一种高温耐磨复合材料及其制备方法与流程

文档序号:16336807发布日期:2018-12-19 06:37阅读:284来源:国知局
本发明涉及一种复合材料,具体是一种高温耐磨复合材料及其制备方法。
背景技术
耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高
技术领域
和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。目前耐磨材料主要有以下几大类:耐磨球、耐磨钢板、耐磨焊条、耐磨陶瓷、耐磨地坪、耐磨橡胶、耐磨管道、耐磨轴承、耐磨焊材、耐磨铸件等其它耐磨材料。酚醛树脂是世界上最早实现工业化的合成树脂,其主要原材料来源广,生产工艺和设备简单,并具有独特的耐热、难燃、电气绝缘特性及优良的机械性能等,因此它已被广泛地用于机械、电子电气、交通、建筑、国防等各行各业中。以酚醛树脂与改性剂制成的摩擦材料也已被广泛地应用,但是用纯酚醛树脂作胶粘剂所制备的耐磨材料,在较高温度下,其耐磨性能明显下降,虽然添加了改性剂后,耐高温性能得到了提高,但其仍不能在300-400℃的较高温下使用;同时,改性剂的配方较为复杂。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种高温耐磨复合材料及其制备方法,以解决上述
背景技术
中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高温耐磨复合材料,包括以下重量份数的原料:酚醛树脂158-225份、辣木籽油曼尼希碱季铵盐13-20份、4,6-二氯嘧啶12-18份、黄钾铁矾11-16份、芦丁磺酸钠8-15份。作为本发明进一步的方案:包括以下重量份数的原料:酚醛树脂185份、辣木籽油曼尼希碱季铵盐18份、4,6-二氯嘧啶15份、黄钾铁矾13份、芦丁磺酸钠12份。作为本发明进一步的方案:芦丁磺酸钠的制备方法为:将芦丁根部洗净后干燥粉碎成末,将愈创木薁磺酸钠与其3-5倍重量的水混合均匀得混合液,将芦丁根粉末置于混合液中浸泡10-24h后,置于搅拌机中搅拌10-20min,搅拌速度为1000-2500/min,加入芦丁根0.01-0.1倍重量的柠檬酸,搅拌10-20min后过滤,得到滤液,滤液置于70-80℃下干燥,即得。作为本发明进一步的方案:辣木籽油曼尼希碱季铵盐的制备方法为:将辣木籽油、曼尼希碱季铵盐和二异丙基氨基锂置于反应容器中,氮气保护,缓慢加入二甲基甲酰胺35-50份,置于0-15℃下搅拌反应1-2h,减压蒸馏回收二甲基甲酰胺,剩余物置于50-65℃下干燥,即得。一种高温耐磨复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐、芦丁磺酸钠和4,6-二氯嘧啶分别加入各原料2-3倍重量的60%的乙醇,混合均匀得到辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液、芦丁磺酸钠溶液和4,6-二氯嘧啶溶液;(2)将黄钾铁矾粉碎过筛400-600目后,置于700-900℃下煅烧2-5h;然后粉碎过筛200-400目;(3)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液和芦丁磺酸钠溶液混合,置于120-135℃下搅拌反应2-4h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物一;(4)将黄钾铁矾与4,6-二氯嘧啶溶液混合,置于100-110℃下搅拌反应1-3h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物二;(5)将酚醛树脂与反应物一置于140-160℃下混合搅拌10-20min后,加入反应物二,置于130-140℃下继续搅拌反应25-35min;即得。作为本发明进一步的方案:步骤(5)将酚醛树脂与反应物一置于144℃下混合搅拌13min后,加入反应物二,置于132℃下继续搅拌反应28min;即得。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的高温耐磨复合材料通过酚醛树脂、辣木籽油曼尼希碱季铵盐、4,6-二氯嘧啶、黄钾铁矾和芦丁磺酸钠复合而成,具有高温耐磨性能好的优点,可在400-500℃下使用,且具有优良的阻燃性能,制备工艺简单,原料易得,原料组分少,易于制备,具有一定的经济价值。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种高温耐磨复合材料,包括以下重量份数的原料:酚醛树脂158份、辣木籽油曼尼希碱季铵盐13份、4,6-二氯嘧啶12份、黄钾铁矾11份、芦丁磺酸钠8份。芦丁磺酸钠的制备方法为:将芦丁根部洗净后干燥粉碎成末,将愈创木薁磺酸钠与其3倍重量的水混合均匀得混合液,将芦丁根粉末置于混合液中浸泡10h后,置于搅拌机中搅拌10min,搅拌速度为1000/min,加入芦丁根0.01倍重量的柠檬酸,搅拌10min后过滤,得到滤液,滤液置于70℃下干燥,即得。辣木籽油曼尼希碱季铵盐的制备方法为:将辣木籽油、曼尼希碱季铵盐和二异丙基氨基锂置于反应容器中,氮气保护,缓慢加入二甲基甲酰胺35份,置于0℃下搅拌反应1h,减压蒸馏回收二甲基甲酰胺,剩余物置于50℃下干燥,即得。一种高温耐磨复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐、芦丁磺酸钠和4,6-二氯嘧啶分别加入各原料2倍重量的60%的乙醇,混合均匀得到辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液、芦丁磺酸钠溶液和4,6-二氯嘧啶溶液;(2)将黄钾铁矾粉碎过筛400目后,置于700℃下煅烧2h;然后粉碎过筛200目;(3)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液和芦丁磺酸钠溶液混合,置于120℃下搅拌反应2h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物一;(4)将黄钾铁矾与4,6-二氯嘧啶溶液混合,置于100℃下搅拌反应1h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物二;(5)将酚醛树脂与反应物一置于140℃下混合搅拌10min后,加入反应物二,置于130℃下继续搅拌反应25min;即得。实施例2一种高温耐磨复合材料,包括以下重量份数的原料:酚醛树脂225份、辣木籽油曼尼希碱季铵盐20份、4,6-二氯嘧啶18份、黄钾铁矾16份、芦丁磺酸钠15份。芦丁磺酸钠的制备方法为:将芦丁根部洗净后干燥粉碎成末,将愈创木薁磺酸钠与其5倍重量的水混合均匀得混合液,将芦丁根粉末置于混合液中浸泡24h后,置于搅拌机中搅拌20min,搅拌速度为2500/min,加入芦丁根0.1倍重量的柠檬酸,搅拌20min后过滤,得到滤液,滤液置于80℃下干燥,即得。辣木籽油曼尼希碱季铵盐的制备方法为:将辣木籽油、曼尼希碱季铵盐和二异丙基氨基锂置于反应容器中,氮气保护,缓慢加入二甲基甲酰胺50份,置于15℃下搅拌反应2h,减压蒸馏回收二甲基甲酰胺,剩余物置于65℃下干燥,即得。一种高温耐磨复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐、芦丁磺酸钠和4,6-二氯嘧啶分别加入各原料3倍重量的60%的乙醇,混合均匀得到辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液、芦丁磺酸钠溶液和4,6-二氯嘧啶溶液;(2)将黄钾铁矾粉碎过筛600目后,置于900℃下煅烧5h;然后粉碎过筛400目;(3)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液和芦丁磺酸钠溶液混合,置于135℃下搅拌反应4h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物一;(4)将黄钾铁矾与4,6-二氯嘧啶溶液混合,置于110℃下搅拌反应3h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物二;(5)将酚醛树脂与反应物一置于160℃下混合搅拌20min后,加入反应物二,置于140℃下继续搅拌反应35min;即得。实施例3一种高温耐磨复合材料,包括以下重量份数的原料:酚醛树脂185份、辣木籽油曼尼希碱季铵盐18份、4,6-二氯嘧啶15份、黄钾铁矾13份、芦丁磺酸钠12份。芦丁磺酸钠的制备方法为:将芦丁根部洗净后干燥粉碎成末,将愈创木薁磺酸钠与其4倍重量的水混合均匀得混合液,将芦丁根粉末置于混合液中浸泡18h后,置于搅拌机中搅拌13min,搅拌速度为1800/min,加入芦丁根0.05倍重量的柠檬酸,搅拌15min后过滤,得到滤液,滤液置于75℃下干燥,即得。辣木籽油曼尼希碱季铵盐的制备方法为:将辣木籽油、曼尼希碱季铵盐和二异丙基氨基锂置于反应容器中,氮气保护,缓慢加入二甲基甲酰胺40份,置于4℃下搅拌反应1.1h,减压蒸馏回收二甲基甲酰胺,剩余物置于55℃下干燥,即得。一种高温耐磨复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐、芦丁磺酸钠和4,6-二氯嘧啶分别加入各原料2.3倍重量的60%的乙醇,混合均匀得到辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液、芦丁磺酸钠溶液和4,6-二氯嘧啶溶液;(2)将黄钾铁矾粉碎过筛450目后,置于850℃下煅烧4h;然后粉碎过筛300目;(3)将辣木籽油曼尼希碱季铵盐溶液和芦丁磺酸钠溶液混合,置于125℃下搅拌反应2.4h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物一;(4)将黄钾铁矾与4,6-二氯嘧啶溶液混合,置于103℃下搅拌反应1.8h;减压蒸馏回收乙醇,得反应物二;(5)将酚醛树脂与反应物一置于144℃下混合搅拌13min后,加入反应物二,置于132℃下继续搅拌反应28min;即得。对比例1除原料中不含有辣木籽油曼尼希碱季铵盐外,洽谈制备工艺与实施例3一致。对比例2除原料中不含有4,6-二氯嘧啶外,洽谈制备工艺与实施例3一致。对比例3除原料中不含有辣木籽油曼尼希碱季铵盐和4,6-二氯嘧啶外,洽谈制备工艺与实施例3一致。对比例4原料与实施例3一致,制备方法为:将所有原料一同混合均匀后,置于144℃下混合搅拌13min,然后置于132℃下继续搅拌反应28min;即得。实验例对实施例1-3和对比例1-4制备的复合材料进行性能测试,结果见表1。表1项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3拉伸强度mpa17.818.721.311.112.310.6阻燃级别v-0v-1v-0v-2v-2v-2低温脆化温度℃-85-93-95-50-55-43400℃热变形%262321607175400℃磨损量mg103107101135138142上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。当前第1页12
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