一種制備鉬改性酚醛樹脂及由該樹脂制備摩擦材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于酚醛樹脂及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種制備鑰改性酚醛樹脂的方法，以及由該鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦材料是一種復(fù)合材料，主要由樹脂基體、摩擦性能調(diào)節(jié)劑、纖維增強(qiáng)材料和填料等多種組分混合、熱壓成型而制成。一般應(yīng)具有良好的摩擦系數(shù)、耐磨損性能和耐熱性能等特點(diǎn)，是各種交通運(yùn)輸工具和機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)和傳動(dòng)部件的關(guān)鍵材料。
[0003]樹脂基體是摩擦材料的一個(gè)重要組分，其性能直接影響摩擦材料的耐磨損性能、柔韌性和熱穩(wěn)定性等。由于酚醛樹脂耐熱性能和機(jī)械性能較好、原料便宜易得、生產(chǎn)工藝和設(shè)備較為簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，其一直是生產(chǎn)摩擦材料的最基本的樹脂成分。
[0004]在摩擦材料的多種組分中，樹脂基體為有機(jī)材料，其它一般為無(wú)機(jī)材料，因此,樹脂基體是摩擦材料熱穩(wěn)定性的技術(shù)短板。在某些山區(qū)路況、公交車以及高速重載車輛上，要求剎車片能耐380°C以上的高溫。然而目前摩擦材料所用的酚醛樹脂的熱分解溫度普遍低于350°C。在該溫度以上，樹脂發(fā)生分解而導(dǎo)致采用該樹脂的摩擦材料表層產(chǎn)生分解，并導(dǎo)致摩擦系數(shù)產(chǎn)生較大衰退，并因熱分解使材料產(chǎn)生較高的熱磨損。使剎車力矩降低，剎車片更換頻繁，不但影響車輛正常運(yùn)營(yíng)，嚴(yán)重甚至導(dǎo)致剎車抱死或制動(dòng)失靈，釀成重大交通安全事故。因此，對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行改性，提高樹脂及其制成摩擦材料的耐熱性，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，以及采用由該方法制備的鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，使摩擦材料具有較好的耐熱性能。
[0006]本發(fā)明制備鑰改性酚醛樹脂的技術(shù)解決方案是:一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟:先將鑰改性劑研磨成粉末；再將該鑰改性劑粉末直接與酚醛樹脂粉末混合均勻；最后將混合均勻的鑰改性劑粉末和酚醛樹脂粉末固化得到鑰改性酚醛樹脂；按質(zhì)量百分比計(jì)所述鑰改性劑粉末為酚醛樹脂粉末的59Γ25%。
[0007]本發(fā)明制備鑰改性酚醛樹脂優(yōu)選的技術(shù)解決方案是:一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟:先將鑰改性劑研磨成粒度< 38 μ m的粉末；再將該鑰改性劑粉末直接與酚醛樹脂粉末混合攪拌1.5^2.5小時(shí)，該酚醛樹脂為:工業(yè)品、六次甲基四胺含量6.5-8.5%,200目篩篩余物< 5% ;最后將混合均勻的鑰改性劑粉末和酚醛樹脂粉末置于15(T 175°C溫度的烘箱中固化2h?2.5h得到鑰改性酚醛樹脂；按質(zhì)量百分比計(jì)所述鑰改性劑粉末為酚醛樹脂粉末的109Γ15%。
[0008]本發(fā)明制備鑰改性酚醛樹脂的技術(shù)解決方案中所述的鑰改性劑為鑰酸、鑰酸銨、磷鑰酸銨、氯化鑰、氧化鑰或其組合。
[0009]本發(fā)明制備鑰改性酚醛樹脂的技術(shù)解決方案中所述的酚醛樹脂為純酚醛樹脂、腰果油改性酚醛樹脂、丁腈橡膠改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、三聚氰胺改性酚醛樹脂、硅改性酚醛樹脂或其組合。
[0010]本發(fā)明采用由鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的技術(shù)解決方案是:一種由鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，將5wt9T25wt%的鑰改性酹醒樹脂、Iwt%?15wt%的摩擦性能調(diào)節(jié)劑、15wt%?40wt%的纖維增強(qiáng)材料和20wt%^40wt%的填料混合，經(jīng)熱壓成型得到壓制而成的樣品；再將該壓制而成的樣品進(jìn)行熱處理，得到摩擦材料。
[0011]本發(fā)明采用由鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料優(yōu)選的技術(shù)解決方案是:一種由鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，將20wt%?25wt%的鑰改性酹醒樹脂、8wt%?14wt%的摩擦性能調(diào)節(jié)劑、25wt%?35wt%的纖維增強(qiáng)材料和25被%?35的％的填料混合攪拌1.5?2.5小時(shí)，經(jīng)熱壓成型得到壓制而成的樣品，熱壓溫度16(Tl70°C，壓力2(T28MPa，熱壓時(shí)間2(Γ25分鐘；再將該壓制而成的樣品進(jìn)行熱處理，溫度17(Tl85°C，時(shí)間8?12小時(shí)，得到摩擦材料。
[0012]本發(fā)明采用由鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的技術(shù)解決方案中所述的摩擦性能調(diào)節(jié)劑為二硫化鑰、石墨、云母、氧化鐵、三氧化二鋁或其組合；所述的纖維增強(qiáng)材料為玻璃纖維、鋼纖維、芳綸纖維、礦物纖維、碳纖維或其組合；所述的填料為硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、蛭石粉或其組合。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單易行的鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其可以直接利用工業(yè)品酚醛樹脂，將其與鑰改性劑混合均勻，鑰對(duì)酚醛樹脂的改性與酚醛樹脂的固化同步完成，工藝操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能易于控制，無(wú)需改變?cè)蟹尤渲纳a(chǎn)工藝。且可實(shí)現(xiàn)與摩擦材料生產(chǎn)工藝的無(wú)縫對(duì)接，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用本發(fā)明得到的鑰改性酚醛樹脂制備的摩擦材料摩擦系數(shù)穩(wěn)定、耐熱性高。本發(fā)明主要用于提高改性酚醛樹脂及由該改性酚醛樹脂制成摩擦材料的耐熱性。
【附圖說明】
[0014]圖1是改性酚醛樹脂的熱失重曲線圖。
[0015]圖2是摩擦材料的熱失重曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)指出下述說明僅是示例性的，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限定。
[0017]實(shí)施例1:
一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，步驟如下:在丁腈橡膠改性酚醛樹脂粉(工業(yè)品，六次甲基四胺含量6.5-8.5%, 200目篩篩余物< 5%)中添加11% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))研細(xì)的鑰酸銨粉末(粒度彡38 μ m),混合攪拌2小時(shí)，置于160°C溫度的烘箱中固化2.5小時(shí)，得到鑰改性酚醛樹脂。
[0018]實(shí)施例2:
一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，步驟如下:在腰果油改性酚醛樹脂粉(工業(yè)品，六次甲基四胺含量6.5-8.5%，200目篩篩余物<5%)中添加13% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))研細(xì)的鑰酸銨粉末(粒度彡38 μ m)，混合攪拌2小時(shí)，置于165°C溫度的烘箱中固化2小時(shí)，得到鑰改性酚醛樹脂。
[0019]通過上述實(shí)施例所制得的鑰改性酚醛樹脂的熱失重曲線如圖1 (a)所示。
[0020]圖1中，(a)為本發(fā)明鑰改性酚醛樹脂的曲線條；(b)為改性前酚醛樹脂的曲線條。
[0021]通過熱重分析顯示，本發(fā)明鑰改性酚醛樹脂的耐熱性能明顯提高，其熱分解溫度較改性前提高約80°C (見圖1)。
[0022]實(shí)施例3:
一種摩擦材料的制備方法，包括以下重量份數(shù)的組分:鑰改性酚醛樹脂23、二硫化鑰
3、石墨3、云母2、氧化鐵3、三氧化二鋁2、玻璃纖維10、鋼纖維5、芳綸纖維6、礦物纖維4、碳纖維6、硫酸鋇22、重質(zhì)碳酸鈣8、蛭石粉3 ;將材料按以上配比混合攪拌2.5小時(shí)；經(jīng)熱壓成型(熱壓溫度165°C，壓力25MPa，熱壓時(shí)間22分鐘)得到壓制而成的樣品；將所述壓制而成的樣品進(jìn)行熱處理(溫度180°C，時(shí)間10小時(shí))，得到摩擦材料。
[0023]通過上述實(shí)施例利用鑰改性酚醛樹脂所制得的摩擦材料的熱失重曲線如圖2 (a)所示。
[0024]圖2中，(a)為本發(fā)明利用鑰改性酚醛樹脂所制得的摩擦材料的曲線條；(b)為未改性酚醛樹脂制得的摩擦材料的曲線條。
[0025]通過熱重分析顯示，本發(fā)明鑰改性酚醛樹脂制得的摩擦材料的耐熱性能明顯提高，其熱分解溫度較未改性樣品提高約50°C (見圖2)。
[0026]當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明作出若干的的變化、改型、添加或替換，這些改變也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟:先將鑰改性劑研磨成粉末；再將該鑰改性劑粉末直接與酚醛樹脂粉末混合均勻；最后將混合均勻的鑰改性劑粉末和酚醛樹脂粉末固化得到鑰改性酚醛樹脂；按質(zhì)量百分比計(jì)所述鑰改性劑粉末為酚醛樹脂粉末的5%?25%。2.一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟:先將鑰改性劑研磨成粒度< 38 μ m的粉末；再將該鑰改性劑粉末直接與酚醛樹脂粉末混合攪拌1.5^2.5小時(shí)，該酚醛樹脂為:工業(yè)品、六次甲基四胺含量6.5-8.5%,200目篩篩余物< 5% ;最后將混合均勻的鑰改性劑粉末和酚醛樹脂粉末置于15(T 175°C溫度的烘箱中固化2h?2.5h得到鑰改性酚醛樹脂；按質(zhì)量百分比計(jì)所述鑰改性劑粉末為酚醛樹脂粉末的109Γ15%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于:所述的鑰改性劑為鑰酸、鑰酸銨、磷鑰酸銨、氯化鑰、氧化鑰或其組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鑰改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于:所述的酚醛樹脂為純酚醛樹脂、腰果油改性酚醛樹脂、丁腈橡膠改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂、硼改性酚醛樹脂、三聚氰胺改性酚醛樹脂、硅改性酚醛樹脂或其組合。5.一種利用權(quán)利要求1或2所述的鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，將5wt°/T25wt%的鑰改性酹醒樹脂、Iwt°/Tl5wt%的摩擦性能調(diào)節(jié)劑、15wt%?40wt%的纖維增強(qiáng)材料和20wt%?40wt%的填料混合,經(jīng)熱壓成型得到壓制而成的樣品；再將該壓制而成的樣品進(jìn)行熱處理，得到摩擦材料。6.一種利用權(quán)利要求1或2所述的鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步驟:按質(zhì)量百分比計(jì)，將20wt%?25wt%的鑰改性酹醒樹脂、8wt%?14wt%的摩擦性能調(diào)節(jié)劑、25wt%?35wt%的纖維增強(qiáng)材料和25wt%?35wt%的填料混合攪拌1.5?2.5小時(shí)，經(jīng)熱壓成型得到壓制而成的樣品，熱壓溫度16(Tl70°C，壓力2(T28MPa，熱壓時(shí)間2(Γ25分鐘；再將該壓制而成的樣品進(jìn)行熱處理，溫度17(T185°C，時(shí)間8?12小時(shí)，得到摩擦材料。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的利用鑰改性酚醛樹脂制備摩擦材料的方法，其特征在于:所述的摩擦性能調(diào)節(jié)劑為二硫化鑰、石墨、云母、氧化鐵、三氧化二鋁或其組合；所述的纖維增強(qiáng)材料為玻璃纖維、鋼纖維、芳綸纖維、礦物纖維、碳纖維或其組合；所述的填料為硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、蛭石粉或其組合。
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為一種制備鉬改性酚醛樹脂及由該樹脂制備摩擦材料的方法。屬于酚醛樹脂及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有酚醛樹脂或由酚醛樹脂制成的摩擦材料耐熱性不夠好的問題。它的主要特征是：先將鉬改性劑研磨成粉末；再將該鉬改性劑粉末直接與酚醛樹脂粉末混合均勻；最后將混合均勻的鉬改性劑粉末和酚醛樹脂粉末固化得到鉬改性酚醛樹脂；按質(zhì)量百分比計(jì)所述鉬改性劑粉末為酚醛樹脂粉末的5%~25%。采用本發(fā)明得到的鉬改性酚醛樹脂制備的摩擦材料摩擦系數(shù)穩(wěn)定、耐熱性高。本發(fā)明主要用于提高改性酚醛樹脂及由該改性酚醛樹脂制成摩擦材料的耐熱性。
【IPC分類】C08K3/24, C08K3/16, B29C43/58, C08K3/22, C08K3/32, C09K3/14, C08L61/14, C08L61/06
【公開號(hào)】CN104974464
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410134659
【發(fā)明人】侯秋飛, 李本林, 潘崢
【申請(qǐng)人】湖北文理學(xué)院
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年4月4日