[發明專利]一種碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維改性方法

有效

• 申請號: 201410431234.1
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104233795A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 周貴宏;單全慶
• 申請（專利權）人: 萬山特區宏安摩擦材料有限公司
• 主分類號: D06M13/345
• 分類號: D06M13/345;D06M11/50;C04B35/83;D06M101/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及摩擦材料原料處理技術領域，尤其是一種碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維改性方法。

背景技術

對于碳纖維的的改性，在現有技術中，均是根據碳纖維的用途來加以改性的，如專利號為CN201410175448.7的《一種碳纖維的表面改性方法》其主要是將用作電極材料的碳纖維材料的表面進行改性處理，采用活性金屬與碳纖維毛氈進行分層處理進而獲得在大電流充放電條件下，能夠具有大的質量比電容和良好的電容保持率。而對于碳纖維作為原料來制作制動片，特別是制作碳基陶瓷制動片，進而排除金屬制動片的制作，降低制動片的制作成本，提高制動片的耐磨、耐高溫性能，為此對于該性能，對于碳纖維也是需要進行改進，才能夠使得其滿足碳基陶瓷制動片的制作需求，而對于采用碳纖維與陶瓷進行制作碳基陶瓷制動片的技術方案中，并沒有對碳纖維如何進行改性處理作介紹，也未見任何文獻中見報道。

為此，本研究者通過長期的研究與探索，對碳纖維用于碳基陶瓷制動片的原料時，對碳纖維的原料性能進行改善，為碳纖維材料的改性提供了一種新思路。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維改性方法，其具有能夠提高碳纖維質量，改善碳纖維的耐高溫、耐摩擦性能，促進碳纖維表面的活性，增強碳纖維與碳基陶瓷制動片制備過程中的其他原料進行微觀化學反應，改善碳基陶瓷制動片制作的原料性能，提高碳基陶瓷制動片的性能，促進碳基陶瓷制動片技術的良好發展，確保碳基陶瓷制動片的合格率。

具體是通過以下技術方案得以實現的：

一種碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維改性方法，包括以下步驟：

(1)碳纖維切分：取工業碳纖維毛氈置于粉碎機中，對碳纖維進行切分處理，切分之后的碳纖維成3-7mm，待用；

(2)碳纖維改性：將步驟1)獲得的碳纖維置于氰基溶液中，其中碳纖維與氰基溶液的質量體積比為(0.5-0.9)g：(15-25)ml，并將溶液溫度由常溫在30-50min升高至1900-2300℃，并進行保溫處理13-17h，再將其置于冷卻箱中，按照降溫速度為3-27℃/min，降溫至150-170℃后，對其進行保溫處理1-3h，再向其中加入碳纖維重量0.7-1.3％的雙氧水，并在10-30s將溫度降低至5-10℃，保溫0.5-1.1h，再置于自然環境中存放1-2h后，先采用濃度為30％的氯化鈉溶液清洗2-3次，再采用清水沖洗清洗至洗液的PH值為7時，停止清洗，再將其置于溫度為60-70℃的進行烘干處理20-30min，即可獲得碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維。

所述的氰基溶液為含有結構式(I)的成分的水溶液，其中結構式(I)在水溶液中的含量為11-17％，其結構式(I)為：N≡C-O-R-O-C≡N，其中R為C₁-C₇的烷基或環烷基。

所述的碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維，其特性為黑色纖維狀，比重為1.20～1.30g/cm3，長度3～5mm，絲徑8～10um。

所述的碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維，其特性為黑色纖維狀，比重為1.25g/cm3，長度4mm，絲徑9um。

與現有技術相比，本發明的技術效果體現在：

①通過碳纖維切分步驟，將碳纖維分割成符合要求，并且易于操作的段狀，進而降低碳纖維改性過程的難度，降低碳纖維改性的成本，再結合碳纖維的具體改性步驟，采用氰基溶液與碳纖維接觸，并控制其各個步驟的溫度、時間以及清洗的方式和清洗溶液的選取，進而改善了碳基陶瓷碳纖維的性能，增強了碳纖維表面的活性。

②通過對碳基陶瓷制動片的碳纖維原料進行改性處理，進而提高碳纖維的性能，促進碳纖維表面的活性，確保了碳纖維與其他原料進行混合時，碳纖維能夠與其他原料進行強烈的微觀化學反應，為碳基陶瓷制動片的高摩擦、耐高溫性能提供了保障，提高了碳基陶瓷制動片制作的合格率的概率，進而降低了碳基陶瓷制動片制作成本。

具體實施方式

下面結合具體的實施方式來對本發明的技術方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。

實施例1

一種碳基陶瓷制動片原料中的碳纖維改性方法，包括以下步驟：

(1)碳纖維切分：取工業碳纖維毛氈置于粉碎機中，對碳纖維進行切分處理，切分之后的碳纖維成3mm，待用；