一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法，属于材料技术领域，尤其是属于碳素材料技术领域。本发明采用多孔活性炭和石墨粉为原料，其中石墨粉要求将其碾磨成粒度极细粉末。将原料倒入混捏锅中预热一段时间以后向其中加入中温沥青或液体沥青作为粘结剂，在60~90℃下混捏一段时间后导入模具中成型，送入石墨化炉进行石墨化处理，制得新型碳碳复合材料。这种新型复合材料在一定压力条件下压缩后可回弹，反弹率随压力大小而变化。由于其内部存在大量空隙，可用于制作摩擦材料，使其具备弹性，提升了可压缩性，减少损耗和噪音，从而达到更好的制动感。
【专利说明】
一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法，属于材料技术领域，尤其是属于碳素材料技术领域。
【背景技术】
[0002]随着汽车和高铁行业的飞速发展，人们对车辆的运行速度、安全性、舒适度等方面提出了越来越高的需求。摩擦材料作为汽车制动时的关键零部件，制动噪音是用户抱怨最多的问题之一，解决噪音有很多办法，如对摩擦片倒角、钢背上加消音片和防震片等，但随着摩擦材料在使用中的磨损和消耗，倒角和消音片都会因磨损而失去降低噪音的作用。目前，世界各国已相继研发出多种摩擦材料配方及新型原材料，但因技术保护、专利保护限制等诸多原因，有很多技术我们国内还处于空白状态。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法，是选用多孔活性炭和石墨粉为原料，添加粘结剂后在混捏锅中混捏，然后碾压及压球，进行石墨化处理，最后破碎筛分得到。
[0004]本发明包括如下步骤:
1)选取原料:选用多孔活性炭、石墨粉为原料；
2)混捏:称取粉料加入混捏锅中预热，温度控制在60?90°C;经过一段时间后，加入粘结剂湿混30?50分钟，出锅；
3)压型:经过混捏后的糊料导入压型模具中，压制成致密球体；
4)石墨化:将压制好的球料送入石墨化炉，在2800?2900V的条件下进行石墨化处理；
5)破碎、筛分:石墨化处理后的球料进行破碎，用筛网筛分。
[0005]进一步，步骤I)中石墨粉的粒度分布为5?1um;活性炭与石墨粉的比例可以根据反弹率要求进行适当调节。
[0006]进一步，步骤2)中粘结剂为中温沥青或液体沥青，加入量为总重量的30%左右;粉料干混时间为10?20min，温度控制在60?90°C ；加入沥青后湿混时间为30?50min ；
进一步，步骤3)中所述压型模具可以是任何成型设备。
[0007]进一步，步骤4)中石墨化处理温度为2800?2900 °C。
[0008]本发明的原理是利用活性炭与小粒度石墨粉为骨架材料，选用中温沥青或液体沥青作为粘结剂，将混合料经过充分混捏后压制成球体，进行石墨化处理。在石墨化过程中，粘结剂中的有机成分全部挥发，形成大量微孔。沥青碳化为沥青焦，沥青焦中的碳原子与活性炭和石墨的碳原子依靠共价键紧密连接在一起。这种结构的碳碳复合材料具备石墨的润滑效果，且具备丰富的孔结构，在一定压力条件下压缩后可回弹，反弹率随压力大小而变化，可用于制作摩擦材料，提升了可压缩性，减少损耗和噪音，从而达到更好的制动感。
[0009]具体制备工艺技术如下: 1)原料选取:选用多孔活性炭、石墨粉为原料，其中，石墨粉粒度控制在5?1um;
2)混捏:称取粉料加入混捏锅中预热、搅拌20min，温度控制在60?90°C;经过一段时间后，加入粘结剂湿混30?50min，出锅；
3)压型:经过混捏后的糊料导入压型模具中，压制成致密结构体；
4)石墨化:将压制好的球料送入石墨化炉进行石墨化处理，石墨化处理温度为2800?2900 °C；
5)破碎、筛分:石墨化处理后的球料进行破碎，用筛网筛分。
[0010]以上是本发明提供的一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法。本文中举例说明了这种碳碳复合材料的具体制备工艺技术，将有助于更好的理解本发明的方法及其原理。当然，在不脱离本发明原理的前提下，还可以通过调整原料粒度大小、混捏时间、石墨化温度等工艺参数进行改进，但是这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于制作摩擦材料的新型碳碳复合材料及其制备方法，包括如下步骤: 选取原料:选用多孔活性炭、石墨粉为原料； 混捏:称取粉料加入混捏锅中预热，温度控制在60?90°C;经过一段时间后，加入粘结剂湿混30?50分钟，出锅； 压型:经过混捏后的糊料导入压型模具中，压制成致密球状； 石墨化:将压制好的球料送入石墨化炉进行石墨化处理； 破碎、筛分:石墨化处理后的球料进行破碎，用筛网筛分。2.根据权利要求1，步骤I)中石墨粉的粒度分布为5?1um;活性炭与石墨粉的比例可以根据反弹率要求进行适当调节。3.根据权利要求1，步骤2)中粘结剂为中温沥青或是液体沥青，加入量约为总重量的30%；粉料干混时间为10?20min，温度控制在60?90°C ；加入沥青后湿混时间为30?50min。4.根据权利要求1，步骤3)中所述压型模具可以是任何成型设备； 根据权利要求1，步骤4)中石墨化处理温度为2800?2900°C。
【文档编号】C04B35/634GK106083047SQ201610419024
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610419024.X, CN 106083047 A, CN 106083047A, CN 201610419024, CN-A-106083047, CN106083047 A, CN106083047A, CN201610419024, CN201610419024.X
【发明人】臧文平, 王雷, 赵旭, 丁雪松
【申请人】天津锦美碳材科技发展有限公司