[發明專利]一種石墨烯改性的摩擦材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410506070.4
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104371648B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張學平;朱忠海
• 申請（專利權）人: 泰州龍谷信息科技有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種石墨烯改性的摩擦材料的制備方法，屬于摩擦材料技術領域。

背景技術

摩阻材料是以高摩擦因數為特征的一類功能復合材料。現代摩阻材料是機械、車輛、航空等組成離合器及摩擦式制動器的重要材料。離合器摩阻材料和制動器的作用是傳動和制動，都是借助于摩擦的阻力而促使兩個相對運動的偶件，能在很短的時間就消除相對的運動。對于汽車、火車、飛機這樣的交通工具，摩擦制動器更是極其關鍵的重要組成機構部件。

基于以往的文獻和報道，對摩阻材料的功能要求總結如下：(1)穩定的動摩擦系數和靜摩擦系數；(2)在摩擦材料應用周期中的磨損率具有較為穩定的特點；(3)輕質量、低密度，可以減少整個機械設備的質量；(4)熱容量大，熱物理性能優良，有很好的導熱性；(5)機械性能良好，機械強度和化學穩定性在高溫下能較好的體現；(6)制動過程中能減少振動和產生噪音；(7)較低的成本，且生產過程相對簡單。

摩阻材料是一種以摩擦為主要功能(制動、傳動、控速)的多元體系復合材料，通常由三部分材料組成；①粘合劑(酚醛樹脂或其改性物、合成橡膠)，構成材料的基體，②增強纖維(石棉、玻纖、鋼纖維等)；③摩擦性能調節劑(無機及有機填料)。工作時主要承受反復變化的應力場及熱力場作用。

在現階段廣泛使用的摩阻材料中，依據基體的不同，大概可分為金屬基、C/C基、樹脂基和陶瓷基四大類。其中，C/SiC 摩阻材料具有密度低，強度高，韌性好，導熱性好，熱膨脹小，高溫性能和抗氧化性好等一系列優異性能，尤其具有摩擦系數高而且穩定，濕態摩擦系數衰減小，磨損小，制動比大，剎車系統體積小等優點，能保障動力機械在高速度、大功率時的剎車安全性；能大幅度提高剎車效率及剎車片的使用壽命。中國專利申請201210110949公開了一種一種C/SiC復合材料的制備方法，通過沉積SiC層、浸漬瀝青、碳化、氣相滲硅制備得到，該方法制備步驟復雜。中國專利申請200710165469，摩擦制動材料的制備方法，其中，該方法包括將短炭纖維、粘結劑、硅粉和石墨粉混合，得到混合物；將該混合物成型，得到成型坯；在惰性氣氛中，將該成型坯燒結。但是該方法制備到的摩擦材料的摩擦性能不高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是C/SiC摩擦材料的強度、摩擦系數不高的問題，提供了一種石墨烯改性的摩擦材料的制備方法。

技術方案：

一種石墨烯改性的摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：

第1步、按重量份計，將氧化石墨烯10～20份與碳粉20～30份的混合物分散于160～200份水中，再加入納米Cu粉15～30份、納米Si粉30～50份、MgO粉 5～10份，混合均勻；

第2步、將得到的混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；

第3步、將干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，得到摩擦材料。

優選地，第3步中的燒結溫度是1400～1600℃，氬氣氣氛保護，保溫時間0.5～2h；

優選地，第1步中，在水中還加入Ti粉4～8份。

優選地，第2步中，在混合物料中還需要加入碳酸氫鈉10～15份。

優選地，第2步中，在混合物料中還需要加入可再分散乳膠粉1～3份。

優選地，所述的可再分散乳膠粉是指乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物、丙稀酸共聚物中的一種。

優選地，第2步中，在混合物料中還需要加入卵磷脂0.3～0.5份。

優選地，第1步中的MgO是經過硬脂酸改性得到的。

有益效果

本發明提供的摩擦材料通過由石墨烯進行改性，具有良好的強度和摩擦系數。

具體實施方式

實施例1

石墨烯改性的摩擦材料的制備方法

第1步、將氧化石墨烯20Kg與碳粉30Kg的混合物分散于200Kg水中，再加入納米Cu粉30Kg、納米Si粉50Kg、MgO粉 10Kg，混合均勻；

第2步、將得到的混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；

第3步、將干燥物壓制成坯之后，在高溫真空爐中進行燒結，燒結溫度是1600℃，氬氣氣氛保護，保溫時間0.5h，得到摩擦材料。

實施例2

石墨烯改性的摩擦材料的制備方法

第1步、將氧化石墨烯20Kg與碳粉30Kg的混合物分散于200Kg水中，再加入納米Cu粉30Kg、納米Si粉50Kg、MgO粉10Kg，混合均勻；

第2步、將得到的混合物料進行球磨后，干燥，得到干燥物；