[發明專利]混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110533717.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113388225A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 劉玉成;施愛平;楊啟志;李耀明;盤家航;儲躍祥
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08L77/10;C08L1/02;C08K3/30;C08K3/34;C08K7/00;C08K3/04;C08J5/04;C09K3/14
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1.混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料，其特征在于，混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料按質量分數計算，各組分含量為：混雜纖維多尺度增強體6～23％，腰果殼油改性酚醛樹脂0～40％、沉淀硫酸鋇8～19％、硅灰石5～24％、鈦酸鉀片晶5～20％、硫化銻2～12％、天然石墨2～20％、二硫化鉬1～5％、腰果油殼摩擦粉1～6％；其中混雜纖維多尺度增強體由按質量分數30～60％的芳綸纖維和質量分數40～70％的天然纖維組成。

2.如權利要求1所述的混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料，其特征在于，所述天然纖維包括黃麻纖維、紅麻纖維、蕉麻纖維、苧麻纖維、洋麻纖維、亞麻纖維和棉纖維的其中任意三種，三種天然纖維的質量分數比為1:1:1。

3.如權利要求1所述的混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1.1制備混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料中所述混雜纖維多尺度增強體，包括下列步驟：

1.1.1將2～6根長絲芳綸纖維作為纏繞中心，間隔120°放置的三種連續天然纖維按順時針纏繞在長絲芳綸纖維上，形成螺旋形混雜纖維束；

1.1.2將步驟1.1.1所得到的連續螺旋形混雜纖維束浸泡在裝有納米二氧化硅與偶聯劑溶液所形成的懸浮液的可加熱接枝處理裝置中；

1.1.3將步驟1.1.2所得到的連續納米二氧化硅-螺旋形混雜纖維束放入超聲清洗機中進行清洗；

1.1.4將步驟1.1.3所得到的超聲清洗后的連續納米二氧化硅-螺旋形混雜纖維束通過烘干設備進行烘干處理；

1.1.5將步驟1.1.4所得到的干燥連續納米二氧化硅-螺旋形混雜纖維束通過腰果殼油改性酚醛樹脂粉末噴灑裝置，將樹脂粉末均勻的噴灑在纖維束表面，加熱并風冷固化；

1.1.6將步驟1.1.5所得到的固化后的連續納米二氧化硅-螺旋形混雜纖維束在拉應力的作用下進行剪切，形成混雜纖維多尺度增強體；

1.2將所述混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料的所有原材料進行充分混合，并將最終混料體進行烘干處理；

1.3熱壓處理-熱處理-機械加工處理，包括以下步驟：

1.3.1將步驟1.2所得到的混料體放入模具中進行熱壓處理和熱處理；

1.3.2將步驟1.3.1所得到的制動摩擦材料樣塊在燒蝕機中進行表面燒蝕，冷卻到室溫后進行表面打磨，最終得到混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料。

4.如權利要求3所述的混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟1.1.1中，所述連續天然纖維為粗紗，介于2～4支之間；所述螺旋形混雜纖維束的螺旋升角為20°～70°；步驟1.1.2中，所述偶聯劑溶液由無水乙醇、偶聯劑和蒸餾水組成，各組分的質量比為：40～80:5～12:15～48；所述偶聯劑為硅烷偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑中的一種；所述納米二氧化硅粒徑為1～110nm，懸浮液中納米二氧化硅的質量分數為0.3～20％；所述螺旋形混雜纖維束在懸浮液中浸泡時間為t1，20s≤t1≤1500s；所述懸浮液的溫度為T1，25℃≤T1≤95℃；步驟1.1.3中，所述超聲清洗的超聲功率為P1，120W≤P1≤200W；超聲清洗時間為t2，20s≤t2≤1300s；超聲清洗溫度為室溫；超聲清洗介質為蒸餾水；步驟1.1.4中，所述烘干溫度為T2，70℃≤T2≤115℃；烘干時間為t3，180s≤t3≤2400s；烘干處理后的混雜纖維束含水量為ω1：3％≤ω1≤7％；步驟1.1.5中，所述連續納米二氧化硅-螺旋形混雜纖維表面的樹脂厚度為δ，10μm≤δ≤100μm；加熱溫度為T3，110℃≤T3≤130℃；加熱時間為t4，5s≤t4≤20s；冷卻時間為t5，15s≤t5≤40s；步驟1.1.6中，所述拉應力為P1，10MPa≤P1≤300MPa，剪切長度為L1，5mm≤L1≤120mm。

5.如權利要求3所述的混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟1.2中，所述混合時間為t6，10s≤t6≤20s；烘干時間為t7，240s≤t7≤1200s；烘干溫度為T4，80℃≤T4≤100℃。

6.如權利要求3所述的混雜纖維多尺度增強NAO型制動摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟1.3.1中，壓力為N1，30MPa≤N1≤100MPa，在壓力N1下，第一階段的溫度為T5，100℃≤T5≤145℃，時間為t8，60min≤t8≤120min，第二階段的溫度為T6，160℃≤T6≤200℃，時間為t9，120min≤t9≤180min；將壓力降至N2，20MPa≤N2≤60MPa，在壓力N2下，第三階段的溫度為T7，90℃≤T7≤150℃，時間為t10，100min≤t10≤150min，第四階段，壓力減小為零，溫度冷卻到室溫；步驟1.3.2中，所述燒蝕溫度為T₈：600℃≤T8≤850℃；燒蝕時間為t11：20min≤t11≤40min。