球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种采用球形氧化硅填充的摩擦材料的制备方法，属于复合材料制备 和应用领域。
【背景技术】
[0002] 树脂基摩擦材料的组分大致可分四个部分，即粘接剂、增强材料、填料和摩擦调节 剂，并分别由纤维、矿物填料、润滑材料和增摩材料构成。由于要起到传动和制动作用，所以 与其它摩擦应用不同的是，制动材料要求相对较高的摩擦系数。因此，一些具有磨削性质的 材料如Si02、Al203、ZrSi04、Mg0等被加入以提升摩擦材料的摩擦系数，这类材料在提高制动 力和制动力的稳定性方面均取得了良好的应用。然而，对于这类材料的应用都是其自然的 无规则形态。然而却几乎没有针对采用球形颗粒作为增磨材料的研宄和应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供了一种球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，该方 法制备的复合摩擦材料具有高摩擦系数和低磨损率。
[0004] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是：球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制 备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0005] 1)球形氧化硅的选取：采用普通的氧化硅，直径为5-20ym，球形化率多99%、非 晶率彡99%、Si02> 99% (质量）含量；
[0006] 2)球形氧化硅的表面改性：
[0007] 按球形氧化硅、表面活性剂、无水乙醇的质量比为100 :0. 5-4 :200-300,选取球形 氧化硅、表面活性剂、无水乙醇；将表面活性剂（KH550、KH570、铝酸酯偶联剂）在无水乙醇 中醇解，之后加入球形氧化硅（球形石英粉），于常温下搅拌30分钟，过滤并于110-130°C 下烘干2小时，得到表面改性的球形氧化硅（表面活性剂改性的球形二氧化硅粉）；
[0008] 3)球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备：
[0009] 按各原料所占质量百分数如下：酚醛树脂10-20%、陶瓷纤维30-45 %、石墨 8-29%、表面改性的球形氧化硅16-45% ;选取酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形 氧化硅；
[0010] 将酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料机中混拌5分 钟，得到混合料，混合料投入到钢模具中在160~180°C和8-12MPa的压力下成型固化 5-15min，之后在后固化炉中在180-200°C下固化4-6h，得到球形氧化硅填充的复合摩擦材 料。
[0011] 通过在摩擦材料中使用表面改性的球形氧化硅，相对于普通无规则氧化硅，摩擦 材料在保持较高摩擦系数的同时，材料磨损率得以降低。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要由球形氧化硅填充摩擦材料， 材料配方简单可控，工艺简便，在摩擦材料保持较高摩擦系数的同时，大大降低了摩擦材料 的磨损率。该方法制备的摩擦材料可广泛用于汽车、工程机械等需要传动和制动的领域，如 高档轿车的刹车片。所需设备简单，适合于工业化生产。
【具体实施方式】
[0013] 为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0014] 实施例1
[0015] 球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016] 1)选取球形氧化娃：采用普通的氧化娃（为商业化原材料），直径为5-20ym，球 形化率彡99%、非晶率彡99%、Si02>99% (质量）含量。球形氧化硅的制备方法参见参 考文献，具备球体形态直径为5-20ym(可以选择中径5、10、15、20ym的球形氧化硅）。
[0017] 2)球形氧化硅的表面改性：
[0018] 球形氧化硅经[H2N(CH2)3Si(0C2H5) 3] (KH-550)表面处理后得到表面改性的球形氧 化硅，改性方法为将lg的KH-550在200g无水乙醇中醇解，之后加入100g球形氧化硅（球 形石英粉），于常温下搅拌30分钟，过滤并于110-130°C下烘干2小时，得到表面改性的球 形氧化硅（KH-550改性球形二氧化硅粉）；
[0019] 3)球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备：
[0020] 按质量如下：酚醛树脂12g、陶瓷纤维40g、石墨20g、表面改性的球形氧化硅28g; 选取酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形氧化硅；
[0021] 将酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料机中混拌5分 钟，得到混合料，混合料投入到钢模具中在160~180°C和lOMPa的压力下成型固化lOmin， 之后在后固化炉中在180°C下固化4h，得到球形氧化硅填充的复合摩擦材料。
[0022] 参考例与实施例1相同，差异仅在于采用普通氧化硅代替表面改性的球形氧化 硅，按摩擦材料制备方法制备试样。经检测，参考例的磨损远高于实施例。
【主权项】
1. 球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 选取球形氧化硅； 2) 球形氧化硅的表面改性： 按球形氧化硅、表面活性剂、无水乙醇的质量比为100 :〇. 5-4 :200-300,选取球形氧化 硅、表面活性剂、无水乙醇；将表面活性剂在无水乙醇中醇解，之后加入球形氧化硅，于常温 下搅拌30分钟，过滤并于110-130°C下烘干2小时，得到表面改性的球形氧化硅； 3) 球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备： 按各原料所占质量百分数如下：酚醛树脂10-20%、陶瓷纤维30-45%、石墨8-29%、表面 改性的球形氧化硅16-45% ;选取酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形氧化硅； 将酚醛树脂、陶瓷纤维、石墨和表面改性的球形氧化硅在高速混料机中混拌5分钟，得 到混合料，混合料投入到钢模具中在160~180°C和8-12MPa的压力下成型固化5-15min，之 后在后固化炉中在180_200°C下固化4-6h，得到球形氧化硅填充的复合摩擦材料。
2. 根据权利要求1所述的球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于， 步骤1)中：球形氧化硅采用普通的氧化硅，直径为5-20mm，球形化率彡99%、非晶率彡99%、 SiO2质量含量多99%。
3. 根据权利要求1所述的球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于， 表面活性剂为表面活性剂KH550、表面活性剂KH570或铝酸酯偶联剂。
【专利摘要】本发明涉及一种采用球形氧化硅填充的摩擦材料的制备方法。球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1）选取球形氧化硅； 2）球形氧化硅的表面改性，将表面活性剂在无水乙醇中醇解，之后加入球形氧化硅，于常温下搅拌30分钟，过滤并于110-130℃下烘干2小时，得到表面改性的球形氧化硅；3）球形氧化硅填充的复合摩擦材料的制备，按各原料所占质量百分数如下：酚醛树脂10-20%、陶瓷纤维30-45%、石墨8-29%、表面改性的球形氧化硅16-45%；混拌，得到混合料，成型固化，得到球形氧化硅填充的复合摩擦材料。该方法制备的复合摩擦材料具有高摩擦系数和低磨损率。
【IPC分类】C08K3-34, C08K7-04, C08K9-06, C09K3-14, C08L61-06, C08K3-04
【公开号】CN104817819
【申请号】CN201510196555
【发明人】靳洪允, 吉政甲, 侯书恩, 吴耀庆
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月23日