[發(fā)明專利]含有機改性磷酸鋯的摩擦材料

有效

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• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107011626B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉昌華;洪靜;黃進;甘霖;鄧僖;蔣婷;劉煒烽;羅列紅
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08L77/10;C08K13/06;C08K9/04;C08K7/02;C08K7/08;C08K3/22;C08K3/04;C08K3/30;C08K3/32;C09K3/14
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種含有機改性磷酸鋯的摩擦材料，所述摩擦材料按質(zhì)量百分比為如下組分：酚醛樹脂13～15％，芳綸纖維6～8％，礦物纖維8～10％，鈦酸鉀晶須18～20％，氧化鋁2～4％，石墨5～7％，硫酸鋇34～40％和有機改性磷酸鋯0.5～5％；經(jīng)過添加有機改性磷酸鋯的摩擦材料的摩擦性能有較大提高，降低磨損率，且增強抗熱衰退性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于摩擦材料領(lǐng)域，涉及含有機改性磷酸鋯的摩擦材料，更涉及其摩擦材料制備方法。

背景技術(shù)

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車的安全可靠性和舒適性的要求越來越高。摩擦材料作為車輛和機械的離合器總成及制動器中的關(guān)鍵安全零件，要求其具有適宜而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性，一定的機械強度和物理性能，低的制動噪聲，低磨損。摩擦材料是一種多元復(fù)合材料，是由粘結(jié)劑、增強纖維和摩擦性能調(diào)節(jié)劑三大主要組分及其他配合劑加工制備而成。

溫度是影響摩擦系數(shù)的重要因素。摩擦材料在摩擦過程中，由于溫度的迅速升高，一般溫度達200℃以上，摩擦系數(shù)開始下降。當溫度達到樹脂和橡膠分解溫度范圍后，產(chǎn)生摩擦系數(shù)的驟然降低，這種現(xiàn)象稱為“熱衰退”。嚴重的“熱衰退”會導(dǎo)致制動效能變差和惡化。在實際應(yīng)用中會降低摩擦力，從而降低了制動作用，這很危險也是必須要避免的。

發(fā)明內(nèi)容

在現(xiàn)有層狀材料的摩擦學性能研究中作為摩擦調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的石墨、二硫化鉬以及α-二硅酸鈉對比，與α-磷酸鋯在相同含量及測試條件中，添加α-磷酸鋯的摩擦材料展現(xiàn)了更為優(yōu)異的減摩性能。在有α-磷酸鋯與二硫化鉬的摩擦材料往復(fù)摩擦測試研究中，發(fā)現(xiàn)添加α-磷酸鋯比添加二硫化鉬的摩擦材料能承受更強的負載以及更高的往復(fù)頻率并表現(xiàn)出優(yōu)異且穩(wěn)定的摩擦性能。其中，α-磷酸鋯是用于潤滑劑中提高其摩擦性能的陽離子型層狀化合物，由ZrO₆八面體與HPO₄四面體交替連接而構(gòu)成。每層由Zr原子組成平面，磷酸基團以三個原子分別于三個Zr原子相連，交錯地位于平面上下。相比于蒙脫土，層狀α-磷酸鋯具有更高的離子交換能力，大的表面積，高的熱穩(wěn)定性、耐酸堿性和較好的粒徑分布。進一步，利用分子設(shè)計的多樣性可進行不同有機官能團和客體分子的插層，有機胺插層改性的磷酸鋯與基體的相容性更好，并提高了摩擦材料的抗“熱衰退”性，另外還可根據(jù)不同的摩擦要求進行選擇不同層間距的有機胺插層胺改性磷酸鋯對摩擦材料的摩擦性能進行有效的調(diào)節(jié)。

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種含有機改性磷酸鋯的摩擦材料。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

1.含有機改性磷酸鋯的摩擦材料，所述摩擦材料按質(zhì)量百分比為如下組分：酚醛樹脂13～15％，芳綸纖維6～8％，礦物纖維8～10％，鈦酸鉀晶須18～20％，氧化鋁2～4％，石墨5～7％，硫酸鋇34～40％和有機改性磷酸鋯0.5～5％。

進一步，所述有機改性磷酸鋯質(zhì)量百分比為1～3％。

進一步，所述有機改性磷酸鋯為聚醚胺D230改性α-磷酸鋯或聚醚胺D400改性α-磷酸鋯。

進一步，所述酚醛樹脂為丁腈橡膠改性的酚醛樹脂、腰果殼油改性酚醛樹脂或聚乙烯醇縮丁醛改性酚醛樹脂。

進一步，所述石墨的粒度為80～100目。

進一步，所述有機改性磷酸鋯制備方法為：取α-磷酸鋯分散于水中8h，α-磷酸鋯摩爾濃度為0.2mol/L，將等體積摩爾濃度為0.4mol/L的聚醚胺溶液逐滴緩慢地滴加入α-磷酸鋯的分散液中，室溫下反應(yīng)24h，過濾洗滌后在60℃下干燥12h后得有機改性磷酸鋯。

進一步，所述聚醚胺為聚醚胺D230或聚醚胺D400。