一種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 剎車(chē)材料應(yīng)具有3種主要功能：L摩擦元件，能產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)力矩；2.熱庫(kù)， 能吸收由交通設(shè)備動(dòng)能轉(zhuǎn)化來(lái)的全部熱量，并及時(shí)散發(fā)出去；3.結(jié)構(gòu)元件，能將制動(dòng)力矩 傳遞給輪胎。這要求剎車(chē)材料具有較高的摩擦因數(shù)、熱導(dǎo)率和足夠的強(qiáng)韌性。C/C剎車(chē)材料 在國(guó)外從上世紀(jì)70年代開(kāi)始成為剎車(chē)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國(guó)C/C復(fù)合材料的研制起步于 上世紀(jì)70年代，90年代后逐步成為研究熱點(diǎn)。國(guó)外對(duì)C/SiC剎車(chē)材料的研究始于上世紀(jì) 90年代，此后迅速成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
[0003] 隨著科技的進(jìn)步，汽車(chē)向高速、環(huán)保、節(jié)能、輕量化方向發(fā)展，這促使剎車(chē)片向高性 能化方向發(fā)展。但從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，仍然存在以下問(wèn)題：1、黏結(jié)劑品種單一：在生產(chǎn) 剎車(chē)片用的所有原料中，對(duì)溫度最敏感的就是樹(shù)脂黏結(jié)劑，黏結(jié)劑耐高溫性能的好壞直接 決定了剎車(chē)片抗熱衰退性能的好壞，因此耐高溫樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)是研制高性能剎車(chē)片的關(guān)鍵。 目前剎車(chē)片工業(yè)上使用的黏結(jié)劑大都是改性酚醛樹(shù)脂，可選擇的種類(lèi)有限，無(wú)法滿足剎車(chē) 片產(chǎn)品高性能化的發(fā)展要求，所以很有必要開(kāi)發(fā)不含酚醛樹(shù)脂的黏結(jié)劑。2、磨損機(jī)理問(wèn)題。 汽車(chē)剎車(chē)片成分復(fù)雜，這使得它與對(duì)偶件之間的磨損也變得十分復(fù)雜。汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)，在 高溫和機(jī)械力的共同作用下，剎車(chē)片與對(duì)偶件之間的界面處會(huì)發(fā)生諸如氧化、高溫分解、顆 ?；?、爆裂融化、蒸發(fā)和升華等一系列物理化學(xué)變化，導(dǎo)致材料磨損。國(guó)內(nèi)外在磨損機(jī)理方 面做了大量研究，但是由于摩擦表面的復(fù)雜性，至今仍然沒(méi)有形成一套成熟的理論。報(bào)道比 較多的磨損機(jī)理主要有黏著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、熱磨損，但究竟哪方面起主要作用， 還有待進(jìn)一步研究與完善。3、熱衰退問(wèn)題：目前對(duì)剎車(chē)片熱衰退現(xiàn)象的研究主要集中在應(yīng) 用方面，如選用耐高溫樹(shù)脂、耐高溫纖維、金屬纖維、金屬粉末等來(lái)提高剎車(chē)片的抗熱衰退 性能。但要從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，還需要對(duì)熱衰退機(jī)理作深入系統(tǒng)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備 方法，所得碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料具有良好的摩擦制動(dòng)性能。
[0005] -種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1，以重量份計(jì)，取乙撐雙硬脂酰胺5~12份，加熱至150~170°C，加入碳纖 維20~30份，攪拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺2~4份、甘油10~20份、甲基丙烯酸二甲胺 基乙酯3~5份、卵磷脂1~6份、環(huán)氧樹(shù)脂2~6份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性 碳纖維；
[0007] 步驟2,以重量份計(jì)，取硬脂酰乳酸鈉1~4份、烯酰胺2~6份、過(guò)硫酸銨3~5 份、石蠟1~2份、二氧化硅2~4份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0008] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0009] 步驟4,以重量份計(jì)，將步驟3所得混合物B 5~12份與石墨粉10~20份、氧化 鈦粉末2~4份、鐵粉4~8份、鎳粉2~4份、甲基硅油12~24份、聚碳酸酯5~10份 混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，即得。
[0010] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1中加熱溫度為80~110°C，保溫時(shí)間為20~ 30min〇
[0011] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2中加熱溫度為40~50°C，保溫時(shí)間為20~ 30min〇
[0012] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3中烘干溫度為110~120°C，烘干時(shí)間為2~ 4h〇
[0013] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟4中燒結(jié)溫度為1400~1600°C，燒結(jié)時(shí)間為 4~6h，真空度為0· 08~0· IMPa。
[0014] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1中加熱保溫過(guò)程還需要加入檸檬酸5~10 份。
[0015] 作為上述發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3中混合過(guò)程還需要加入氯化聚乙烯4~6份。
[0016] 本發(fā)明提供的碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料具有良好的摩擦制動(dòng)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] -種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟1，以重量份計(jì)，取乙撐雙硬脂酰胺5份，加熱至150°C，加入碳纖維20份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺2份、甘油10份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯3份、卵磷脂1份、環(huán) 氧樹(shù)脂2份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0020] 步驟2,以重量份計(jì)，取硬脂酰乳酸鈉1份、烯酰胺2份、過(guò)硫酸銨3份、石蠟1份、 二氧化硅2份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0021] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0022] 步驟4,以重量份計(jì)，將步驟3所得混合物B 5份與石墨粉10份、氧化鈦粉末2份、 鐵粉4份、鎳粉2份、甲基硅油12份、聚碳酸酯5份混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后， 即得。
[0023] 步驟1中加熱溫度為80°C，保溫時(shí)間為30min。
[0024] 步驟2中加熱溫度為40°C，保溫時(shí)間為30min。
[0025] 步驟3中烘干溫度為110°C，烘干時(shí)間為4h。
[0026] 步驟4中燒結(jié)溫度為1400°C，燒結(jié)時(shí)間為6h，真空度為0. 08MPa。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] -種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟1，以重量份計(jì)，取乙撐雙硬脂酰胺7份，加熱至160°C，加入碳纖維24份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺3份、甘油15份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯4份、卵磷脂5份、環(huán) 氧樹(shù)脂3份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0030] 步驟2,以重量份計(jì)，取硬脂酰乳酸鈉2份、烯酰胺5份、過(guò)硫酸銨4份、石蠟1份、 二氧化硅3份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得混合物A ;
[0031] 步驟3,將步驟1所得改性碳纖維、步驟2所得混合物A混合，烘干、球磨，得到混合 物B ;
[0032] 步驟4,以重量份計(jì)，將步驟3所得混合物B 9份與石墨粉14份、氧化鈦粉末3份、 鐵粉7份、鎳粉3份、甲基硅油17份、聚碳酸酯9份混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后， 即得。
[0033] 步驟1中加熱溫度為95°C，保溫時(shí)間為25min。
[0034] 步驟2中加熱溫度為45°C，保溫時(shí)間為25min。
[0035] 步驟3中烘干溫度為115 °C，烘干時(shí)間為3h。
[0036] 步驟4中燒結(jié)溫度為1500°C，燒結(jié)時(shí)間為5h，真空度為0. 09MPa。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] -種碳纖維剎車(chē)片復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0039] 步驟1，以重量份計(jì)，取乙撐雙硬脂酰胺12份，加熱至170°C，加入碳纖維30份，攪 拌，冷卻，加入聚乙烯亞胺4份、甘油20份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯5份、卵磷脂6份、環(huán) 氧樹(shù)脂6份，加熱保溫，攪拌，冷卻至室溫，得改性碳纖維；
[0040] 步驟2,以重量份計(jì)，取硬脂酰乳酸鈉4份、