CN102585768A - 一种基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法，各成分及其重量组成为：有机弹性体100份、编织纤维50-150份、增强填料0-50份，摩擦调节剂0-30份，偶联剂0.1-2份。本发明所述的摩擦材料在不同温度下具有稳定的耐磨性和力学性能的特点。适用于复合材料技术领域。

Description

一种基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种摩擦材料，尤其是涉及一种基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法。
背景技术
随着高新技术的不断发展，工程机械、设备及构件的工作条件变得日益苛刻，一般的材料没有足够的机械强度与耐磨性，在受到长时间冲击与机械摩擦作用后，会很快磨损，乃至失效。
有机树脂基摩擦材料被广泛使用在防腐和耐磨涂层，有机树脂基摩擦材料中基体是有机高分子，所以在较高的环境温度或者摩擦生热后，摩擦材料会软化、变形，材料性能也会发生较大的变化。低温下时，有机树脂会出现低温脆性，大大增加磨损量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术所存在的上述不足，提供一种在不同温度下具有稳定的耐磨性和力学性能的基于编织纤维的摩擦材料及其制备方法。其技术方案为：
一种基于编织纤维的摩擦材料，各成分及其重量组成为：有机弹性体100份、编织纤维50-150份、增强填料0-50份，摩擦调节剂0-30份，偶联剂0.1-2份。
优选地，所述有机弹性体为有机橡胶，材料制备前呈液态或者溶于溶剂。
优选地，有机弹性体有机弹性体中添加固化剂和硫化剂。聚氨酯、丁晴橡胶、硅橡胶等通过契合的固化剂进行化学交联，改性天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶和丙烯酸酯橡胶等，通过硫化剂，包括硫磺(主要硫化剂)、含硫化合物(如：一氯化硫、二氯化硫、二硫化***啉等)、硒(Se)、碲(Te)及其氯化物(为第二硫化剂)、树脂类(如：烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂等)、过氧化物(少量用于不饱和二烯烃橡胶、耐热性增强)、醌类化合物；胺类化合物、树脂类(如：2123酚醛树脂用于丁基橡胶)、金属化合物(如：ZnO，MgO等)进行化学交联。
优选地，所述编织纤维为玻璃纤维或者碳纤维或混合纤维编织的纤维布。
优选地，所述编织纤维的厚度为0.2-0.5mm。
优选地，所述增强填料包括氧化铜、氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳纳米管、氧化铬、氧化钛、氧化硅、铜金粉、钛酸钾、氧化锌、碳化硼。
优选地，所述摩擦调节剂为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
一种基于编织纤维的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)对编织纤维和无机填料用偶联剂分别进行表面处理；
(2)将液态有机弹性体和增强填料、摩擦调节剂按权利要求1所述的比例混合，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)混好的材料浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(4)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时固化或硫化；
(5)脱模，加工至所需尺寸，待用。
进一步优选，所述步骤(2)中液态有机弹性体含固化剂和硫化剂。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明的摩擦材料以编织纤维为骨架结构，具有较高的力学和温度稳定性，在低温、常温和高温下能够保持摩擦材料的力学性能；有机弹性体材料在低温下具有较好的韧性，改善摩擦材料的低温脆性，降低磨损量；增强填料和摩擦调节剂可以提高摩擦材料的耐磨性能；硅烷偶联剂改善有机/无机材料间的相容性。该摩擦材料具在高温、常温、低温下都能够保持稳定的力学性能和耐磨性能，具有较好的耐磨性能和优良的耐候性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的方法作进一步详细地说明。
一种基于编织纤维的摩擦材料组成：
Figure BSA00000652609900021
所述的编织纤维为玻璃纤维或者碳纤维或混合纤维编织的纤维布，一般为0.2-0.5mm厚，可以根据需求叠层增加厚度。所述的有机弹性体主要是指有机橡胶，材料制备前呈液态或者溶于溶剂，必要的时候添加固化剂和硫化剂，成型后能够在一定的低温下保持弹性，在一定的高温下保持性能的稳定性，具体橡胶种类的选择可以根据性能的要求和成本的考虑进行选择。所述的增强填料包括氧化铜、氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳纳米管、氧化铬、氧化钛、氧化硅、铜金粉、钛酸钾、氧化锌、碳化硼等中的一种或者几种。所述摩擦调节剂包括聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼中一种或者2种。所述的偶联剂主要是指硅烷偶联剂。
上述基于编织纤维的摩擦材料制备方法，包括下列步骤：
(1)对编织纤维和无机填料用偶联剂分别进行表面处理；
(2)将液态有机弹性体(含固化剂和硫化剂)和增强填料、摩擦调节剂等原料按质量比例混合，搅拌均匀；
(3)将上述混好的材料浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(4)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时固化或硫化；
(5)脱模，加工至所需尺寸，待用。
总的来说，本发明的摩擦材料具有在不同温度下稳定的力学性能和耐磨性能等特点。
实施例1：一种基于编织纤维的摩擦材料，其组成为：聚氨酯(含固化剂)100份，编织玻璃纤维布50份，硅烷偶联剂KH-5500.1份。
利用上述配比制作摩擦材料，包括以下步骤：
(1)将编织纤维布用偶联剂处理，干燥；
(2)将聚氨酯浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(3)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时；
(4)脱模，加工至所需尺寸，待用。
实施例2：一种基于编织纤维的摩擦材料，其组成为：聚氨酯(含固化剂)100份，编织玻璃纤维布150份，增强填料氧化铝50份，摩擦调节剂二硫化钼30份，硅烷偶联剂KH-5502份。
利用上述配比制作摩擦材料，包括以下步骤：
(1)将编织玻璃纤维布用偶联剂(1份)处理，干燥；
(2)将氧化铝和二硫化钼用偶联剂(1份)处理，干燥；
(3)将液态聚氨酯(含固化剂)和增强填料、摩擦调节剂等原料按质量比例混合，搅拌均匀；
(2).将上述混合液浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(4)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时；
(5)脱模，加工至所需尺寸，待用。
实施例3：一种基于编织纤维的摩擦材料，其组成为：聚氨酯(含固化剂)100份，编织玻璃纤维布100份，增强填料氧化铝30份，摩擦调节剂二硫化钼15份，硅烷偶联剂KH-5500.3份。
利用上述配比制作摩擦材料，包括以下步骤：
(1)将编织玻璃纤维布用偶联剂(0.2份)处理，干燥；
(2)将氧化铝和二硫化钼用偶联剂(0.1份)处理，干燥；
(3)将液态聚氨酯(含固化剂)和增强填料、摩擦调节剂等原料按质量比例混合，搅拌均匀；
(2)将上述混合液浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(4)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时；
(5)脱模，加工至所需尺寸，待用。
以上实施例中的数据详见表1
Figure BSA00000652609900041
表1
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，各成分及其重量组成为：有机弹性体100份、编织纤维50-150份、增强填料0-50份，摩擦调节剂0-30份，偶联剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述有机弹性体为有机橡胶，材料制备前呈液态或者溶于溶剂。
3.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述有机弹性体有机弹性体中添加固化剂和硫化剂。
4.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述编织纤维为玻璃纤维或者碳纤维或混合纤维编织的纤维布。
5.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述编织纤维的厚度为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述增强填料包括氧化铜、氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳纳米管、氧化铬、氧化钛、氧化硅、铜金粉、钛酸钾、氧化锌、碳化硼。
7.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述摩擦调节剂为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼。
8.根据权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
9.一种权利要求1所述的基于编织纤维的摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对编织纤维和无机填料用偶联剂分别进行表面处理；
(2)将液态有机弹性体和增强填料、摩擦调节剂按权利要求1所述的比例混合，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)混好的材料浇铸在编织纤维上，抽真空除去气泡；
(4)室温下陈化2小时，然后在120℃下保温4小时固化或硫化；
(5)脱模，加工至所需尺寸，待用。
10.根据权利要求9所述的基于编织纤维的摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中液态有机弹性体含固化剂和硫化剂。
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