[發明專利]一種汽車離合器面片用納米鈦酸鋁/磷硼鉬硅復合改性水溶性酚醛樹脂的制備方法

在審

• 申請號: 201710265474.2
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107057275A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 薛正宇
• 申請（專利權）人: 來安縣隆華摩擦材料有限公司
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08K13/02;C08K3/32;C08K3/38;C08K5/544;C08G8/10;C08K9/06;C08K3/24;F16D13/64
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及一種水溶性酚醛樹脂的制備方法，具體涉及一種汽車離合器面片用納米鈦酸鋁/磷硼鉬硅復合改性水溶性酚醛樹脂的制備方法。

背景技術

汽車離合器面片是車輛依靠摩擦作用執行傳動功能的部件材料，是摩擦材料的一種，是汽車車輛中非常重要的安全零件，對于汽車的功能性、安全性以及舒適性的實現都有著重要影響。常用的汽車離合器面片主要有粘結劑、增強纖維以及填料粒子等原料制成。其中，粘結劑是離合器面片的關鍵組分，傳統的離合器面片一般選用醇溶性酚醛樹脂和橡膠作為粘結劑，在制備過程中會使用大量的有機溶劑，有機溶劑的揮發會污染環境，對生產安全構成威脅，且橡膠與有機溶劑成本很高，而使用水溶性酚醛樹脂代替醇溶性酚醛樹脂和橡膠作為粘結劑則可有效避免此類問題。

姜娟、于占江等人在其《水溶性酚醛樹脂改性離合器摩擦材料的制備與性能研究》一文中闡述了采用水溶性粘結劑作為粘結劑制備的離合器面片耐熱性好、摩擦系數大小適中，熱穩定性好，磨損率低，硬度、孔隙率適中。但是隨著汽車朝著高速、重載、舒適安全的的發展，對汽車所使用的離合器面片的性能要求也越來越高，這就要求粘結劑需要更強的耐磨性能、更好的耐高溫性能。而純水溶性酚醛樹脂制得的離合器面片耐熱極限溫度約為250℃，當超過300℃，熱分解現象相當嚴重，導致摩擦性能顯著下降，影響離合器面片的耐磨性能。

因此，本發明將納米鈦酸鋁用N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷進行表面改性，可以提高納米鈦酸鋁在高分子體系中的分散性和相容性，然后采用在位分散本體聚合水溶性酚醛樹脂，制得納米鈦酸鋁改性的水溶性酚醛樹脂，可以顯著提高水溶性酚醛樹脂的耐高溫性和耐磨損性，再在納米鈦酸鋁改性的水溶性酚醛樹脂分子結構中引入磷、硼、鉬、硅四中元素，可以顯著提高水溶性酚醛樹脂的耐熱性、硬度和機械強度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫性和耐磨性優異的汽車離合器面片用納米鈦酸鋁/磷硼鉬硅復合改性水溶性酚醛樹脂的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種汽車離合器面片用納米鈦酸鋁/磷硼鉬硅復合改性水溶性酚醛樹脂的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照摩爾比1-2:1:0.008-0.012稱取甲醛、苯酚和氫氧化鋇，待用；

（2）將甲醛加水攪拌制成質量分數為30-40%的甲醛水溶液，待用；

（3）按照質量比1:3-5將N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷加入到體積分數為95%的乙醇水溶液中，充分攪拌均勻，待用；

（4）將納米鈦酸鋁加水攪拌制成質量分數為40-50%的懸浮液，然后加入步驟（3）制得的溶液，充分攪拌均勻，在功率為300-500W的條件下超聲分散20-30min，真空抽濾，干燥，研磨，過篩，即得改性納米鈦酸鋁；

（5）將預先稱量好的的苯酚、氫氧化鋇、改性納米鈦酸鋁混合，不斷攪拌并升溫至40-45℃并保持20-30min，然后加入總量70-80%的甲醛水溶液，繼續攪拌并緩慢升溫至45-50℃，恒溫攪拌20-30min，然后以0.5-1℃/min的速率升溫至85-90℃，恒溫攪拌30-40min，再以0.1-0.2℃/min的速率升溫至90-95℃，恒溫攪拌20-30min，再以0.3-0.6℃/min的速率降溫至80-85℃，加入余下甲醛水溶液，恒溫攪拌10-15min，再緩慢升溫至90-95℃，恒溫攪拌0.5-1h，然后加入磷酸、硼酸和鉬酸銨，繼續升溫至90-100℃，恒溫攪拌2-3h，再后加入水解后的脲丙基三甲氧基硅烷，緩慢升溫至85-95℃，恒溫攪拌1-2h，即得納米鈦酸鋁/磷硼鉬硅復合改性水溶性酚醛樹脂。

所述納米鈦酸鋁的加入量為苯酚質量的6-8%。

所述N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷的加入量為納米鈦酸鋁質量的1-2%。

所述磷酸的加入量為苯酚質量的0.5-1%；所述硼酸的加入量為苯酚質量的2-3%；所述鉬酸銨的加入量為苯酚質量的1-2%。

所述脲丙基三甲氧基硅烷的加入量為苯酚質量的1-3%。

本發明的有益效果：

本發明將納米鈦酸鋁用N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷進行表面改性，可以提高納米鈦酸鋁在高分子體系中的分散性和相容性，然后采用在位分散本體聚合水溶性酚醛樹脂，制得納米鈦酸鋁改性的水溶性酚醛樹脂，可以顯著提高水溶性酚醛樹脂的耐高溫性和耐磨損性，再在納米鈦酸鋁改性的水溶性酚醛樹脂分子結構中引入磷、硼、鉬、硅四中元素，可以顯著提高水溶性酚醛樹脂的耐熱性、硬度和機械強度。