一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，将纳米氧化锆进行造粒，得到一种具有纳米结构的微米级氧化锆颗粒，将其引入树脂基摩擦材料中；优点在于造粒颗粒良好的流动性有利于组分在摩擦体系中的均匀分散，从而使混料过程更加省时有效；氧化锆的纳米结构使制备的摩擦材料的摩擦系数更高且更为稳定，抗热衰退性优异，且恢复性能更优。而本发明专利技术实施例的制备方法工艺简单，所需设备简单，适合于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种采用造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料及其制备方法。
技术介绍
摩擦材料被广泛用于交通运输工具和机器设备的传动和制动中，是传动和制动系统中的关键部件。因此，对摩擦材料性能的要求也越来越高。相关技术中，半金属基的摩擦材料因其具有良好的耐温性、在高温下耐衰退性能以及制造成本适中而被广泛应用；但半金属基的摩擦材料产品的硬度高、制动时有噪音，制品表面易生锈，同时腐蚀对偶件，导热系数高造成安全性能降低、使用寿命缩短。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种摩擦系数高且稳定，抗热衰退性优异，且恢复性能好的造粒氧化锆的树脂基摩擦材料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5～25％、酚醛树脂12～18％、芳纶浆粕15～25％、石墨5～10％和硫酸钡35～55％。优选地，所述造粒氧化锆的直径为5～50μm。本专利技术实施例还提供了一种所述造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用纳米氧化锆制备造粒氧化锆；(2)按重量百分比称取原料，所述原料为芳纶浆粕、造粒氧化锆、酚醛树脂、石墨和硫酸钡；(3)将所述芳纶浆粕投入高速混料机中，并混拌1分钟，然后将所述造粒氧化锆、酚醛树脂、石墨和硫酸钡同时投入所述高速混料机中，并搅拌3分钟得到均匀混合的混合料；(4)将所述混合料投入到钢模具中，在温度160～180℃和压力10MPa的条件下成型，得到成型的材料样品；(5)将上述成型的复合材料样品在160～200℃的烘箱中固化4～6h，得到摩擦材料。进一步地，所述纳米氧化锆的粒径为10～500nm。进一步地，所述步骤(4)中，成型过程中有3～6次排气过程，排气完成后在10MPa的压力下保压6～10min。与相关技术比较，本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例的造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，配方简单，在树脂基中添加造粒氧化锆的摩擦材料，可有效调控和稳定摩擦系数，扩大树脂基摩擦材料的应用范围。附图说明图1是本专利技术实施例的摩擦材料的制备方法流程示意图；图2是本专利技术实施例添加不同比例造粒氧化锆的摩擦材料的摩擦系数随温度变化示意图；图3是本专利技术实施例添加不同比例造粒氧化锆的摩擦材料的摩擦系数的抗热衰退率和恢复率示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。实施例一本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5～25％、酚醛树脂12～18％、芳纶浆粕15～25％、石墨5～10％和硫酸钡35～55％；所述造粒氧化锆的粒径为5～50μm。添加造粒氧化锆的树脂基摩擦材料，在高温条件下摩擦系数仍然可保持稳定，不易出现热衰退的现象，保证制动效能，提高安全性；增大树脂基摩擦材料的应用范围。参照附图1，本专利技术实施例还提供了一种所述造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用纳米氧化锆制备造粒氧化锆，所述纳米氧化锆的粒径为10～500nm；纳米氧化锆经造粒后，得到粒径为微米级、结构为纳米结构的造粒氧化锆；(2)按重量百分比称取原料，所述原料为芳纶浆粕、造粒氧化锆、酚醛树脂、石墨和硫酸钡；(3)将所述芳纶浆粕投入高速混料机中，并混拌1分钟，然后将所述造粒氧化锆、酚醛树脂、石墨和硫酸钡同时投入所述高速混料机中，并搅拌3分钟得到均匀混合的混合料；(4)将所述混合料投入到钢模具中，在温度160～180℃和压力10MPa的条件下成型，得到成型的材料样品；(5)将上述成型的复合材料样品在160～200℃的烘箱中固化4～6h，得到摩擦材料。优选地，所述步骤(4)中，成型过程中有3～6次排气过程，排气完成后在10MPa的压力下保压6～10min。本专利技术实施例的制备过程简单，易于操作，造粒氧化锆将纳米结构引入树脂基的摩擦材料中，为摩擦材料引入了纳米结构的优点，同时微米级粒径的氧化锆颗粒易于分散，便于混料的均匀性，也进一步提高了摩擦材料摩擦系数的稳定；可广泛应用于汽车、工程机械等需要传动和制动的领域。实施例二取0、5％、10％、20％的造粒氧化锆和相同量的酚醛树脂、芳纶浆粕、石墨和硫酸钡按实施例一的制备方法分别制备摩擦材料，所制备的摩擦材料进行摩擦系数、抗热衰退率和恢复率的测定。参照附图2、3，添加5％或10％的造粒氧化锆的树脂基摩擦材料的摩擦系数较未添加造粒氧化锆的摩擦材料摩擦系数明显较大，且较为稳定；同时造粒氧化锆的含量不宜添加过多；添加造粒氧化锆的升温后的摩擦系数回复率明显较好。实施例三本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕20％、石墨10％和硫酸钡50％。优选地，所述纳米氧化锆的直径为50nm；所述造粒氧化锆的粒径为30μm；其余同实施例一。实施例四本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆10％、酚醛树脂18％、芳纶浆粕22％、石墨10％和硫酸钡40％。优选地，所述纳米氧化锆的直径为10nm；所述造粒氧化锆的粒径为5μm；其余同实施例一。实施例五本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆15％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕25％、石墨10％和硫酸钡35％。优选地，所述纳米氧化锆的直径为500nm；所述造粒氧化锆的粒径为50μm；其余同实施例一。实施例六本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆10％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕25％、石墨10％和硫酸钡40％。优选地，所述纳米氧化锆的直径为200nm；所述造粒氧化锆的粒径为40μm；其余同实施例一。实施例七本专利技术的实施例提供了一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆10％、酚醛树脂12％、芳纶浆粕20％、石墨10％和硫酸钡48％。优选地，所述纳米氧化锆的直径为100nm；所述造粒氧化锆的粒径为20μm；其余同实施例一。实施例八分别取实施例三～七的摩擦材料以及其对应未添加造粒氧化锆的摩擦材料分别进行升温过程的摩擦系数、磨损率的测定，降温过程摩擦系数的测定，测定结果分别如下表所示。表一升温过程摩擦系数比较/格式/表二升温过程磨损率比较表三降温过程摩擦系数比较由表一和表三可看出，添加造粒氧化锆的树脂基摩擦材料升温和降温过程的摩擦系数范围是0.43～0.54，且较为稳定；而未添加造粒氧化锆的树脂基摩擦材料升温和降温过程的摩擦系数均小于添加造粒氧化锆的树脂基摩擦材料的摩擦系数；由表二可看出，两者升温过程中磨损率相近，表明本专利技术实施例的摩擦材料摩擦系数稳定，可广泛应用于传动、制动工件上。在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5～25％、酚醛树脂12～18％、芳纶浆粕15～25％、石墨5～10％和硫酸钡35～55％。

【技术特征摘要】
1.一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5～25％、酚醛树脂12～18％、芳纶浆粕15～25％、石墨5～10％和硫酸钡35～55％。2.根据权利要求1所述的一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：所述造粒氧化锆的直径为5～50μm。3.根据权利要求1所述的一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆5％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕20％、石墨10％和硫酸钡50％；所述造粒氧化锆的粒径为30μm。4.根据权利要求1所述的一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆10％、酚醛树脂18％、芳纶浆粕22％、石墨10％和硫酸钡40％；所述造粒氧化锆的粒径为5μm。5.根据权利要求1所述的一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆15％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕25％、石墨10％和硫酸钡35％；所述造粒氧化锆的粒径为50μm。6.根据权利要求1所述的一种造粒氧化锆填充的树脂基摩擦材料，其特征是：由以下重量百分比的成分组成：造粒氧化锆10％、酚醛树脂15％、芳纶浆粕25％、石墨10％和硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳洪允，吉政甲，侯书恩，骆晚玥，侯慧超，周可可，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42