一种制备钼改性酚醛树脂及由该树脂制备摩擦材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于酚醛树脂及摩擦材料技术领域。具体涉及一种制备钥改性酚醛树脂的方法，以及由该钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法。
【背景技术】
[0002]摩擦材料是一种复合材料，主要由树脂基体、摩擦性能调节剂、纤维增强材料和填料等多种组分混合、热压成型而制成。一般应具有良好的摩擦系数、耐磨损性能和耐热性能等特点，是各种交通运输工具和机械设备的制动和传动部件的关键材料。
[0003]树脂基体是摩擦材料的一个重要组分，其性能直接影响摩擦材料的耐磨损性能、柔韧性和热稳定性等。由于酚醛树脂耐热性能和机械性能较好、原料便宜易得、生产工艺和设备较为简单等诸多优点，其一直是生产摩擦材料的最基本的树脂成分。
[0004]在摩擦材料的多种组分中，树脂基体为有机材料，其它一般为无机材料，因此,树脂基体是摩擦材料热稳定性的技术短板。在某些山区路况、公交车以及高速重载车辆上，要求刹车片能耐380°C以上的高温。然而目前摩擦材料所用的酚醛树脂的热分解温度普遍低于350°C。在该温度以上，树脂发生分解而导致采用该树脂的摩擦材料表层产生分解，并导致摩擦系数产生较大衰退，并因热分解使材料产生较高的热磨损。使刹车力矩降低，刹车片更换频繁，不但影响车辆正常运营，严重甚至导致刹车抱死或制动失灵，酿成重大交通安全事故。因此，对酚醛树脂进行改性，提高树脂及其制成摩擦材料的耐热性，一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]为了解决以上技术问题，本发明提供一种钥改性酚醛树脂的制备方法，以及采用由该方法制备的钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，使摩擦材料具有较好的耐热性能。
[0006]本发明制备钥改性酚醛树脂的技术解决方案是:一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤:先将钥改性剂研磨成粉末；再将该钥改性剂粉末直接与酚醛树脂粉末混合均匀；最后将混合均匀的钥改性剂粉末和酚醛树脂粉末固化得到钥改性酚醛树脂；按质量百分比计所述钥改性剂粉末为酚醛树脂粉末的59Γ25%。
[0007]本发明制备钥改性酚醛树脂优选的技术解决方案是:一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤:先将钥改性剂研磨成粒度< 38 μ m的粉末；再将该钥改性剂粉末直接与酚醛树脂粉末混合搅拌1.5^2.5小时，该酚醛树脂为:工业品、六次甲基四胺含量6.5-8.5%,200目筛筛余物< 5% ;最后将混合均匀的钥改性剂粉末和酚醛树脂粉末置于15(T 175°C温度的烘箱中固化2h?2.5h得到钥改性酚醛树脂；按质量百分比计所述钥改性剂粉末为酚醛树脂粉末的109Γ15%。
[0008]本发明制备钥改性酚醛树脂的技术解决方案中所述的钥改性剂为钥酸、钥酸铵、磷钥酸铵、氯化钥、氧化钥或其组合。
[0009]本发明制备钥改性酚醛树脂的技术解决方案中所述的酚醛树脂为纯酚醛树脂、腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、硅改性酚醛树脂或其组合。
[0010]本发明采用由钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的技术解决方案是:一种由钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步骤:按质量百分比计，将5wt9T25wt%的钥改性酹醒树脂、Iwt%?15wt%的摩擦性能调节剂、15wt%?40wt%的纤维增强材料和20wt%^40wt%的填料混合，经热压成型得到压制而成的样品；再将该压制而成的样品进行热处理，得到摩擦材料。
[0011]本发明采用由钥改性酚醛树脂制备摩擦材料优选的技术解决方案是:一种由钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步骤:按质量百分比计，将20wt%?25wt%的钥改性酹醒树脂、8wt%?14wt%的摩擦性能调节剂、25wt%?35wt%的纤维增强材料和25被%?35的％的填料混合搅拌1.5?2.5小时，经热压成型得到压制而成的样品，热压温度16(Tl70°C，压力2(T28MPa，热压时间2(Γ25分钟；再将该压制而成的样品进行热处理，温度17(Tl85°C，时间8?12小时，得到摩擦材料。
[0012]本发明采用由钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的技术解决方案中所述的摩擦性能调节剂为二硫化钥、石墨、云母、氧化铁、三氧化二铝或其组合；所述的纤维增强材料为玻璃纤维、钢纤维、芳纶纤维、矿物纤维、碳纤维或其组合；所述的填料为硫酸钡、重质碳酸钙、蛭石粉或其组合。
[0013]与现有技术相比，本发明提供了一种简单易行的钥改性酚醛树脂的制备方法，其可以直接利用工业品酚醛树脂，将其与钥改性剂混合均匀，钥对酚醛树脂的改性与酚醛树脂的固化同步完成，工艺操作简单，产品性能易于控制，无需改变原有酚醛树脂的生产工艺。且可实现与摩擦材料生产工艺的无缝对接，实验结果显示，采用本发明得到的钥改性酚醛树脂制备的摩擦材料摩擦系数稳定、耐热性高。本发明主要用于提高改性酚醛树脂及由该改性酚醛树脂制成摩擦材料的耐热性。
【附图说明】
[0014]图1是改性酚醛树脂的热失重曲线图。
[0015]图2是摩擦材料的热失重曲线图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明，应当指出下述说明仅是示例性的，而不是对本发明权利要求的限定。
[0017]实施例1:
一种钥改性酚醛树脂的制备方法，步骤如下:在丁腈橡胶改性酚醛树脂粉(工业品，六次甲基四胺含量6.5-8.5%, 200目筛筛余物< 5%)中添加11% (质量分数)研细的钥酸铵粉末(粒度彡38 μ m),混合搅拌2小时，置于160°C温度的烘箱中固化2.5小时，得到钥改性酚醛树脂。
[0018]实施例2:
一种钥改性酚醛树脂的制备方法，步骤如下:在腰果油改性酚醛树脂粉(工业品，六次甲基四胺含量6.5-8.5%，200目筛筛余物<5%)中添加13% (质量分数)研细的钥酸铵粉末(粒度彡38 μ m)，混合搅拌2小时，置于165°C温度的烘箱中固化2小时，得到钥改性酚醛树脂。
[0019]通过上述实施例所制得的钥改性酚醛树脂的热失重曲线如图1 (a)所示。
[0020]图1中，(a)为本发明钥改性酚醛树脂的曲线条；(b)为改性前酚醛树脂的曲线条。
[0021]通过热重分析显示，本发明钥改性酚醛树脂的耐热性能明显提高，其热分解温度较改性前提高约80°C (见图1)。
[0022]实施例3:
一种摩擦材料的制备方法，包括以下重量份数的组分:钥改性酚醛树脂23、二硫化钥
3、石墨3、云母2、氧化铁3、三氧化二铝2、玻璃纤维10、钢纤维5、芳纶纤维6、矿物纤维4、碳纤维6、硫酸钡22、重质碳酸钙8、蛭石粉3 ;将材料按以上配比混合搅拌2.5小时；经热压成型(热压温度165°C，压力25MPa，热压时间22分钟)得到压制而成的样品；将所述压制而成的样品进行热处理(温度180°C，时间10小时)，得到摩擦材料。
[0023]通过上述实施例利用钥改性酚醛树脂所制得的摩擦材料的热失重曲线如图2 (a)所示。
[0024]图2中，(a)为本发明利用钥改性酚醛树脂所制得的摩擦材料的曲线条；(b)为未改性酚醛树脂制得的摩擦材料的曲线条。
[0025]通过热重分析显示，本发明钥改性酚醛树脂制得的摩擦材料的耐热性能明显提高，其热分解温度较未改性样品提高约50°C (见图2)。
[0026]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明作出若干的的变化、改型、添加或替换，这些改变也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤:先将钥改性剂研磨成粉末；再将该钥改性剂粉末直接与酚醛树脂粉末混合均匀；最后将混合均匀的钥改性剂粉末和酚醛树脂粉末固化得到钥改性酚醛树脂；按质量百分比计所述钥改性剂粉末为酚醛树脂粉末的5%?25%。2.一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤:先将钥改性剂研磨成粒度< 38 μ m的粉末；再将该钥改性剂粉末直接与酚醛树脂粉末混合搅拌1.5^2.5小时，该酚醛树脂为:工业品、六次甲基四胺含量6.5-8.5%,200目筛筛余物< 5% ;最后将混合均匀的钥改性剂粉末和酚醛树脂粉末置于15(T 175°C温度的烘箱中固化2h?2.5h得到钥改性酚醛树脂；按质量百分比计所述钥改性剂粉末为酚醛树脂粉末的109Γ15%。3.根据权利要求1或2所述的一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述的钥改性剂为钥酸、钥酸铵、磷钥酸铵、氯化钥、氧化钥或其组合。4.根据权利要求1或2所述的一种钥改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于:所述的酚醛树脂为纯酚醛树脂、腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、硅改性酚醛树脂或其组合。5.一种利用权利要求1或2所述的钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步骤:按质量百分比计，将5wt°/T25wt%的钥改性酹醒树脂、Iwt°/Tl5wt%的摩擦性能调节剂、15wt%?40wt%的纤维增强材料和20wt%?40wt%的填料混合,经热压成型得到压制而成的样品；再将该压制而成的样品进行热处理，得到摩擦材料。6.一种利用权利要求1或2所述的钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，其特征在于包括以下步骤:按质量百分比计，将20wt%?25wt%的钥改性酹醒树脂、8wt%?14wt%的摩擦性能调节剂、25wt%?35wt%的纤维增强材料和25wt%?35wt%的填料混合搅拌1.5?2.5小时，经热压成型得到压制而成的样品，热压温度16(Tl70°C，压力2(T28MPa，热压时间2(Γ25分钟；再将该压制而成的样品进行热处理，温度17(T185°C，时间8?12小时，得到摩擦材料。7.根据权利要求5或6所述的利用钥改性酚醛树脂制备摩擦材料的方法，其特征在于:所述的摩擦性能调节剂为二硫化钥、石墨、云母、氧化铁、三氧化二铝或其组合；所述的纤维增强材料为玻璃纤维、钢纤维、芳纶纤维、矿物纤维、碳纤维或其组合；所述的填料为硫酸钡、重质碳酸钙、蛭石粉或其组合。
【专利摘要】本发明的名称为一种制备钼改性酚醛树脂及由该树脂制备摩擦材料的方法。属于酚醛树脂及摩擦材料技术领域。它主要是解决现有酚醛树脂或由酚醛树脂制成的摩擦材料耐热性不够好的问题。它的主要特征是：先将钼改性剂研磨成粉末；再将该钼改性剂粉末直接与酚醛树脂粉末混合均匀；最后将混合均匀的钼改性剂粉末和酚醛树脂粉末固化得到钼改性酚醛树脂；按质量百分比计所述钼改性剂粉末为酚醛树脂粉末的5%~25%。采用本发明得到的钼改性酚醛树脂制备的摩擦材料摩擦系数稳定、耐热性高。本发明主要用于提高改性酚醛树脂及由该改性酚醛树脂制成摩擦材料的耐热性。
【IPC分类】C08K3/24, C08K3/16, B29C43/58, C08K3/22, C08K3/32, C09K3/14, C08L61/14, C08L61/06
【公开号】CN104974464
【申请号】CN201410134659
【发明人】侯秋飞, 李本林, 潘峥
【申请人】湖北文理学院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月4日