一种风力发电用摩阻材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种风力发电用摩阻材料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和可商业化发展前景的发 电方式。因为其无污染，可再生，被誉为"干净的能源"，是未来世界重点发展的产业之一， 目前发电成本与常规发电方式接近。我国已经探明的风能储量约为3226GW，其中可利用风 能约为253GW，已建立了多座风力发电厂。但因风力发电机的设备昂贵，工作环境恶劣，现 场不便对一些关键零件进行拆卸维修，以及设计上要求使用寿命长等工作特点。由于风力 发电机叶轮的转动惯量要远远大于发电机的转动惯量，"发电机"上有制动器是解决不了问 题的，所以制动装置是安装在叶轮上，而不是发电机上。叶轮的装置一旦安装上后，只要有 "风"，就会转动，若超过切出风速的时候，就要停转或减速，否则就会飞车的。但如何"停转 或减速"是个必须要解决的问题，因此针对叶轮的刹车片应运而生。叶轮的转度不快（600 千瓦的风机通常为27转/分）因此在减速或停转时温度不会剧烈升高，为此聚醚醚酮在此 工况下能满足的作为风机摩阻材料粘接剂的基体要求，而当前我国风机上摩阻材料大多数 依赖进口。
[0003] 摩阻材料是主要用于运动机械和装备中，起制动、传动、转向、减速、驻车等作用， 任何做相对运动的机械设备及各种车辆都必须安装制动或传动装置。作为制动或传动装置 上的关键性部件，摩阻材料主要是利用自身良好的摩擦学性能，以摩擦的方式将制动时的 动能转变为以热能为主的能量，从而达到制动的效果，它最主要的功能是通过摩擦来吸收 和传递动力。如刹车片吸收动能和离合器片传递动力等，能保证运动部件安全可靠地工作。
[0004] 目前，材料成分设计仍然是摩阻材料的主要研究方向，在实验研究中采用的方法 是多种多样的，其目的也是以增强新型摩阻材料的各项性能为目的。随着科学技术的快速 发展，新材料的研制，必然促进摩阻材料在工艺及配方研究上有多种选择，从而研制出能适 应和满足不同工况的摩阻材料。在摩阻材料组成成分方面，单一纤维作为增强材料有些缺 点，比如：碳纤维各项性能好，但成本较高，限制了推广；玻璃纤维由于表面光滑，不能很好 的与基体粘结剂浸润，从而两者的结合效果不理想；钢纤维易生锈失效等问题。目前，混杂 纤维增强已成为研究者的首选了，譬如半金属摩阻材料中使用玻璃纤维与钢纤维、碳纤维 与铜纤维以及钢纤维与碳纤维等混杂，利用不同纤维的优点，能同时满足各项性能，研制出 性价比高的摩阻材料。因此，混杂纤维增强摩阻材料仍是今研究方向之一。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种风力发电用摩阻材料的制备方 法，所得摩阻材料具有优异的力学性能和耐磨损性能。
[0006] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮10~20份、碳纤维3~9份和铜纤维2~8份的 混合物分散于140~180份无水乙醇中，再加入氧化镁1~5份、氧化硅3~7份、卵磷脂 2~8份、碳酸氢钠1~6份、甲醛次硫酸钠3~6份、丁基橡胶2~5份、乙烯/醋酸乙烯 酯的共聚物1~6份，加热搅拌混合；
[0008] 步骤2,将步骤1所得混合物料进行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0009] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0010] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中加热温度为50~70°C，搅拌速度为300~ 500rpm〇
[0011] 作为上述发明的进一步改进，步骤1中在无水乙醇中还需要加入丙烯酰胺1~4 份。
[0012] 作为上述发明的进一步改进，步骤3中模压成型的压制温度为200~260°C，压力 为 30 ~50MPa。
[0013] 作为上述发明的进一步改进，步骤3中热处理温度为240~280°C，保温时间为 6~8h〇
[0014] 作为上述发明的进一步改进，步骤2中在混合物料中还需要加入玻璃纤维0. 5~ 1.6 份。
[0015] 作为上述发明的进一步改进，步骤2中在混合物料中还需要加入过硫酸铵0. 1~ 0.6 份。
[0016] 本发明提供的摩阻材料通过引入纤维对聚醚醚酮进行增强改性，具有优异的力学 性能和耐磨损性能。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1
[0018] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮10份、碳纤维3份和铜纤维2份的混合物分散于 140份无水乙醇中，再加入氧化镁1份、氧化硅3份、卵磷脂2份、碳酸氢钠1份、甲醛次硫酸 钠3份、丁基橡胶2份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物1份，加热搅拌混合；
[0020] 步骤2,将步骤1所得混合物料进行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0021] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0022] 步骤1中加热温度为50°C，搅拌速度为300rpm，在无水乙醇中还需要加入丙稀酰 胺1份。
[0023] 步骤3中模压成型的压制温度为200°C，压力为50MPa;热处理温度为240°C，保温 时间为8h。
[0024] 实施例2
[0025] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮17份、碳纤维5份和铜纤维5份的混合物分散于 160份无水乙醇中，再加入氧化镁2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氢钠5份、甲醛次硫酸 钠4份、丁基橡胶3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加热搅拌混合；
[0027] 步骤2,将步骤1所得混合物料进行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0028] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0029] 步骤1中加热温度为60°C，搅拌速度为400rpm，在无水乙醇中还需要加入丙稀酰 胺3份。
[0030] 步骤3中模压成型的压制温度为245°C，压力为35MPa;热处理温度为270°C，保温 时间为7h。
[0031] 实施例3
[0032] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮20份、碳纤维9份和铜纤维8份的混合物分散于 180份无水乙醇中，再加入氧化镁5份、氧化硅7份、卵磷脂8份、碳酸氢钠6份、甲醛次硫酸 钠6份、丁基橡胶5份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物6份，加热搅拌混合；
[0034] 步骤2,将步骤1所得混合物料进行球磨后，干燥，得到干燥物；
[0035] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0036] 步骤1中加热温度为70°C，搅拌速度为300rpm，在无水乙醇中还需要加入丙稀酰 胺4份。
[0037] 步骤3中模压成型的压制温度为260°C，压力为30MPa;热处理温度为280°C，保温 时间为6h。
[0038] 实施例4
[0039] 本实施例与实施例2的区别在于：步骤2中在混合物料中还需要加入玻璃纤维 0? 5 ~1. 6 份。
[0040] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0041] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮17份、碳纤维5份和铜纤维5份的混合物分散于 160份无水乙醇中，再加入氧化镁2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氢钠5份、甲醛次硫酸 钠4份、丁基橡胶3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加热搅拌混合；
[0042] 步骤2,在步骤1所得混合物料中加入玻璃纤维0.5份，然后进行球磨，干燥，得到 干燥物；
[0043] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0044] 步骤1中加热温度为60°C，搅拌速度为400rpm，在无水乙醇中还需要加入丙稀酰 胺3份。
[0045] 步骤3中模压成型的压制温度为245°C，压力为35MPa;热处理温度为270°C，保温 时间为7h。
[0046] 实施例5
[0047] 本实施例与实施例4的区别在于：步骤2中在混合物料中还需要加入过硫酸铵 0? 1 ~0? 6 份。
[0048] -种风力发电用摩阻材料的制备方法，包括以下步骤：
[0049] 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮17份、碳纤维5份和铜纤维5份的混合物分散于 160份无水乙醇中，再加入氧化镁2份、氧化硅6份、卵磷脂7份、碳酸氢钠5份、甲醛次硫酸 钠4份、丁基橡胶3份、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物5份，加热搅拌混合；
[0050] 步骤2,在步骤1所得混合物料中加入玻璃纤维0.5份、过硫酸铵0.5份，然后进行 球磨，干燥，得到干燥物；
[0051] 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。
[0052] 步骤1中加热温度为60°C，搅拌速度为400rpm，在无水乙醇中还需要加入丙稀酰 胺3份。
[0053] 步骤3中模压成型的压制温度为245°C，压力为35MPa;热处理温度为270°C，保温 时间为7h。
[0054] 将实施例1至5所得样品进行性能测试，结果如下：
[0055]
[0056] 由上表可知，本发明制备得到的摩阻材料具有良好的力学性能和耐磨损性能。另 外，通过引入玻璃纤维可以增加纤维对各组份之间的粘附力，使摩阻材料的摩擦系数提高， 加入过硫酸铵的目的是提高玻璃纤维与混合物料的相容性，使其进一步地提高摩擦系数。
【主权项】
1. 一种风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1，以重量份计，将聚醚醚酮10~20份、碳纤维3~9份和铜纤维2~8份的混合 物分散于140~180份无水乙醇中，再加入氧化镁1~5份、氧化硅3~7份、卵磷脂2~ 8份、碳酸氢钠1~6份、甲醛次硫酸钠3~6份、丁基橡胶2~5份、乙烯/醋酸乙烯酯的 共聚物1~6份，加热搅拌混合； 步骤2,将步骤1所得混合物料进行球磨、干燥，得到干燥物； 步骤3,将步骤2所得干燥物进行模压、热处理后，即得。2. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤1中加 热温度为50~70°C，搅拌速度为300~500rpm。3. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤1中在 无水乙醇中还需要加入丙烯酰胺1~4份。4. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤3中模 压成型的压制温度为200~260°C，压力为30~50MPa。5. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤3中热 处理温度为240~280°C，保温时间为6~8h。6. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤2中在 混合物料中还需要加入玻璃纤维〇. 5~1. 6份。7. 根据权利要求1所述的风力发电用摩阻材料的制备方法，其特征在于：步骤2中在 混合物料中还需要加入过硫酸铵〇. 1~〇. 6份。
【专利摘要】本发明公开了一种风力发电用摩阻材料的制备方法，先将聚醚醚酮、碳纤维和铜纤维的混合物分散于无水乙醇中，再加入氧化镁、氧化硅、卵磷脂、碳酸氢钠、甲醛次硫酸钠、丁基橡胶、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，加热搅拌混合，然后将所得混合物料进行球磨，干燥，最后将所得干燥物进行模压、热处理后，即得。本发明提供的摩阻材料通过引入纤维对聚醚醚酮进行增强改性，具有优异的力学性能和耐磨损性能。
【IPC分类】C08K7/06, C08K3/26, C08K13/04, C08L23/22, C08K5/521, C08L61/16, C08L23/08, C08K3/36, C08K3/22
【公开号】CN105038117
【申请号】CN201510472637
【发明人】陈平, 顾建强
【申请人】苏州赛斯德工程设备有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月5日