【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于摩擦材料的，具体涉及一种用于碳陶制动盘的摩擦材料及其制备方法。
技术介绍
1、摩擦材料(刹车材料)是依靠其摩擦作用来执行制动和传动功能的材料，其目的旨在提高摩擦磨损性能和热稳定性。碳陶制动盘摩擦材料是一种碳纤维增强碳-碳化硅复合材料，是目前制动材料应用较广泛的材料，作为制动摩擦材料，其优势在于密度低、耐热性好、摩擦性能高且稳定，磨损量小等，克服了碳/碳制动摩擦材料湿态环境适应性差的不足，是公认的一种新型制动材料，在飞机、高速列车、汽车等高能制动、刹车领域具有广泛的应用及前景。
2、作为一种新型的摩擦制动材料，与其匹配的对偶材料的研发同样也是至关重要的。目前，已有众多人对树脂基摩擦材料进行研究，并针对铸铁、钢或铝等各类金属制动盘开发匹配的对偶材料，已达到性能可靠、广泛应用的成熟阶段。但是，由于陶瓷制动盘与金属类制动盘的制造材料是不同的，导致目前与碳陶制动盘匹配的对偶材料研究较少。然而，随着碳陶制动盘的不断推广，如何充分发挥碳陶制动盘各方面的优异特性，其对偶材料的研发也是必不可少的一步。
3、公开号为cn110628216a的中国专利公开了提供一种摩擦材料、摩擦衬片及其制备方法。一种摩擦材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下原料：陶瓷微珠2-4份、钢纤维8-12份、复合矿物纤维5-7份、双马来酰胺树脂6-10份、橡胶弹性颗粒3-7份、颗粒石墨5-9份、氟化钙5-9份、芳纶浆粕2-5份、钛酸盐片晶3-7份、轻质碳酸钙5-10份、碳化硅3-7份、煅烧氧化铝3-6份、紫铜纤维10-16份、紫铜粉6-
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于碳陶制动盘的摩擦材料及其制备方法。本专利技术通过对摩擦材料中各个原料组分进行合理的选择，制备得到树脂基与其他原料结合力良好、摩擦系数大、磨损率小且与碳陶制动盘的相匹配的摩擦材料，从而提高了摩擦副的耐磨性和性能稳定性，解决了树脂基摩擦材料与碳陶制动盘之间不匹配的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，所述摩擦材料包括以下重量份数的组成成分：硼改性树脂8-12份，碳纤维7-10份，陶瓷纤维14-18份，天然植物纤维10-15份，芳纶浆粕1-3份，石油焦5-9份，天然石墨3-5份，改性腰果壳油摩擦粉3-6份，硫化锑7-10，铬铁矿5-8份，碳化硅4-8份，硅酸锆6-10份、萤石粉2-5份和黑滑石粉2-5份。
4、优选地，所述硼改性树脂为硼改性酚醛树脂。
5、具体地，硼改性酚醛树脂的具体合成方法如下：
6、先将苯酚加入三口烧瓶中，边搅拌边升温至90℃，加入硼酸，碱性催化剂的存在的情况下，在90-100℃反应1.5-3h，得到硼酸酚酯；然后边搅拌边加入甲醛，升温至100-110℃反应2.5-4h，反应完成后停止加热并进行真空脱水，脱水时的温度控制在100-130℃，脱水时间控制在40-60min，脱水完成后，冷却出料，最后用去离子水对出料的产物进行清洗5-6次，洗掉多余的硼酸，得产物硼改性酚醛树脂。其中，苯酚与硼酸的摩尔比为1:0.2-0.4；苯酚与甲醛的摩尔比为1:1.1-1.5；碱性催化剂为氢氧化钠，其质量为苯酚质量的2.5-4％。该合成方法通过苯酚中苯环上的邻、对为氢与硼酸发生化学反应，从而将b-o键引入到酚醛树脂结构中。
7、硼改性酚醛树脂由于在酚醛树脂中引入硼元素，且形成了含硼的三向交联网结构，提高了酚醛树脂的交联密度，因而极大的提高了酚醛树脂的耐热性能。此外，硼改性酚醛树脂是通过b-o键连接苯环，而b-o键的键能(523kj/mol)远大于c-c键的键能(345kj/mol)，且硼改性酚醛树脂在高温条件下还会发生分解在其表面形成碳化硼绝热层，碳化硼绝热层能有效的保护酚醛树脂内部结构，提高酚醛树脂的耐热性能；而且，改性后的酚醛树脂中硼原子还能够与摩擦材料中其他原料成分之间形成硼酸键，从而提高摩擦材料的机械性能。
8、优选地，所述天然植物纤维为竹笋壳纤维。
9、具体地，竹笋壳纤维作为一种天然的植物纤维，来源广泛、价格低廉，环保友好，而且可以减轻摩擦材料使用带来的环境问题和资源短缺带来的不利影响。同时，竹笋壳纤维主要由纤维素和半纤维素组成的一种典型的天然植物纤维素纤维，由于纤维素分子的重复单元简单而均一，没有支链结构，使其易于向长度方向伸展，其葡萄糖环上有多个羟基，有利于形成分子内和分子间的氢键，氢键是一种分子之间的作用力，是一种无机键，可以使分子紧密结合，所以，竹笋壳纤维与酚醛树脂基等原料之间容易形成氢键，使竹笋壳纤维与树脂基等原料之间的结合更加紧密，提高了摩擦材料的耐磨性和稳定性，从而更好地使摩擦材料与碳陶制动盘之间的匹配。
10、优选地，所述改性改性腰果壳油摩擦粉为纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉，所述纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉的制备方法包括以下步骤：
11、在装有搅拌器、冷凝器的不锈钢反应釜内，加入腰果壳油、催化剂(浓硫酸和乙酸的质量比为：1：(1-8))和纳米炭黑颗粒，然后升温至220℃-280℃反应2-3h，反应结束后将物料从不锈钢反应釜倒入玻璃器皿中，加入酚醛树脂固化剂在室温下进行固化，待物料凝胶化形成固体后将固体送入粉碎机中进行粗粉碎处理，向粉碎后的物料中再加入与第一次相同质量的酚醛树脂固化剂，然后将其置入170-200℃的烘箱中进行高温固化4-6h，最后再用粉碎对高温固化后的物料进行细粉碎，得纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉；其中腰果壳油、催化剂、纳米炭黑颗粒和酚醛树脂固化剂的质量比为1：(0.08:-0.6)：(1.5-3)：(0.05-0.1)；所述催化剂为浓本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述摩擦材料包括以下重量份数的组成成分：硼改性树脂8-12份，碳纤维7-10份，陶瓷纤维14-18份，天然植物纤维10-15份，芳纶浆粕1-3份，石油焦5-9份，天然石墨3-5份，改性腰果壳油摩擦粉3-6份，硫化锑7-10，铬铁矿5-8份，碳化硅4-8份，硅酸锆6-10份、萤石粉2-5份和黑滑石粉2-5份。
2.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述硼改性树脂为硼改性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述天然植物纤维为竹笋壳纤维。
4.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述改性改性腰果壳油摩擦粉为纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉，所述纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉的制备方法具体如下：
5.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述碳纤维在使用前进行表面化处理；所述表面化处理的具体方法如下：
6.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述碳纤维的直径为
7.一种如权利要求1-6任一项所述用于碳陶制动盘的摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述用于碳陶制动盘的摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中混合的转速为2200-3200r/min，混合时间为20-30min。
9.根据权利要求6所述用于碳陶制动盘的摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中热压的温度为155-170℃，热压压力为15-45MPa，热压时间为30-80min。
10.根据权利要求6所述用于碳陶制动盘的摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中固化处理的具体方法为:先在室温下经过20-30min升温至80-100℃，在80-100℃下保温1-2h；然后经过40-60min升温至155-170℃，在155-170℃下保温2-4h；再经过40-60min升温至220-270℃，在220-270℃下保温3-5h。
...【技术特征摘要】
1.一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述摩擦材料包括以下重量份数的组成成分：硼改性树脂8-12份，碳纤维7-10份，陶瓷纤维14-18份，天然植物纤维10-15份，芳纶浆粕1-3份，石油焦5-9份，天然石墨3-5份，改性腰果壳油摩擦粉3-6份，硫化锑7-10，铬铁矿5-8份，碳化硅4-8份，硅酸锆6-10份、萤石粉2-5份和黑滑石粉2-5份。
2.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述硼改性树脂为硼改性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述天然植物纤维为竹笋壳纤维。
4.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述改性改性腰果壳油摩擦粉为纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉，所述纳米炭黑改性腰果壳油摩擦粉的制备方法具体如下：
5.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述碳纤维在使用前进行表面化处理；所述表面化处理的具体方法如下：
6.根据权利要求1所述一种用于碳陶制动盘的摩擦材料，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：田式国，金鑫，朱俊，庞伟，张振华，盛建成，
申请(专利权)人：东营宝丰汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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