[發明專利]一種改性硅灰棉及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911351736.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111004273B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 趙利槐;趙芯萌;趙文軒
• 申請（專利權）人: 大冶市啟發礦產品有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C09K3/14;F16D65/092;F16D69/02
• 代理公司: 北京文苑專利代理有限公司 11516
• 代理人: 陳佳

本發明公開了一種改性硅灰棉及其制備方法與應用。所述改性硅灰棉為3?異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和如式I所述的硅烷偶聯劑聯合改性制備。本發明制備的改性硅灰棉采用兩種硅烷偶聯劑聯合改性，大大提高了材料的耐摩擦性能，采用改性硅灰棉為原料制備的盤式剎車片，摩擦系數達到0.63，滿足目前盤式剎車片制備的要求。

技術領域

本發明屬于摩擦材料制備技術領域，具體涉及一種改性硅灰棉及其制備方法與應用。

背景技術

隨著現代交通工具的高速發展，汽車使用越來越廣泛，汽車運行中的安全性能主要依靠制動系統。而摩擦材料對汽車制動行為有著關鍵的作用，在一次制動過程中，行使著的車輛的動能轉換成摩擦副表面的熱能，這些熱能主要是通過制動盤的傳導和向大氣的對流來消耗。摩擦材料上引發一些化學反應、金相變化以及磨損過程，通常，轎車前制動盤的溫度為150-250℃，而后制動片的表面溫度可達380℃或更高。

摩擦材料是通過摩擦制動使行駛中的汽車停下來且具有一定結構強度的三元復合材料，主要為剎車片。隨著科技的進步，汽車工業的不斷推進，人們對汽車行駛速度的要求不斷提高，摩擦材料也應該做出改進，不但要求摩擦系數較高而平穩，還要求磨損率低、機械強度高、噪音低、導熱率高、能經受化學腐蝕、原材料經濟實惠、制造工藝簡單等。

偶聯劑是一種具有極性相反的兩個官能團的有機化合物，它可以通過自身的偶聯作用將理化性質區別較大的兩種材料緊密粘合起來改善復合材料的力學性能。硅灰棉是樹脂基摩擦材料常用的主要組分，對其進行改性可以提高材料的性能，但是，目前的改性提高摩擦因數有限，沒有達到目前盤式剎車片的新標準要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性硅灰棉及其制備方法與應用。

一種改性硅灰棉，所述改性硅灰棉為3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和如式I所述的硅烷偶聯劑聯合改性制備：

式I。

一種改性硅灰棉的制備方法，按照如下步驟進行：

（1）將3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷溶解于水中，配制成質量濃度為10-30%的水溶液；

（2）將式I所述的化合物溶解于無水乙醇中，配制成質量濃度為10-30%的乙醇溶液；

（3）將步驟（1）和（2）制備的溶液按照體積比（0.5-3）：1的體積比混合，加入硅灰棉，水浴加熱并攪拌8-15min，然后過濾，自然風干，放入烘箱，在 70-90℃ 下干燥0.5-2h，即得到經過偶聯劑改性的硅灰棉。

所述硅灰棉與硅烷偶聯劑溶液的用量質量比為1：（0.5-2）。

上述改性硅灰棉在制備摩擦材料中的應用。

優選的，所述硅灰棉作為制備盤式剎車片。

一種盤式剎車片，包括如下重量份數的組分：改性硅灰棉20-30份、酚醛樹脂10-20份、丁晴橡膠10-20份、螢石5-8份、黃銅礦3-8份、鱗片石墨5-8份。

上述盤式剎車片的制備方法，按照如下步驟進行：

（1）按照重量份數，取改性硅灰棉20-30份、酚醛樹脂10-20份、丁晴橡膠10-20份、螢石5-8份、黃銅礦3-8份、鱗片石墨5-8份，放入立式高速混料機混合均勻，然后放入烘箱中，150-170℃烘干8-10h；

（2）干燥后的混和料在150-170℃，15-25MPa條件下干燥10-15min，加熱加壓固化成形；

（3）固化成形后的盤式剎車片在烘箱中進行熱處理，熱處理溫度180-220℃，時間4-7h。