一种沥青汽车离合器摩擦材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摩擦材料技术领域，尤其涉及一种沥青汽车离合器摩擦材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近几十年来，汽车工业迅速发展，汽车研究的主要方向是轻量、节能降耗、减少排放以及改进安全性能，采用塑料制成的功能件在汽车中的应用愈来愈广泛。，而离合器是通过压盘压紧摩擦片的摩擦力来传动力矩，摩擦系数大很容易摩擦过度，摩擦系数小不利于力矩的传动；
近年来为了提高刹车片的摩擦磨损性能，纳米摩擦材料得到了广泛的关注，通过纳米粒子的加入，使得摩擦材料组份的微观界面结构得到明显的改善，可以有效提高其热衰退和热恢复性能，通过控制不同形态多组份的纳米效应，可以提高纳米摩擦材料的综合性能，特别是在兼顾强度和韧性的同时，提高其高温摩擦与磨损性能，然而，以传统的干法混料直接引入纳米粉体并不能最大程度的发挥纳米粒子对摩擦材料的改性作用，反而会出现一些负面的影响，经验表明，直接混合纳米粒子，均会造成在混料过程中纳米粒子粘附在其他颗粒和钢纤维表面上，降低树脂材料与其他材料之间的结合强度，从而导致在摩擦过程中，摩擦材料的摩擦因数偏小，而磨损率缺大大的增加。。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种沥青汽车离合器摩擦材料及其制备方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种沥青汽车离合器摩擦材料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚异丁烯3-5、二丙酮醇1-2、硅酸钾2-4、沥青4-7、聚乙烯醇缩丁醛1-3、单氟磷酸钠0.6-2、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3_1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈 0.04-0.06。
[0005]—种所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将乙氧基化烷基酚硫酸铵加入到2-3倍水中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为50-60°C，加入聚异丁烯，保温搅拌10-20分钟，得聚合乳液；
(2)将聚乙烯醇缩丁醛加入到3-4倍异丙醇中，搅拌溶解，加入沥青，升高温度为120-130°C，加入上述尼龙66重量的30-40%，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，真空干燥，得沥青尼龙；
(3)将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20-26倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节pH为11-12，送入到反应釜中，130-140 °C下加热15-16小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20-25%的6-10mol/l的NaOH，180_200°C下加热40-48小时，产物用去离子水洗涤，送入到0.01-0.02mol/l的盐酸中磁力搅拌10-12小时，得酸化液；
(4)将上述酸化液与聚合乳液混合，搅拌均匀，加入剩余尼龙66重量的10-20%，送入120-130°C的油浴中，保温搅拌30-40分钟，出料冷却，加入纳米碳粉，静置，过滤，将沉淀洗涤，80-90°C下干燥20-24h，得碳掺杂二氧化钛粒子；
(5)取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5-6，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500-600W下超声分散20-30分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子;
(6)将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液；
(7 )将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60-65°C，加入引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，加入上述沥青尼龙、剩余的尼龙66，200-300转/分搅拌50-60分钟，冷却出料，压滤，真空干燥；
(8)将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。
[0006]本发明的优点是:本发明通过表面接枝，将乙烯基三甲氧基硅烷锚固于掺杂纳米粒子表面，导致纳米粒子表面的碳链被延长，降低了粒子的表面能和表面活性，阻止掺杂纳米粒子自身发生软团聚现象，然后通过乳液接枝将PMMA接枝于粒子表面，明显改善了无机/有机两相的界面结构，增加了相容性，实现粒子表面的完全有机化，保证了粒子在有机基体中具有良好的分散性，而将引发剂与乙烯基三甲氧基硅烷键合于粒子表面，防止了由于引发剂局部过浓造成的“暴聚”现象的发生，更有利于树脂基体的均匀稳定成型，从而使复合材料的综合性能得以提升；
本发明通过掺杂纳米粒子的加入，提高了树脂材料与其他材料之间的结合强度，使得摩擦材料组份的微观界面结构得到明显的改善，可以有效提高其热衰退和热恢复性能，特别是在兼顾强度和韧性的同时，提高其高温摩擦与磨损性能，极大的降低了磨损率；
本发明采用沥青作为粘合剂，可以有效的改善各原料间的相容性，降低生产成本，提高成品的硬度和表面强度。
【具体实施方式】
[0007]—种沥青汽车离合器摩擦材料，它是由下述重量份的原料组成的:
聚异丁烯3、二丙酮醇1、硅酸钾2、沥青4、聚乙烯醇缩丁醛1、单氟磷酸钠0.6、乙氧基化烷基酚硫酸铵1、乙烯基三甲氧基硅烷3、丙酮50、二甲基亚砜20、无水乙醇25、甲基丙烯酸甲酯50、丙烯酸丁酯20、正十二烷基硫醇0.3、硫酸钛20、葡萄糖16、纳米碳粉60、异丙醇200、尼龙6680、偶氮二异丁腈0.04。
[0008]—种所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将乙氧基化烷基酚硫酸铵加入到2倍水中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为50°C，加入聚异丁烯，保温搅拌10分钟，得聚合乳液；
(2)将聚乙烯醇缩丁醛加入到3倍异丙醇中，搅拌溶解，加入沥青，升高温度为120°C，加入上述尼龙66重量的30%，保温搅拌20分钟，出料冷却，真空干燥，得沥青尼龙； (3)将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节PH为11，送入到反应釜中，130°C下加热15小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20%的6mol/l的NaOH，180°C下加热40小时，产物用去离子水洗涤，送入到0.01mol/l的盐酸中磁力搅拌10小时，得酸化液；
(4)将上述酸化液与聚合乳液混合，搅拌均匀，加入剩余尼龙66重量的10%，送入120°C的油浴中，保温搅拌30分钟，出料冷却，加入纳米碳粉，静置，过滤，将沉淀洗涤，80°C下干燥20h，得碳掺杂二氧化钛粒子；
(5)取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500W下超声分散20分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子；
(6)将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液；
(7 )将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60°C，加入引发剂溶液，保温搅拌4小时，加入上述沥青尼龙、剩余的尼龙66，200转/分搅拌50分钟，冷却出料，压滤，真空干燥；
(8)将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。
[0009] 性能测试:
拉伸强度:164MPa ；
弯曲强度:145MPa ；
缺口冲击强度(23°C，KJ/m2):93 ;
热变形温度(1.82MPa，°C ):185。
【主权项】
1.一种沥青汽车离合器摩擦材料，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的: 聚异丁烯3-5、二丙酮醇1-2、硅酸钾2-4、沥青4-7、聚乙烯醇缩丁醛1-3、单氟磷酸钠0.6-2、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3_1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈 0.04-0.06。2.一种如权利要求1所述的酚醛树脂汽车离合器摩擦材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将乙氧基化烷基酚硫酸铵加入到2-3倍水中，搅拌均匀，加入二丙酮醇，升高温度为50-60°C，加入聚异丁烯，保温搅拌10-20分钟，得聚合乳液； (2)将聚乙烯醇缩丁醛加入到3-4倍异丙醇中，搅拌溶解，加入沥青，升高温度为120-130°C，加入上述尼龙66重量的30-40%，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，真空干燥，得沥青尼龙； (3)将上述硫酸钛、葡萄糖混合，加入混合料重量20-26倍的去离子水，搅拌均匀，加入异丙醇，调节pH为11-12，送入到反应釜中，130-140 °C下加热15-16小时，冷却至室温，再加入异丙醇重量20-25%的6-10mol/l的NaOH，180_200°C下加热40-48小时，产物用去离子水洗涤，送入到0.01-0.02mol/l的盐酸中磁力搅拌10-12小时，得酸化液； (4)将上述酸化液与聚合乳液混合，搅拌均匀，加入剩余尼龙66重量的10-20%，送入120-130°C的油浴中，保温搅拌30-40分钟，出料冷却，加入纳米碳粉，静置，过滤，将沉淀洗涤，80-90°C下干燥20-24h，得碳掺杂二氧化钛粒子； (5)取乙烯基三甲氧基硅烷，加入到丙酮中，搅拌均匀，加乙酸，调节PH为5-6，加入碳掺杂二氧化钛粒子，500-600W下超声分散20-30分钟，压滤，真空干燥，得表面接枝纳米粒子; (6)将偶氮二异丁腈加入到剩余的无水乙醇中，搅拌溶解，得引发剂溶液； (7 )将上述表面接枝纳米粒子加入到二甲基亚砜中，搅拌条件下加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、正十二烷基硫醇，升高温度为60-65°C，加入引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，加入上述沥青尼龙、剩余的尼龙66，200-300转/分搅拌50-60分钟，冷却出料，压滤，真空干燥； (8)将上述干燥料与剩余各原料混合，搅拌均匀后送入双螺杆挤出机，熔融挤出后，冷却，切粒，干燥，即得。
【专利摘要】本发明公开了一种沥青汽车离合器摩擦材料，它是由下述重量份的原料组成的：聚异丁烯3-5、二丙酮醇1-2、硅酸钾2-4、沥青4-7、聚乙烯醇缩丁醛1-3、单氟磷酸钠0.6-2、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、乙烯基三甲氧基硅烷3-5、丙酮50-60、二甲基亚砜20-30、无水乙醇25-30、甲基丙烯酸甲酯50-60、丙烯酸丁酯20-26、正十二烷基硫醇0.3-1、硫酸钛20-34、葡萄糖16-20、纳米碳粉60-70、异丙醇200-300、尼龙6680-100、偶氮二异丁腈0.04-0.06。本发明采用沥青作为粘合剂，可以有效的改善各原料间的相容性，降低生产成本，提高成品的硬度和表面强度。
【IPC分类】C08F220/18, C08F220/14, F16D69/02, C09K3/14, C08F292/00
【公开号】CN105112014
【申请号】CN201510470860
【发明人】薛正宇
【申请人】来安县隆华摩擦材料有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月3日