本发明专利技术涉及一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料制备领域。针对目前摩擦材料使用过程中耐高温综合性能差，在高速和高压作用下，摩擦材料与对偶表面的温度过高，导致无法制动的问题，通过将八水合氧氯化锆与硼酸制备前驱体溶液，随后静电纺丝并煅烧制备纳米陶瓷材料，随后对其改性接枝基团，在制备酚醛树脂的同时，将纳米纤维材料添加其中进行改性，本发明专利技术通过陶瓷纳米纤维改性摩擦材料，玻璃化转变温度可达250～260℃；通过酚醛树脂和陶瓷纳米纤维进行制备，成本低，易操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于摩擦材料制备领域。
技术介绍
摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料，它主要用于制造制动器衬片俗称刹车片和离合器面片俗称离合器片，刹车片用于制动，离合器用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆，都必须有制动装置。摩擦材料是这种制动装置上的关键部件。它使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠的工作，所以摩擦材料是一种应用广泛，又甚关键的材料。制动是车辆运行的重要行为之一，目前大多数采取摩擦制动，即通过摩擦片与刹车盘间的相对运动产生的摩擦力作为制动力，使运动物体安全制动。因此制动系统对车辆的安全性，舒适性，能耗以及污染等有显著的影响，其中制动系统中的摩擦副的性能与结构是乘坐舒适性、耐久性特别是安全性的根本影响因素。目前摩擦材料耐高温综合性能差。在高速和高压作用下摩擦材料与对偶表面的温度可高达800?1000°C，因此对摩擦材料的高温综合性能要求很高，而对于聚合物基摩擦材料，由于基体有机材料的耐热性能和导热性能较低，所以需要一种可快速导热和散热的无机材料进行改性很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题:针对目前摩擦材料使用过程中耐高温综合性能差，在高速和高压作用下，摩擦材料与对偶表面的温度过高，导致无法制动的问题，提供了一种通过将八水合氧氯化锆与硼酸制备前驱体溶液，随后静电纺丝并煅烧制备纳米陶瓷材料，随后对其改性接枝基团，在制备酚醛树脂的同时，将纳米纤维材料添加其中进行改性，大幅度提高其摩擦材料散热和耐热性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是: (1)在20?30°C下，按固液质量比1:10，将八水合氧氯化锆溶液蒸馏水中，搅拌混合10?15min，制备得氧氯化锆溶液，随后按氧氯化锆溶液与质量分数为10%的硼酸溶液质量比15:1，将硼酸溶液滴加至氧氯化锆溶液中，搅拌混合25?30min，待混合完成后，继续滴加上述溶液总质量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的柠檬酸溶液，搅拌混合并反应10?12h后，用质量浓度为10%的氨水溶液调节pH至4?6，制备得前驱体溶液； (2)按聚乙烯醇和前驱体溶液质量比为2:3，将聚乙烯醇缓慢添加至前驱体溶液中，搅拌反应40?48h后，在55?60°C下真空脱泡浓缩3h，再静置脱泡处理10?12h，制备得陶瓷纤维纺丝液，随后将陶瓷纤维纺丝液注入装有喷嘴的注射器中，喷嘴口直径为1mm，调整喷嘴与水平面倾斜角为10°，设置电压为30kV，固化距离为12?15cm，在20?25°C，相对湿度为50?60%时进行纺丝，收集并置于管式炉中进行裂解，设置裂解温度为1580?1600°C，保温2h后冷却至20?30°C，制备得纳米陶瓷纤维； (3)将上述制备的纳米陶瓷纤维置于250mL的三口烧瓶中，在120°C真空下干燥2?3h，待温度降至50?60°C后，胶封好后，将总质量的10%，将3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂添加至三口烧瓶中，随后在200?300W超声辅助振荡2?3h，并对其升温加热搅拌回流反应5?6h，随后对其过滤并用甲苯和丙酮分别洗涤2?3次，并将其置于80?90°C下干燥6?Sh，制备得改性纳米陶瓷纤维； (4 )按重量份数计，选取35?55份的苯酚、15?20份的甲醛、1?15份上述制备的改性纳米陶瓷纤维和20?30份的草酸置于250mL的三口烧瓶中，在600?800r/min下，搅拌升温至60?80°C，保温反应3?4h，待反应完成后，继续升温至150°C，随后对其抽真空脱水处理，待水份去除后，继续加热升温至200°C并反应I?2h，随后停止加热并静置冷却至20?30°C，即可制备得一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料。本专利技术的应用方法是:将制备得一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料粉碎，然后加入固化剂、固化促进剂、摩擦性能改性剂、无机填料等，均勾混合，利用开放式辅炼机进行混炼，控制前棍温度110°C，后辊温度120°C，对其辊炼lOmin，然后将其粉碎，注入模具，制备得离合器摩擦材料。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是: (1)本专利技术通过陶瓷纳米纤维改性摩擦材料，玻璃化转变温度可达250?260°C; (2)通过酚醛树脂和陶瓷纳米纤维进行制备，成本低，易操作。【具体实施方式】首先在20?30°C下，按固液质量比1:10，将八水合氧氯化锆溶于蒸馏水中，搅拌混合10?15min，制备得氧氯化锆溶液，随后按氧氯化锆溶液与质量分数为10%的硼酸溶液质量比15:1，将硼酸溶液滴加至氧氯化锆溶液中，搅拌混合25?30min，待混合完成后，继续滴加上述溶液总质量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的柠檬酸溶液，搅拌混合并反应10?12h后，用质量浓度为10%的氨水溶液调节pH至4?6，制备得前驱体溶液;按聚乙烯醇和前驱体溶液质量比为2:3，将聚乙烯醇缓慢添加至前驱体溶液中，搅拌反应40?48h后，在55?60°C下真空脱泡浓缩3h，再静置脱泡处理10?12h，制备得陶瓷纤维纺丝液，随后将陶瓷纤维纺丝液注入装有喷嘴的注射器中，喷嘴口直径为1mm，调整喷嘴与水平面倾斜角为10°，设置电压为30kV，固化距离为12?15cm，在20?25°C，相对湿度为50?60%时进行纺丝，收集并置于管式炉中进行裂解，设置裂解温度为1580?1600°C，保温2h后冷却至20?30°C，制备得纳米陶瓷纤维；将上述制备的纳米陶瓷纤维置于250mL的三口烧瓶中，在120°C真空下干燥2?3h，待温度降至50?60°C后，胶封好后，将总质量的10%，将3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂添加至三口烧瓶中，随后在200?300W超声辅助振荡2?3h，并对其升温加热搅拌回流反应5?6h，随后对其过滤并用甲苯和丙酮分别洗涤2?3次，并将其置于80?90°C下干燥6?8h，制备得改性纳米陶瓷纤维;按重量份数计，选取35?55份的苯酚、15?20份的甲醛、10?15份上述制备的改性纳米陶瓷纤维和20?30份的草酸置于250mL的三口烧瓶中，在600?800r/min下，搅拌升温至60?80°C，保温反应3?4h，待反应完成后，继续升温至150°C，随后对其抽真空脱水处理，待水份去除后，继续加热升温至200°C并反应I?2h，随后停止加热并静置冷却至20?30°C，即可制备得一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料。实例I 首先在20°C下，按固液质量比1:10，将八水合氧氯化锆溶于蒸馏水中，搅拌混合lOmin，制备得氧氯化锆溶液，随后按氧氯化锆溶液与质量分数为10%的硼酸溶液质量比15:1，将硼酸溶液滴加至氧氯化锆溶液中，搅拌混合25min，待混合完成后，继续滴加上述溶液总质量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的柠檬酸溶液，搅拌混合并反应1h后，用质量浓度为10%的氨水溶液调节PH至4，制备得前驱体溶液;按聚乙烯醇和前驱体溶液质量比为2:3，将聚乙烯醇缓慢添加至前驱体溶液中，搅拌反应40h后，在55°C下真空脱泡浓缩3h，再静置脱泡处理10h，制备得陶瓷纤维纺丝液，随后将陶瓷纤维纺丝液注入装有喷嘴的注射器中，喷嘴口直径为1mm，调整喷嘴与水平面倾斜角为10°，设置电压为30kV，固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）在20～30℃下，按固液质量比1:10，将八水合氧氯化锆溶于蒸馏水中，搅拌混合10～15min，制备得氧氯化锆溶液，随后按氧氯化锆溶液与质量分数为10%的硼酸溶液质量比15:1，将硼酸溶液滴加至氧氯化锆溶液中，搅拌混合25～30min，待混合完成后，继续滴加上述溶液总质量5%的蔗糖溶液和7%的0.85mol/L的柠檬酸溶液，搅拌混合并反应10～12h后，用质量浓度为10%的氨水溶液调节pH至4～6，制备得前驱体溶液；（2）按聚乙烯醇和前驱体溶液质量比为2:3，将聚乙烯醇缓慢添加至前驱体溶液中，搅拌反应40～48h后，在55～60℃下真空脱泡浓缩3h，再静置脱泡处理10～12h，制备得陶瓷纤维纺丝液，随后将陶瓷纤维纺丝液注入装有喷嘴的注射器中，喷嘴口直径为1mm，调整喷嘴与水平面倾斜角为10°，设置电压为30kV，固化距离为12～15cm，在20～25℃，相对湿度为50～60%时进行纺丝，收集并置于管式炉中进行裂解，设置裂解温度为1580～1600℃，保温2h后冷却至20～30℃，制备得纳米陶瓷纤维；（3）将上述制备的纳米陶瓷纤维置于250mL的三口烧瓶中，在120℃真空下干燥2～3h，待温度降至50～60℃后，胶封好后，将总质量的10%，将3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂添加至三口烧瓶中，随后在200～300W超声辅助振荡2～3h，并对其升温加热搅拌回流反应5～6h，随后对其过滤并用甲苯和丙酮分别洗涤2～3次，并将其置于80～90℃下干燥6～8h，制备得改性纳米陶瓷纤维；（4）按重量份数计，选取35～55份的苯酚、15～20份的甲醛、10～15份上述制备的改性纳米陶瓷纤维和20～30份的草酸置于250mL的三口烧瓶中，在600～800r/min下，搅拌升温至60～80℃，保温反应3～4h，待反应完成后，继续升温至150℃，随后对其抽真空脱水处理，待水份去除后，继续加热升温至200℃并反应1～2h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，即可制备得一种纳米陶瓷纤维/酚醛树脂复合摩擦材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷春生，高力群，
申请(专利权)人：雷春生，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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