本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種風機用高強度摩阻材料。
背景技術：
摩阻材料是主要用于運動機械和裝備中，起制動、傳動、轉向、減速、駐車等作用，任何做相對運動的機械設備及各種車輛都必須安裝制動或傳動裝置。作為制動或傳動裝置上的關鍵性部件，摩阻材料主要是利用自身良好的摩擦學性能，以摩擦的方式將制動時的動能轉變為以熱能為主的能量，從而達到制動的效果，它最主要的功能是通過摩擦來吸收和傳遞動力。如剎車片吸收動能和離合器片傳遞動力等，能保證運動部件安全可靠地工作。
目前，材料成分設計仍然是摩阻材料的主要研究方向，在實驗研究中采用的方法是多種多樣的，其目的也是以增強新型摩阻材料的各項性能為目的。隨著科學技術的快速發展，新材料的研制，必然促進摩阻材料在工藝及配方研究上有多種選擇，從而研制出能適應和滿足不同工況的摩阻材料。在摩阻材料組成成分方面，單一纖維作為增強材料有些缺點，比如：碳纖維各項性能好，但成本較高，限制了推廣；玻璃纖維由于表面光滑，不能很好的與基體粘結劑浸潤，從而兩者的結合效果不理想；鋼纖維易生銹失效等問題。目前，混雜纖維增強已成為研究者的首選了，譬如半金屬摩阻材料中使用玻璃纖維與鋼纖維、碳纖維與銅纖維以及鋼纖維與碳纖維等混雜，利用不同纖維的優點，能同時滿足各項性能，研制出性價比高的摩阻材料。因此，混雜纖維增強摩阻材料仍是今研究方向之一。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：
⑴如何通過加入高強度體系來提高風機用摩阻材料的沖擊強度；
⑵如何改善由于加入高強度體系后導致摩擦系數降低的技術問題。
本發明解決以上技術問題的技術方案是：
一種風機用高強度摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的17-19%；摩阻材料基體的重量份組分包括：聚醚醚酮21-23份、碳纖維9.2-9.4份、無水乙醇132-134份、氧化鎂6.1-6.3份、氯化鎂7.2-7.4份、卵磷脂1.7-1.9份、碳酸氫鈉6.5-6.7份、甲醛次硫酸鈉6.4-6.6份、丁基橡膠1.7-1.9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6.5-6.7份；高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅5.7-5.9份，乙氧基化烷基胺19-21份，甲基含氫硅油81-83份，羥基聚二甲基硅氧烷6.7-6.9份，乙烯基三甲氧基硅烷11-13份，聚磷酸銨2.5-2.7份，短切玻璃纖維7.7-7.9份，納米蒙脫土3.2-3.5份，氣相法白炭黑8.5-8.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷16-18份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1-5.3份，增韌劑1.7-1.9份，活性稀釋劑1.5-1.7份，相容劑1.5-1.7份，偶聯劑1.6-1.8份，流平劑1.9-2.1份，混合氯化稀土0.3-0.5份；所述的納米二氧化硅的粒徑為20-30nm，所述的納米蒙脫土的粒徑為20-30nm。
本發明的風機用高強度摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠按設定的重量份，將聚醚醚酮和碳纖維混合物分散于無水乙醇中，再按設定的重量份加入氧化鎂、氯化鎂、卵磷脂、碳酸氫鈉、甲醛次硫酸鈉、丁基橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物，加熱攪拌混合均勻得到摩阻材料基體；加熱溫度為75-77℃，攪拌速度為300-500rpm；
㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為85-87℃，攪拌速度為250-300rpm；
㈢將摩阻材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到風機用高強度摩阻材料。
本發明進一步限定的技術方案是：
前述的風機用高強度摩阻材料，其中，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體、氯化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或一種以上混合物；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚、辛葵酸縮水甘油酯、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甲苯縮水甘油醚、蓖麻油多縮水甘油醚中的一種或一種以上混合物；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯劑、甲基乙烯基二氯硅烷偶聯劑、甲基三丁酮肟基硅烷偶聯劑中的一種或一種以上混合物；流平劑為異佛爾酮、二丙酮醇、氟改性丙烯酸、磷酸酯改性丙烯酸、丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有機改性聚硅氧烷中的一種或一種以上混合物。
本發明的有益效果是：本發明摩阻材料通過引入高強度體系進行增強改性，具有優異的沖擊強度和摩擦系數。實驗結果顯示，本發明的高強度體系能有效增強風機用摩阻材料的沖擊強度，當由高強度體系加入摩阻材料基體后，能使本發明摩阻材料沖擊強度較現有材料提高至少2倍以上，沖擊強度可達到6.7kJ／m3；但“納米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氫硅油、羥基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸銨、短切玻璃纖維、納米蒙脫土、氣相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韌劑”組成的高強度體系的添加會使摩阻材料的力學性能相比現有材料有所下降，但添加了活性稀釋劑、相容劑、偶聯劑、流平劑和混合氯化稀土后能使它們的力學性能有所改善；通過掃描電鏡發現，“納米二氧化硅、乙氧基化烷基胺、甲基含氫硅油、羥基聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚磷酸銨、短切玻璃纖維、納米蒙脫土、氣相法白炭黑、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚和增韌劑”組成的高強度體系加入后摩阻材料的結構存在破損和塌陷，摩擦系數有所下降；而加入活性稀釋劑、相容劑、偶聯劑、流平劑和混合氯化稀土后可以提高其與摩阻材料基體的相容性，使摩阻材料的結構更規整，摩擦系數有所提高，摩擦系數達到0.55～0.60，在300℃左右其摩擦系數達到0.31。綜合結果顯示，當本發明高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的17-19%時，摩阻材料的沖擊強度、力學性能、摩擦系數能達到一個平衡點，沖擊強度、力學性能、摩擦系數均較優。沖擊強度5.2-6.7kJ／m3，摩擦系數達到0.55～0.60。另外，實驗結果顯示，本發明高強度體系的加入還能有效改善摩阻材料的耐高溫性能，600℃左右仍能滿足使用性能；另外，還能有效提高摩阻材料的防靜電性能，獲得了意想不到的技術效果。綜上所述，本發明通過加入高強度體系，可以提高摩阻材料的沖擊強度、力學性能、摩擦系數、耐高溫性能以及抗靜電性能。
具體實施方式
實施例1
本實施例是一種風機用高強度摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的17%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：聚醚醚酮21份、碳纖維9.2份、無水乙醇132份、氧化鎂6.1份、氯化鎂7.2份、卵磷脂1.7份、碳酸氫鈉6.5份、甲醛次硫酸鈉6.4份、丁基橡膠1.7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6.5份；
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅5.7份，乙氧基化烷基胺19份，甲基含氫硅油81份，羥基聚二甲基硅氧烷6.7份，乙烯基三甲氧基硅烷11份，聚磷酸銨2.5份，短切玻璃纖維7.7份，納米蒙脫土3.2份，氣相法白炭黑8.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷16份，烷基酚聚氧乙烯醚5.1份，增韌劑1.7份，活性稀釋劑1.5份，相容劑1.5份，偶聯劑1.6份，流平劑1.9份，混合氯化稀土0.3份；所述的納米二氧化硅的粒徑為20nm，所述的納米蒙脫土的粒徑為20nm。
其中，增韌劑為苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體；活性稀釋劑為烷基縮水甘油醚；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯劑；流平劑為異佛爾酮。
本實施例的風機用高強度摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠按設定的重量份，將聚醚醚酮和碳纖維混合物分散于無水乙醇中，再按設定的重量份加入氧化鎂、氯化鎂、卵磷脂、碳酸氫鈉、甲醛次硫酸鈉、丁基橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物，加熱攪拌混合均勻得到摩阻材料基體；加熱溫度為75℃，攪拌速度為300rpm；
㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為85℃，攪拌速度為250rpm；
㈢將摩阻材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到風機用高強度摩阻材料。
實施例2
本實施例是一種風機用高強度摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的18%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：聚醚醚酮22份、碳纖維9.3份、無水乙醇133份、氧化鎂6.2份、氯化鎂7.3份、卵磷脂1.8份、碳酸氫鈉6.6份、甲醛次硫酸鈉6.5份、丁基橡膠1.8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6.6份；
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅5.8份，乙氧基化烷基胺20份，甲基含氫硅油82份，羥基聚二甲基硅氧烷6.8份，乙烯基三甲氧基硅烷12份，聚磷酸銨2.6份，短切玻璃纖維7.8份，納米蒙脫土3.3份，氣相法白炭黑8.6份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷17份，烷基酚聚氧乙烯醚5.2份，增韌劑1.8份，活性稀釋劑1.6份，相容劑1.6份，偶聯劑1.7份，流平劑2.0份，混合氯化稀土0.4份；所述的納米二氧化硅的粒徑為25nm，所述的納米蒙脫土的粒徑為25nm。
其中，增韌劑為氯化聚乙烯；活性稀釋劑為辛葵酸縮水甘油酯；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為甲基乙烯基二氯硅烷偶聯劑；流平劑為二丙酮醇。
本實施例的風機用高強度摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠按設定的重量份，將聚醚醚酮和碳纖維混合物分散于無水乙醇中，再按設定的重量份加入氧化鎂、氯化鎂、卵磷脂、碳酸氫鈉、甲醛次硫酸鈉、丁基橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物，加熱攪拌混合均勻得到摩阻材料基體；加熱溫度為76℃，攪拌速度為400rpm；
㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為86℃，攪拌速度為280rpm；
㈢將摩阻材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到風機用高強度摩阻材料。
實施例3
本實施例是一種風機用高強度摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的19%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：聚醚醚酮23份、碳纖維9.4份、無水乙醇134份、氧化鎂6.3份、氯化鎂7.4份、卵磷脂1.9份、碳酸氫鈉6.7份、甲醛次硫酸鈉6.6份、丁基橡膠1.9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6.7份；
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅5.9份，乙氧基化烷基胺21份，甲基含氫硅油83份，羥基聚二甲基硅氧烷6.9份，乙烯基三甲氧基硅烷13份，聚磷酸銨2.7份，短切玻璃纖維7.9份，納米蒙脫土3.5份，氣相法白炭黑8.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷18份，烷基酚聚氧乙烯醚5.3份，增韌劑1.9份，活性稀釋劑1.7份，相容劑1.7份，偶聯劑1.8份，流平劑2.1份，混合氯化稀土0.5份；所述的納米二氧化硅的粒徑為30nm，所述的納米蒙脫土的粒徑為30nm。
其中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三縮水甘油醚；相容劑為馬來酸酐接枝改性聚丙烯；偶聯劑為甲基三丁酮肟基硅烷偶聯劑；流平劑為磷酸酯改性丙烯酸。
本實施例的風機用高強度摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠按設定的重量份，將聚醚醚酮和碳纖維混合物分散于無水乙醇中，再按設定的重量份加入氧化鎂、氯化鎂、卵磷脂、碳酸氫鈉、甲醛次硫酸鈉、丁基橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物，加熱攪拌混合均勻得到摩阻材料基體；加熱溫度為77℃，攪拌速度為500rpm；
㈡按設定的重量份將高強度體系各組分進行加熱攪拌混合均勻得到高強度體系；加熱溫度為87℃，攪拌速度為300rpm；
㈢將摩阻材料基體與高強度體系按設定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到風機用高強度摩阻材料。
除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。