一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質(zhì)量百分比為5%～95%，微米或納米級氧化鋯的質(zhì)量百分比為5%～95%。本發(fā)明還公開了該相變增韌樹脂基復(fù)合材料的制備方法以及在制備各類摩阻性和減摩性材料的應(yīng)用。本發(fā)明的相變增韌樹脂基復(fù)合材料具有特殊的相變增韌功能。在高強(qiáng)度，特別是高溫和高壓條件下，微米或納米級氧化鋯經(jīng)歷可逆型相變，增加或減少體積，從而達(dá)到一定的對外在條件作出滿足設(shè)計(jì)要求的正確反應(yīng)。這種特殊自適應(yīng)能力使得該材料在高溫高壓的工況下自動增韌，正常工況下自動增強(qiáng)。可用于制備各類摩阻性和減摩性材料?？蓮V泛應(yīng)用于汽車，航空，和工程機(jī)械等領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庖蟆?br> 【專利說明】一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，特別是涉及一種以高官能度酚醛環(huán)氧樹脂為基體，微米或納米級氧化鋯為相變增韌增強(qiáng)填料的復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]各類摩阻性和減摩性材料通屬于摩擦材料。各種摩擦材料被廣泛地用于制動和傳動領(lǐng)域，包括汽車，火車，航空和各種工程機(jī)械。隨著交通運(yùn)輸，機(jī)械工業(yè)和航空工業(yè)的發(fā)展，各種適用于高溫高負(fù)荷的特殊摩擦材料的開發(fā)和其應(yīng)用越來越受到人們的重視。歐洲通行的AMS汽車高速熱衰退試驗(yàn)要求車輛連續(xù)10次高速制動(80%的最高設(shè)計(jì)車速)。在此試驗(yàn)條件下，除了高摩擦負(fù)荷，摩擦表面瞬間溫度可達(dá)到非常高。
[0003]隨著應(yīng)用類型(摩阻性還是減摩性，制動還是傳動)和產(chǎn)品類型，摩擦材料必須要滿足以下常有的設(shè)計(jì)要求:
[0004]1.設(shè)計(jì)需求的摩擦系數(shù)；
[0005]2.適當(dāng)?shù)氖褂脡勖?br> [0006]3.足夠的力學(xué)強(qiáng)度和合適的硬度；
[0007]4.抗?jié)裥院头栏芰Γ?br> [0008]5.對摩擦對偶的保 護(hù)能力；
[0009]6.無摩擦引起的明顯振動和噪聲。
[0010]摩擦材料的開發(fā)和應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)是其工況的特殊性和可變范圍。摩擦界面的溫度，壓力，沖擊強(qiáng)度，相對速度和環(huán)境的溫度，濕度和摩擦強(qiáng)度變化范圍很大，而且在很多情況下都是不可控甚至不可預(yù)測。摩擦材料必須在這些變化很大甚至不可控和不可預(yù)測的工況條件下都能基本滿足設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行AMS汽車高速熱衰退試驗(yàn)中，要求車輛連續(xù)10次高速制動過程中，摩擦系數(shù)要始終保持在設(shè)計(jì)范圍以上(0.25)。摩損也不能太大，摩擦材料不允許出現(xiàn)過分摩損，大面積開裂，或掉塊的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于針對現(xiàn)有摩擦材料所存在的問題而提供一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料。該相變增韌樹脂基復(fù)合材料具有特殊的可逆性相變增韌增強(qiáng)功能。在高強(qiáng)度，特別是高溫和高壓的工作條件下，進(jìn)行可逆型相變，增加或減少體積，從而達(dá)到該材料對外在條件作出滿足設(shè)計(jì)要求的正確反應(yīng)。該復(fù)合材料這種特殊自適應(yīng)能力使得該材料在高溫高壓的工況下自動增韌，正常工況下自動增強(qiáng)。
[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供上述相變增韌樹脂基復(fù)合材料的制備方法。
[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三在于提供該復(fù)合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應(yīng)用。該材料或以該材料為功能性原材料制造的摩擦材料可廣泛應(yīng)用于汽車，航空，和工程機(jī)械等領(lǐng)域。
[0014]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0015]一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質(zhì)量百分比為5%~95%，微米或納米級氧化鋯的質(zhì)量百分比為5%~95% ;所述微米級氧化錯的顆粒直徑為150um到0.1um,所述納米級氧化錯的顆粒直徑為500nm到Inm0
[0016]所述相變增韌樹脂基復(fù)合材料的硬度HRS在50-120范圍內(nèi)。
[0017]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述酚醛樹脂選自高官能團(tuán)酚醛環(huán)氧樹脂、漆酚改性酚醛樹脂、部分氫化改性漆酚酚醛環(huán)氧樹脂、丁腈改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、聚苯硫醚改性酚醛樹脂或三聚氰胺改性酚醛樹脂。
[0018]上述相變增韌樹脂基復(fù)合材料的制備方法是:將酚醛樹脂和微米級或納米級氧化鋯用高速混料機(jī)攪拌均勻后，在32~45MPa、145°C~170°C下壓制3.5~10分鐘，200°C~250°C固化1.5~5小時，得到樣品并將其粉碎成平均粒徑為200目的固體顆粒。
[0019]上述相變增韌樹脂基復(fù)合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明利用氧化鋯晶體的三種晶型相變特性，隨其相變產(chǎn)生的晶體體積變化和剪切應(yīng)變化。
【權(quán)利要求】
1.一種相變增韌樹脂基復(fù)合材料，其特征在于，由酚醛樹脂和微米或納米級氧化鋯制備而成，其中酚醛樹脂的質(zhì)量百分比為5%~95%，微米或納米級氧化鋯的質(zhì)量百分比為5%~95% ;所述微米級氧化錯的顆粒直徑為150um到0.1um,所述納米級氧化錯的顆粒直徑為 500nm 到 lnm。
2.如權(quán)利要求1所述的相變增韌樹脂基復(fù)合材料，其特征在于，所述相變增韌樹脂基復(fù)合材料的硬度HRS在50-120范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的相變增韌樹脂基復(fù)合材料，其特征在于，所述酚醛樹脂選自高官能團(tuán)酚醛環(huán)氧樹脂、漆酚改性酚醛樹脂、部分氫化改性漆酚酚醛環(huán)氧樹脂、丁腈改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、聚苯硫醚改性酚醛樹脂或三聚氰胺改性酚醛樹脂。
4.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的相變增韌樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征是將酚醛樹脂和微米級或納米級氧化鋯用高速混料機(jī)攪拌均勻后，在32~45MPa、145°C~170°C下壓制3.5~10分鐘，200°C~250°C固化1.5~5小時，得到樣品并將其粉碎成平均粒徑為200目的固體顆粒。
5.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的相變增韌樹脂基復(fù)合材料在制備各類摩阻性和減摩性材料的應(yīng)用。
【文檔編號】C08L61/14GK103467909SQ201310381856
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】戴志成 申請人:蘇州保力瑞生物材料科技開發(fā)有限公司