[發(fā)明專利]一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料及制備方法

在審

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• 申請日: 2021-06-13
• 公開（公告）號: CN113354919A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李賀軍;朱雨;費(fèi)杰;傅業(yè)偉;齊樂華;付前剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L9/02;C08L97/02;C08L77/10;C08K9/10;C08K3/38;C08K3/26;C08K7/14;C08K7/06;C08K7/04;C08J5/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料及制備方法，以Ph為8.5的緩沖液，加入鹽酸多巴胺和六方氮化硼混合，得到表面均勻包覆聚多巴胺納米薄膜的改性氮化硼。然后將改性氮化硼作為填料同纖維、樹脂粘結(jié)劑均勻混合，熱壓固化得到一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料。有益效果為：提升了樹脂基摩擦材料的減磨潤滑性能、導(dǎo)熱性能及抗剪切性能。樹脂基摩擦材料的磨損率降低76％，軟金屬對偶盤的磨損率降低55.6％，摩擦過程中對偶盤表面溫度明顯下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于干式樹脂基摩擦材料及制備方法，涉及一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料及制備方法。

背景技術(shù)

在一些特定工程環(huán)境中，由于經(jīng)濟(jì)性需要或?qū)Σ牧蠈?dǎo)熱、耐腐蝕等性能的高要求，常常應(yīng)用到低硬度金屬作為對偶盤，常見的如摩托車離合器中的鋁對偶，以及海上挖泥船、深海鉆機(jī)平臺等大功率集熱式摩擦裝置中的銅對偶。但這些金屬本身質(zhì)軟，易在摩擦過程中發(fā)生粘附和磨粒磨損。在持續(xù)制動過程中，低硬度對偶盤受到摩擦材料表面的微凸體及磨屑作用，更易產(chǎn)生劃痕。此外，軟金屬還存在耐熱性差、高溫易氧化等缺陷，持續(xù)的摩擦熱會使其強(qiáng)度進(jìn)一步降低，耐磨性較差。為了減少對偶盤的受損，需要對摩擦材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

樹脂基摩擦材料具有性能可調(diào)、工藝流程簡單、成本低、耐磨性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、石油鉆井和大型船舶等高速重載領(lǐng)域。但其與軟金屬對磨中，摩擦穩(wěn)定性、磨損率以及對偶盤損傷程度等仍需進(jìn)一步改善。

文獻(xiàn)1“專利公開號CN 107353638 B的中國專利”公開了一種造粒氧化鋯填充的樹脂基摩擦材料的制備方法。該方法通過造粒工藝，得到一種具有納米結(jié)構(gòu)的氧化鋯顆粒。按照重量百分比稱取芳綸漿粕、造粒氧化鋯、酚醛樹脂等組分原料。將原料按照一定順序投入到混料機(jī)中攪拌均勻得到混合料，將混合料放入鋼模具中進(jìn)行硫化處理即可得到造粒氧化鋯填充的樹脂基摩擦材料。該方法制備的樹脂基摩擦材料制備工藝簡單，具有摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定，抗熱衰退性能優(yōu)異的特點(diǎn)，但由于引入了硬質(zhì)氧化鋯顆粒，更容易對對偶材料，特別是軟金屬對偶造成損傷。

文獻(xiàn)2“專利公開號CN 110540662 A的中國專利”公開了一種聚多巴胺改性碳纖維/莫來石晶須增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法。該方法通過多巴胺的自氧化聚合反應(yīng)在莫來石晶須表面沉積納米級聚多巴胺顆粒，將改性后的莫來石晶須和碳纖維與酚醛樹脂混料后熱壓制備出樹脂基摩擦材料。該樹脂基制備的摩擦材料摩擦系數(shù)高、磨損量低、噪音低且耐熱性優(yōu)異，但是尚未涉及與銅鋁等軟金屬摩擦制動產(chǎn)生的性能影響。

文獻(xiàn)3“專利公開號CN 110102754 B的中國專利”公開了一種重載車輛干式離合器用銅基粉末冶金摩擦材料的制備方法。該方法優(yōu)化了多種碳材料(石墨顆粒、石油焦炭和鱗片石墨)的成分和粒度，輔以合適配比的金屬和陶瓷摩擦組元(鉻鐵粉、氧化鋯粉、二氧化硅粉)通過粉末冶金方法制得銅基摩擦材料。該方法獲得的摩擦材料尺寸穩(wěn)定，具有良好的耐磨性、摩擦穩(wěn)定性和不損傷對偶盤的優(yōu)點(diǎn)。但粉末冶金方法耗能較大，沒有樹脂基摩擦材料環(huán)保節(jié)能。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料及制備方法，通過添加表面改性的六方氮化硼可提高樹脂基摩擦材料的導(dǎo)熱自潤滑性能，有效降低了低硬度對偶材質(zhì)(如銅、鋁對偶)的磨損率，同時緩解了大功率持續(xù)制動條件下的摩擦生熱的問題。

技術(shù)方案

一種軟金屬友好型樹脂基摩擦材料，組份為增強(qiáng)纖維10-35％、填料20-35％、粘結(jié)劑20-40％、六方氮化硼1-5％；其特征在于：所述六方氮化硼采用改性六方氮化硼；以多巴胺吸附性使其在氮化硼表面發(fā)生自聚合反應(yīng)得到改性六方氮化硼。

所述六方氮化硼的粒徑為70-100nm，呈層片狀結(jié)構(gòu)，莫氏硬度為1-2。

一種制備所述軟金屬友好型樹脂基摩擦材料的方法，其特征在于步驟如下：