[發明專利]一種利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法

有效

• 申請號: 201710539715.8
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107141006B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 孟慶桓
• 申請（專利權）人: 浙江藍天知識產權運營管理有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/628;C04B35/622;C04B35/65
• 代理公司: 藍天知識產權代理(浙江)有限公司 33229
• 代理人: 周緒洞

1.一種利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，包括如下步驟：

第1步，碳纖維的增密處理：碳纖維裝載在真空碳管爐中，進行沉積增密；

第2步，碳纖維的石墨化處理：將第1步得到的碳纖維在高溫下進行石墨化處理；

第3步，碳纖維的活化處理： 將第2步得到的碳纖維用硝酸和硫酸的混合溶液中浸泡，浸泡后濾出后用水洗滌至中性后烘干；

第4步，碳纖維的羧基改性：按重量份計，將第3步得到的碳纖維22～30份與羧基改性混合液18～25份混合，升溫反應，所述的羧基改性混合液是由90～95wt%的濃硫酸和30～35wt%的過氧化氫溶液混合而成，反應結束后，將碳纖維過濾出，再用去離子水洗滌、干燥，得到羧基改性碳纖維；

第5步，碳纖維的羥基改性：按重量份計，將羧基改性的碳纖維12～20份與35～40份SOCl₂反應，反應結束后，將固體物濾出，再分散在乙二醇45～50份中，于105～110℃反應10～20h，反應結束后，將固體物濾出，用水洗滌后干燥，得到表面羥基修飾的碳纖維；

第6步，硅烷偶聯劑接枝的離子液體的制備：在醇類溶劑中，加入1～5wt%的硅烷偶聯劑和5～10%的咪唑類離子液體，在80～100℃下反應10～20h后，得到硅烷偶聯劑接枝的離子液體的溶液；

第7步，將表面羥基修飾的碳纖維浸泡在硅烷偶聯劑接枝的離子液體的溶液中進行處理，得到表面陽離子化的碳纖維；

第8步，硅溶膠的負電荷化：在硅溶膠中加入NaOH調節pH至9～11；

第9步，碳纖維的表面的靜電自組裝：將第7步得到的表面陽離子化的碳纖維浸泡于第8步得到的硅溶膠中，將碳纖維濾出，用水洗滌后烘干，得到靜電自組裝后的碳纖維；

第10步，碳纖維的成型：將第9步得到的碳纖維浸泡于由聚甲基硅烷、硅微粉、酯類溶劑、增稠劑混合而成的混合溶液；碳纖維與混合溶液的重量比是4：1～1.5；浸泡后置于在保護氣氛下進行高溫裂解，得到剎車盤胚體；

第11步， CVI沉積：采用天然氣和丙烷作為氣源，將剎車盤胚體置于CVI爐中進行沉積處理，得到表面結殼處理后的剎車盤。

2.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第1步中，沉積增密溫度1200～1300℃，天然氣壓力控制為3～5KPa，沉積時間為30～45h。

3.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第2步中，石墨化處理的溫度2200～2250℃，處理3～5h。

4.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第3步中，硝酸的濃度范圍是50～60wt%，硫酸的濃度是80～85 wt%，混合溶液的溫度是60～75℃，浸泡時間是1～3h。

5.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第4步中，升溫反應是指在65～70℃進行反應2～4h。

6.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第5步中，反應是指60～65℃條件下進行回流反應15～20h。

7.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第6步中，咪唑類離子液體選自氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑或氯化1- 丁基-3-甲基咪唑中的一種或幾種的混合；所述的醇類溶劑選自甲醇、乙醇、丙二醇、丁醇或異戊醇中的一種或幾種的混合；所述的硅烷偶聯劑為雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)、雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物(Si75)、γ-巰丙基三乙氧基硅烷(KH-580)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的利用靜電自組裝技術提高碳陶剎車盤防氧化性的方法，其特征在于，所述的第7步中，處理步驟是指在70～85℃條件下處理5～10h。