一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法。由含氟含砜聚酰亚胺作为基体，改性剑麻纤维素微晶作为增强纤维，纳米碳化硅作为无机填料，石墨作为摩擦性能调节剂。将各组分按一定比例通过球磨机械共混后，热模压成型，再降温脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。本发明专利技术方法操作简单，且制得的含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料具有高热稳定性和高耐磨性，有望在高温、高低压、高速及潮湿等极端环境下得到潜在应用。

A preparation method of polyimide based friction material containing fluorine and sulfone

【技术实现步骤摘要】
一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法
本专利技术涉及一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法，属于聚合物基摩擦材料及制备方法领域。
技术介绍
聚合物基摩擦材料因其结构的可设计性、质轻、良好的加工工艺、制动噪音低及价格低廉等优点已成为当前摩擦材料的主流产品，广泛应用于交通运输工具、电子电器和工程机械设备等领域。聚合物基摩擦材料通常由基体树脂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等组成。其中基体树脂是聚合物基摩擦材料最关键组分，其作用是将各组分粘结在一起，得到分布均匀、致密的摩擦材料，为整个摩擦材料提供机械性能与摩擦性能基底，是材料中载荷的传递媒介。在摩擦制动下，材料表面急剧升温，基体树脂表面“热积聚”现象严重（基体树脂的导热系数仅为钢的1/300,铜的1/500~l/800）：一方面导致其摩擦系数降低，磨损率显著增大的“热衰退”现象；另一方面由于基体树脂在摩擦材料组分中对热最敏感，制动时产生的高剪切力可能导致大分子链断裂，致使基体树脂发生不同程度的热裂解，从而影响摩擦材料的产品功效、工作效率及使用寿命等。因此，基体树脂的热稳定性、耐磨性是制备高性能聚合物基摩擦材料的关键，同时在保证摩擦材料力学性能的前提下，尽量提高材料的导热系数、维持其摩擦性能稳定性、降低其磨损率。聚酰亚胺是20世纪50年代发展起来的一类高耐热聚合物基体材料，其优异的物理力学性能、耐高温、减摩自润滑耐磨等特性在摩擦材料领域倍受青睐。然而目前聚酰亚胺基摩擦材料基体树脂一般为普通的商品化树脂，在工作温度、湿度较高时，摩擦制动作用将导致水与聚合物链中的酰亚胺基形成氢键，从而降低材料的耐热及耐磨性能。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法。具体步骤为：（1）按以下重量百分比称取原料：50%~70%含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、15%~30%改性剑麻纤维素微晶、3%~10%纳米碳化硅和10%~20%石墨，上述原料重量百分比之和为100%。（2）将步骤（1）称取的含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅和石墨混合均匀，然后通过球磨机机械共混后，热模压成型，模压温度300~360℃、压力8~15MPa，保温保压0.5~2h，降温至180~220℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。所述含氟含砜聚酰亚胺模塑粉的粒径为40~80μm，含氟含砜聚酰亚胺的结构为下列中的一种：和。其中Ar为下列13种芳香结构中的一种：。所述改性剑麻纤维素微晶为通过碳化硅纳米晶须表面修饰的剑麻纤维素微晶，其长度为50~150μm；直径为10μm。所述纳米碳化硅粒径为30~60nm。所述石墨粒径为50~70μm。本专利技术的优点：选用新型含氟含砜聚酰亚胺作为基体树脂，其中氟原子高电负性、低表面能、低摩尔极化度等特性，赋予基体树脂优异的热稳定性、低吸湿率、高耐磨性，同时聚合物链中强极性基团砜基与邻位苯环形成稳固、刚硬的一体化共轭结构，赋予基体树脂在摩擦过程中吸收大量热能而不致于主链断裂，提高热稳定性，增强粘结力，降低磨损率等；以改性剑麻纤维素微晶SFMC-SiC作为微纤承载，通过SFMC-SiC/SiC协同复合作用，提升了导热填料在树脂基体中均匀分散和降低导热填料和树脂基体的界面热阻，促进了导热网络在基体树脂中的形成，实现了复合材料高导热性能化。该材料具有高热稳定性、高耐磨性及良好的导热性能。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。下列实施例中所选用的含氟含砜聚酰亚胺模塑粉的粒径为40~80μm；改性剑麻纤维素微晶的长度为50~150μm，直径为10μm；纳米碳化硅粒径为30~60nm；石墨粒径为50~70μm。实施例1：一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料，按重量百分比计算，各组分的含量如下：含氟含砜聚酰亚胺模塑粉：60%；改性剑麻纤维素微晶：20%；纳米碳化硅：5%；石墨：15%。（1）将成比例的聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅、石墨混合均匀。（2）将步骤（1）中混合均匀的各组分通过球磨机械共混后，热模压成型，模压温度340℃、压力12MPa，保温保压1h，降温至200℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。实施例2：一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料，按重量百分比计算，各组分的含量如下：含氟含砜聚酰亚胺模塑粉：60%；改性剑麻纤维素微晶：25%；纳米碳化硅：5%；石墨：10%。（1）将成比例的聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅、石墨混合均匀。（2）将步骤（1）中混合均匀的各组分通过球磨机械共混后，热模压成型，模压温度340℃、压力12MPa，保温保压1h，降温至200℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。实施例3：一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料，按重量百分比计算，各组分的含量如下：含氟含砜聚酰亚胺模塑粉：50%；改性剑麻纤维素微晶：30%；纳米碳化硅：5%；石墨：15%。（1）将成比例的聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅、石墨混合均匀。（2）将步骤（1）中混合均匀的各组分通过球磨机械共混后，热模压成型，模压温度340℃、压力12MPa，保温保压1h，降温至200℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。实施例4：一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料，按重量百分比计算，各组分的含量如下：含氟含砜聚酰亚胺模塑粉：50%；改性剑麻纤维素微晶：25%；纳米碳化硅：5%；石墨：20%。（1）将成比例的聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅、石墨混合均匀。（2）将步骤（1）中混合均匀的各组分通过球磨机械共混后，热模压成型，模压温度340℃、压力12MPa，保温保压1h，降温至200℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：/n（1）按以下重量百分比称取原料：50%~70%含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、15%~30%改性剑麻纤维素微晶、3%~10%纳米碳化硅和10%~20%石墨，上述原料重量百分比之和为100%；/n（2）将步骤（1）称取的含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅和石墨混合均匀，然后通过球磨机机械共混后，热模压成型，模压温度300~360 ℃、压力8~15MPa，保温保压0.5~2 h，降温至180~220 ℃脱模，即制得含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料；/n所述含氟含砜聚酰亚胺模塑粉的粒径为40~80 μm，含氟含砜聚酰亚胺的结构为下列中的一种：/n

【技术特征摘要】
1.一种含氟含砜聚酰亚胺基摩擦材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）按以下重量百分比称取原料：50%~70%含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、15%~30%改性剑麻纤维素微晶、3%~10%纳米碳化硅和10%~20%石墨，上述原料重量百分比之和为100%；
（2）将步骤（1）称取的含氟含砜聚酰亚胺模塑粉、改性剑麻纤维素微晶、纳米碳化硅和石墨混合均匀，然后通过球磨机机械共混后，热模压成型，模压温度300~360℃、压力8~15MPa，保温保压0.5~2h，降温...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝华，牛红超，李华，刘婵娟，韦春，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45