
具体实施方式
测定方法：
(1)抗张指数指标的测定方法是按照国家标准GB/T12914-2008测定。
(2)耐破度指数指标的测定方法是按照国家标准GB/T454-2002测定。
(3)撕裂指数指标的测定方法是按照国家标准GB/T455-2002测定。(4)气孔率按下列公式计算：
式中：G1—干燥试样重量，g；
G2—饱油试样在油中的重量，g；
G3—饱油试样在空气中的重量，g；
P—气孔率，％。
(5)测定静摩擦系数
静摩擦系数计算公式为：
其中:μj—静摩擦系数；
Mj—静摩擦力矩，单位(N·m)；
P—摩擦副端面的载荷，单位(N)；
Rcp—试样有效半径，单位(cm)。
R1和R2分别为试样摩擦材料外圆和内圆半径，单位(cm)。(6)测定动摩擦系数
动摩擦系数按式计算:
其中:μd—动摩擦系数；
Md—动摩擦力矩，单位(N·m)；
P—摩擦副端面的载荷，单位(N)；
Rcp—试样有效半径，单位(cm)。
磨损率据算公式:
其中:V—磨损率，单位cm3/J；
A—试样接触面积，单位cm2；
△h—摩擦材料磨损前后的厚度差，单位为(cm)；
n—制动离合次数；
I0—试验机总惯量，单位为kg·m2，I0由以下公式计算:
I0＝I1+I2
I1—试验机主轴惯量，I1＝0.035kg·m2；
I2—试验机配置惯量；0.2kg·m2。
ω—制动初角速度，单位为(rad/s)。
实施例1：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对7mm针叶木浆纤维打浆，打浆度为35°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对6mm聚醚醚酮、针叶木浆纤维、5mm碳纤维疏解，疏解浆料时间为5min；
(3)将上述三种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：碳纤维：植物纤维为8：1：1；浆内添加纤维浆料10％的纳米颗粒Al2O3、10％的摩擦性能调节剂硫酸钡进行疏解10min，加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料0.6％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；
(4)用二苯砜将聚醚醚酮树脂稀释至质量百分浓度4％的聚醚醚酮树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为30s，再将原纸置于60℃的温度中处理1h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压3min，之后于180℃、5MPa热压3min；放气，最后在250℃、15MPa热压5min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
实施例2：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对8mm针叶木浆纤维进行打浆，打浆度为40°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对6mm聚醚醚酮、针叶木浆纤维、5mm碳纤维疏解，疏解浆料时间为10min；
(3)将上述三种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：碳纤维：植物纤维为7：2：1；浆内添加纤维浆料15％的纳米颗粒Al2O3、15％的摩擦性能调节剂高岭土进行疏解10min，加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料1％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；
(4)用环丁砜将聚醚醚酮树脂稀释至质量百分浓度10％的聚酰亚胺树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为40s，再将原纸置于60℃的温度中处理1h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压5min，之后于200℃、5MPa热压8min；放气，最后在250℃、15MPa热压10min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
实施例3：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对6mm阔叶木浆纤维进行打浆，打浆度为40°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对5mm聚醚醚酮、阔叶木浆纤维、6mm碳纤维疏解，疏解浆料时间为10min；
(3)将上述三种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：碳纤维：植物纤维为6：2：2；浆内添加纤维浆料10％的纳米颗粒石墨、20％的摩擦性能调节剂锂皂石进行疏解10min，加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料0.6％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；
(4)用二甲基乙酰胺将聚酰亚胺树脂稀释至质量百分浓度4％的聚酰亚胺树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为60s，再将原纸置于60℃的温度中处理1h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压5min，之后于180℃、5MPa热压5min；放气，最后在250℃、15MPa热压10min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
实施例4：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对7mm棉浆纤维打浆，打浆度为35°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对5mm聚醚醚酮、棉浆纤维、5mm碳纤维疏解，疏解浆料时间为10min；
(3)将上述三种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：碳纤维：棉浆纤维为5：4：1；浆内添加纤维浆料10％的纳米颗粒Al2O3、30％的摩擦性能调节剂硅藻土进行疏解20min，加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料1％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；
(4)用乙醇将酚醛树脂稀释至质量百分浓度7％的酚醛树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为60s，再将原纸置于80℃的温度中处理2h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压5min，之后于200℃、5MPa热压5min；放气，最后在250℃、15MPa热压10min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
实施例5：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对7mm针叶木浆纤维打浆，打浆度为35°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对6mm聚醚醚酮、针叶木浆纤维、5mm碳纤维疏解，疏解浆料时间为5min；
(3)将上述三种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：碳纤维：植物纤维为8：1：1；浆内添加纤维浆料10％的摩擦性能调节剂硫酸钡进行疏解10min，加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料0.6％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；(不添加纳米颗粒)
(4)用二苯砜将聚醚醚酮树脂稀释至质量百分浓度4％的聚醚醚酮树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为30s，再将原纸置于60℃的温度中处理1h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压3min，之后于180℃、5MPa热压3min；放气，最后在250℃、15MPa热压5min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
实施例6：一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)对7mm针叶木浆纤维打浆，打浆度为35°SR；
(2)打浆后采用纤维疏解器对6mm聚醚醚酮、针叶木浆纤维疏解，疏解浆料时间为5min；
(3)将上述两种短切纤维加水混合得到混合浆料，进行湿法造纸成形，纤维占混合浆料的质量分数为0.13％，聚醚醚酮：植物纤维为8：2；加入纤维浆料质量6％的增强剂丁苯胶乳，搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯高度搅拌60s，加入纤维浆料0.6％的助留助滤剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌60s，再加入纤维浆料0.03％的分散剂聚氧化乙烯搅拌60s，然后在纸页成形器上形成原纸；(不添加纳米颗粒及摩擦性能调节剂)
(4)用二苯砜将聚醚醚酮树脂稀释至质量百分浓度4％的聚醚醚酮树脂溶液，将步骤(3)原纸在聚酰亚胺树脂溶液中做浸渍处理，浸渍时间为30s，再将原纸置于60℃的温度中处理1h；
(5)烘干后，将步骤(4)半成品于120℃、5MPa热压3min，之后于180℃、5MPa热压3min；放气，最后在250℃、15MPa热压5min自然冷却结束。得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的制备。
按照实施例1-6的方法，制备得到的聚醚醚酮纤维纸的性能如下表1所示，实施例5、6中，不添加纳米颗粒，和不添加碳纤维、纳米颗粒、摩擦性能调节剂时，纸张的各种性能都出现了大幅下降。
表1
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对植物纤维进行打浆；
(2)打浆后，对植物纤维、聚醚醚酮纤维、碳纤维进行疏解，得到混合纤维；
(3)将步骤(2)所得混合纤维与水混合得混合浆料，在混合浆料中，加入分散剂、增强剂、助留助滤剂、填料，搅拌，得到纸料；
(4)将上述纸料进行湿法成型、脱水、烘干处理，得到原纸；
(5)用稀释剂将树脂稀释成树脂溶液，将原纸在树脂溶液中浸渍，烘干、热压，得到碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料；
所述步骤(3)中混合纤维占混合浆料的质量分数为0.05％～0.2％，混合纤维中的聚醚醚酮纤维：碳纤维：植物纤维的质量比为(5-8):(1-4):1；
所述步骤(3)中分散剂、增强剂、助留助滤剂、填料的添加量均为混合浆料质量的0.05％～10％。
2.根据权利要求1所述的一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于，步骤(1)对植物纤维进行打浆，打浆度为30-60°SR。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于，所述步骤(1)的植物纤维为木浆、草浆、棉浆中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于，步骤(2)中，聚醚醚酮纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为5-50°SR；碳纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为5-50°SR；植物纤维长度为1-10mm，纤维直径≤50μm，打浆度为30-60°SR。
5.根据权利要求1或2所述的一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于，分散剂为聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、吐温-80中的一种或几种；增强剂为丁苯胶乳、改性淀粉、树脂胶中的一种或几种；助留助滤剂为阳离子聚丙烯酰胺、壳聚糖、瓜尔胶中的一种或几种；填料为纳米颗粒Al2O3、ZrO2、SiO2、石墨以及摩擦性能调节剂，摩擦性能调节剂包括硫酸钡、高岭土、硅藻土。
6.根据权利要求1或2所述的一种制备碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料的方法，其特征在于步骤(5)中的树脂为：聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂；稀释剂为：二甲基乙酰胺、丙酮、乙醇、甲苯、二甲苯；热压条件为：100-300℃、5-15MPa,1-30min；热压条件为：100-300℃、5-15MPa、1-30min。
7.根据权利要求1所述的方法制备得到的碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料。
8.权利要求7所述的碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料在宇航、汽车、石油化工、机械电子以及医疗卫生领域的应用。
CN201710559878.2A 2017-07-11 2017-07-11 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 Active CN107245898B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710559878.2A CN107245898B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710559878.2A CN107245898B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107245898A CN107245898A (zh) 2017-10-13
CN107245898B true CN107245898B (zh) 2019-03-05

Family

ID=60014585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710559878.2A Active CN107245898B (zh) 2017-07-11 2017-07-11 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107245898B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110184850B (zh) * 2019-05-31 2021-12-14 连云港市工业投资集团有限公司 一种改性SiC纳米粒子增强碳纤维纸基摩擦材料及制备方法
CN110725153A (zh) * 2019-11-15 2020-01-24 杭州萧山红旗摩擦材料有限公司 纸基摩擦材料造纸打浆的制备方法
CN111877050B (zh) * 2020-07-28 2023-01-31 江苏奥神新材料股份有限公司 一种掺杂3d分层多孔石墨烯片纸基摩擦材料的制备方法
CN111851129B (zh) * 2020-07-29 2022-06-21 江苏奥神新材料股份有限公司 一种喷涂Cr3C2-NiCr涂层的碳纤维纸基摩擦材料及其制备方法
CN111910462B (zh) * 2020-08-06 2022-12-06 国光电器股份有限公司 一种含碳纤维的扬声器用纸盆及其制备方法
CN113123162A (zh) * 2021-04-09 2021-07-16 西北工业大学 一种性能优异的双基体纸基摩擦材料的制备方法
CN113622214B (zh) * 2021-08-25 2023-01-17 潍坊汇胜绝缘技术有限公司 一种提高层间结合能力的绝缘纸板生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1446875A (zh) * 2003-01-28 2003-10-08 西北工业大学 碳纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法
CN103438127A (zh) * 2013-08-08 2013-12-11 临安华龙摩擦材料有限公司 基于碳纤维陶瓷纤维增强的湿式纸基摩擦片及其制作方法
CN103570956A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 陕西科技大学 一种制备真空浸渍碳纤维增强湿式摩擦材料的方法
CN106544924A (zh) * 2016-11-23 2017-03-29 陕西科技大学 一种氧化铝纤维增强纸基摩擦材料的制备方法
CN106751236A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 南通汇平高分子新材料有限公司 一种碳纤维复合材料及其制备方法和用途

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015007534A1 (en) * 2013-07-18 2015-01-22 Teijin Aramid B.V. Fire-retardant sheet material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1446875A (zh) * 2003-01-28 2003-10-08 西北工业大学 碳纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法
CN103438127A (zh) * 2013-08-08 2013-12-11 临安华龙摩擦材料有限公司 基于碳纤维陶瓷纤维增强的湿式纸基摩擦片及其制作方法
CN103570956A (zh) * 2013-10-30 2014-02-12 陕西科技大学 一种制备真空浸渍碳纤维增强湿式摩擦材料的方法
CN106544924A (zh) * 2016-11-23 2017-03-29 陕西科技大学 一种氧化铝纤维增强纸基摩擦材料的制备方法
CN106751236A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 南通汇平高分子新材料有限公司 一种碳纤维复合材料及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN107245898A (zh) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107245898B (zh) 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法
CN101341297B (zh) 包含聚吡啶并双咪唑和其它聚合物的浆粕及其制造方法
CN110184850A (zh) 一种改性SiC纳米粒子增强碳纤维纸基摩擦材料及制备方法
JP2007532798A (ja) アラミド紙ブレンド
CN107620208B (zh) 氮化物纤维的浸润剂及其涂覆方法
US4548678A (en) Flexible sheet material and articles made therefrom
Liu et al. Effects of nano-sized and micro-sized carbon fibers on the interlaminar shear strength and tribological properties of high strength glass fabric/phenolic laminate in water environment
TW591146B (en) Nonwoven material for low friction bearing surfaces
Kumar et al. Mechanical & thermal properties of epoxy based hybrid composites reinforced with jute/sansevieria cylindrica fibres
CN110819064A (zh) 一种高导热耐磨自润滑衬垫及其制备方法
CN106189220B (zh) 一种石墨烯改性玻璃纤维增强树脂复合材料及其制备方法
CN108004784A (zh) 一种可提高涤纶帘线品质的浸胶液及其制备方法
CN106544924A (zh) 一种氧化铝纤维增强纸基摩擦材料的制备方法
CN106930138A (zh) 一种石墨烯改性纸基摩擦材料及制备方法
CN112359637A (zh) 一种聚酰亚胺纤维增强纸基摩擦材料的制备方法
CN109503960A (zh) 一种聚酰亚胺纤维增强橡胶复合材料及其制备方法
CN104419111B (zh) 一种高耐磨、高硬度聚甲醛组合物及其制备方法
CN107880483A (zh) 一种石墨烯改性酚醛树脂的制备方法
CN105697624A (zh) 一种2.5维碳纤维/芳纶纤维机织预制体增强改性腰果壳油酚醛树脂基摩擦材料
CN108547151A (zh) 一种水性环氧树脂碳纤维上浆剂
CN108443375A (zh) 摩擦材料用热固性树脂组合物、摩擦材料和摩擦材料用热固性树脂组合物的制造方法
CN101341107B (zh) 聚芳唑/热固性浆粕及其制法
JP6442034B2 (ja) ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体パルプ
JPH0712158A (ja) 摩擦材
CN109826053A (zh) 一种可回收重用纸基摩擦材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant