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一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料制造技术

技术编号:18997269 阅读:22 留言:0更新日期:2018-09-22 04:23
一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料属制动摩擦材料技术领域,本实用新型专利技术的制动摩擦材料由复合纤维交织结构层和填料层组成,其中复合纤维交织结构层由改性玉米秸秆纤维和混合纤维交织排列组合而成,混合纤维由改性芳纶纤维和改性聚苯并双恶唑纤维组成,综合利用各纤维的优势性能,增强摩擦材料热稳定性与耐磨性,同时降低了生产成本;本实用新型专利技术采用复合纤维交织结构层和填料层交替排列方式,保证了纤维分散的均匀性、与基体材料的结合性、以及作为摩擦材料增强体的有效性。本实用新型专利技术提供了一种具有摩擦因数较稳定、磨损率较低、抗热衰退性能好、耐剪切性能强、制动噪音小、环保性强、成本低、综合性价比高等特点的摩擦材料。

【技术实现步骤摘要】
一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料
本技术属于制动摩擦材料
,具体涉及一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料。
技术介绍
摩擦材料是交通运输工具中制动或传动装置上的关键性部件,其性能的优劣将直接影响到车辆行驶安全性、稳定性和舒适性。摩擦材料通常由粘结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等材料构成,需满足稳定的摩擦因数、低磨损率、低噪音、环保性高等要求。传统的摩擦材料增强纤维通常以石棉为主,因其热衰退性大且属于强致癌物质而被禁止使用。现阶段,金属纤维、有机纤维、无机纤维和植物纤维逐渐代替石棉纤维而被用于摩擦材料中,其性能优劣对摩擦材料性能有着重要的影响。例如:1.中国专利,公告号为CN104632949B,公告日为2017.02.01,专利号为ZL201510073529.0,技术名称为“一种稻秸秆复合材料纤维摩擦料刹车片”的技术创造描述了一种以稻秸秆复合材料纤维为增强体的摩擦材料及其制造方法。2.中国专利,公告号为CN103836094B,公告日为2016.08.17,专利号为ZL201310496457.1,技术名称为“一种葛藤纤维增强环保型高性能刹车片及其制备方法”的技术创造描述了一种以葛藤纤维为增强体的环保型高性能摩擦材料及其制造方法。3.中国专利,公告号为CN101077912B,公告日为2011.03.09,专利号为ZL200610051629.4,技术名称为“新型无石棉非金属摩擦材料及其制备方法”的技术创造描述了一种以芳纶纤维和无机矿物纤维为增强体的非金属摩擦材料及其制造方法。随着科技的快速发展,摩擦材料被广泛应用到各个领域,如汽车、机械、铁路、航空等,因此对现阶段摩擦材料提出的要求越来越高。单纯地从摩擦材料的组分或工艺设计方面制备和优化摩擦材料已经越来越满足不了现代摩擦材料的要求。因此,应该综合考虑材料配方、组分改性、材料结构、工艺设计,并兼顾适应性、成本性、环保性问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料以及制备方法,通过改性摩擦材料组分、设计材料结构、优化工艺流程相结合的方式制备一种摩擦材料,兼具增强纤维与基体材料结合性良好、摩擦因数较稳定、磨损率较低、抗热衰退性能好、耐剪切性能强、制动噪音小、环保性强、成本低、综合性价比高等特点。1.本技术的一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料,由复合纤维交织结构层2和填料层1组成,按质量百分比二组分含量为:复合纤维交织结构层8-23%,填料层77-92%;其中复合纤维交织结构层2的材料为改性玉米秸秆纤维和混合纤维,按质量百分比二组分含量为:改性玉米秸秆纤维75-83%,混合纤维17-25%,混合纤维由改性芳纶纤维和改性聚苯并双恶唑纤维组成,按质量百分比二组分含量为:改性芳纶纤维1-99%,改性聚苯并双恶唑纤维1%-99%;复合纤维交织结构层中改性玉米秸秆纤维分为单号改性玉米秸秆纤维纬线A、双号改性玉米秸秆纤维纬线B、单号改性玉米秸秆纤维经线C和双号改性玉米秸秆纤维经线D;混合纤维分为单号混合纤维线E和双号混合纤维线F;单号改性玉米秸秆纤维纬线A和双号改性玉米秸秆纤维纬线B交替平行排列,单号改性玉米秸秆纤维经线C和双号改性玉米秸秆纤维经线D交替平行排列;单号改性玉米秸秆纤维经线C和双号改性玉米秸秆纤维经线D间隔穿插于单号改性玉米秸秆纤维纬线A和双号改性玉米秸秆纤维纬线B,单号改性玉米秸秆纤维经线C和双号改性玉米秸秆纤维经线D与单号改性玉米秸秆纤维纬线A和双号改性玉米秸秆纤维纬线B的夹角α为45°;单号混合纤维线E和双号混合纤维线F交替平行排列,且间隔穿插于单号改性玉米秸秆纤维纬线A和双号改性玉米秸秆纤维纬线B与单号改性玉米秸秆纤维经线C和双号改性玉米秸秆纤维经线D结合点,单号混合纤维线E和双号混合纤维线F与单号改性玉米秸秆纤维纬线A和双号改性玉米秸秆纤维纬线B夹角β为22.5°;填料层1按质量百分比各组分含量为:酚醛树脂10-38%、芳纶颗粒5-9%、鳞片状石墨4-19%、三硫化二锑5-12%、沸石3-9%、硫酸钡11-26%、泡沫铁粉3-17%、硅灰石7-15%、红蛭石2-5%、石油焦炭7-11%;填料层1和复合纤维交织结构层2上下交替排列,且顶端和底端为填料层1,填料层1和复合纤维交织结构层2的总厚度L1为30.6-97.5mm,其中复合纤维交织结构层2的单层厚度L2为0.6-1.5mm,顶端和底端填料层1的单层厚度L3为6.6-10.5mm,其余填料层1的单层厚度L4为3.6-6mm2.所述改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料的制备方法,包括下列步骤:2.1改性玉米秸秆纤维的制备包括下列步骤:2.1.1将玉米秸秆纤维浸泡在清洗剂中清洗,清洗剂为乙醇和六偏磷酸钠的混合溶液,按质量百分比各组分含量为:无水乙醇30-45%,六偏磷酸钠10-15%,蒸馏水40-60%,清洗时间为15-20min;再用蒸馏水清洗,清洗温度为35-45℃,清洗时间为3-5min,清洗次数3-6次;烘干处理,处理温度为65-80℃,处理时间为1.5-2h,至纤维的含水率6-10%;2.1.2将步骤2.1.1处理后的玉米秸秆纤维浸泡在二甲基亚砜和二甲苯的混合溶液中,按质量百分比二组分含量为:二甲基亚砜65-75%,二甲苯25-35%,浸泡时间为25-40min;2.1.3将步骤2.1.2处理后的玉米秸秆纤维浸泡在混合溶液中,混合溶液按质量百分比各组分含量为:环己烷55-65%,丁醇15-20%,氯仿10-26%,五氧化二铌(Nb2O5)2-2.5%,钌(Ru)2-2.5%,浸泡温度为35-55℃,浸泡时间为3-3.5h;2.1.4将步骤2.1.3处理后的玉米秸秆纤维浸泡在有机溶剂中,超声震荡,处理时间5-20min,震荡频率30-60kHz,功率为300-900W;然后将玉米秸秆纤维取出并用蒸馏水清洗,烘干,得到改性玉米秸秆纤维;2.2改性芳纶纤维的制备包括下列步骤:2.2.1将芳纶纤维浸泡在丙酮溶液中进行超声清洗,处理时间为0.5-1h,震荡频率50-75kHz,功率为500-750W,然后用蒸馏水清洗,烘干;2.2.2将步骤2.2.1处理后的芳纶纤维浸泡在混合溶液中,混合溶液按质量百分比各组分含量为:二氯甲烷15-27%、氯化盐5-9%、醇64-80%,再用蒸馏水清洗,并烘干;2.2.3将步骤2.2.2处理后的芳纶纤维浸泡在偶联剂和醇溶剂的混合溶液中,按质量百分比二组分含量为:偶联剂2.5-4.5%,醇溶剂95.5-97.5%,处理时间为2-4h;2.2.4将步骤2.2.3处理后的芳纶纤维进行烘干处理,处理时间为1.5-3.5h,处理温度为45-65℃,得到改性芳纶纤维;2.3改性聚苯并双恶唑纤维的制备包括下列步骤:2.3.1将聚苯并双恶唑纤维浸泡在丙酮和强质子酸的混合溶液中,按质量百分比二组分含量为:丙酮25-35%,强质子酸65-75%,处理温度为50-80℃,处理时间为3-5h;2.3.2将步骤2.3.1处理后的聚苯并双恶唑纤维浸泡在混合溶液中进行超声处理,混合溶液按质量百分比二组分含量为:醇溶剂35-50%,酸剂50-65%,处理时间为20-40min,震荡频率30-80kHz,功本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料,其特征在于:由复合纤维交织结构层(2)和填料层(1)组成,其中复合纤维交织结构层(2)的材料为改性玉米秸秆纤维和混合纤维,混合纤维由改性芳纶纤维和改性聚苯并双恶唑纤维组成;复合纤维交织结构层中改性玉米秸秆纤维分为单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)、双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)、单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D);混合纤维分为单号混合纤维线(E)和双号混合纤维线(F);单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)交替平行排列,单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)交替平行排列;单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)间隔穿插于单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B),单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)与单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)的夹角α为45°;单号混合纤维线(E)和双号混合纤维线(F)交替平行排列,且间隔穿插于单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)与单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)结合点,单号混合纤维线(E)和双号混合纤维线(F)与单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)夹角β为22.5°;填料层(1)和复合纤维交织结构层(2)上下交替排列,且顶端和底端为填料层(1),填料层(1)和复合纤维交织结构层(2)的总厚度L1为30.6‑97.5mm,其中复合纤维交织结构层(2)的单层厚度L2为0.6‑1.5mm,顶端和底端填料层(1)的单层厚度L3为6.6‑10.5mm,其余填料层(1)的单层厚度L4为3.6‑6mm。...

【技术特征摘要】
1.一种改性玉米秸秆复合纤维增强摩擦材料,其特征在于:由复合纤维交织结构层(2)和填料层(1)组成,其中复合纤维交织结构层(2)的材料为改性玉米秸秆纤维和混合纤维,混合纤维由改性芳纶纤维和改性聚苯并双恶唑纤维组成;复合纤维交织结构层中改性玉米秸秆纤维分为单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)、双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)、单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D);混合纤维分为单号混合纤维线(E)和双号混合纤维线(F);单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B)交替平行排列,单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)交替平行排列;单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号改性玉米秸秆纤维经线(D)间隔穿插于单号改性玉米秸秆纤维纬线(A)和双号改性玉米秸秆纤维纬线(B),单号改性玉米秸秆纤维经线(C)和双号...

【专利技术属性】
技术研发人员:马云海吴思阳佟金庄健刘玉成王慧鑫齐红岩禹江涛陈创发
申请(专利权)人:吉林大学
类型:新型
国别省市:吉林,22

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