本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車用高強摩阻材料。
背景技術(shù)：
隨著各發(fā)達國家汽車工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代社會環(huán)保意識的提高，摩阻材料的運行條件越來越苛刻，對它的性能要求也越來越高。例如要有足夠而穩(wěn)定的摩擦系統(tǒng)，動、靜摩擦系數(shù)之差小；要有良好的導熱性、較大的熱容量和一定的高溫機械強度；要有良好的耐磨性和抗粘著性，不易擦傷對偶件，無噪聲，低成本，對環(huán)境無污染等。
近幾年來我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，使得汽車摩阻材料的需求量很大，但我國摩擦片的研究比國外起步晚，在工業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)水平、工藝設(shè)備以及產(chǎn)品的品種、數(shù)量和性能等方面與世界發(fā)達國家還有較大差距，且隨著對汽車制動安全性的要求越來越高，入世帶來的挑戰(zhàn)，對摩阻材料的要求越來越高。可見應盡快研制出適應汽車發(fā)展，在性能和成本指標上滿足目標要求的摩阻材料，特別是適應車輛的高速化、輕量化的耐高溫摩阻材料。
積極開發(fā)研究新型高性能摩阻材料特別是耐高溫、低噪聲、無危害、低成本的剎車片是今后摩阻材料研究的重點。研究開發(fā)新型汽車制動器摩阻材料，同時深入理論的研究具有重要的社會意義、經(jīng)濟意義及理論價值。本文對海泡石纖維混雜增強摩阻材料的配方及其摩擦磨損的理論研究，以期能為實際摩阻材料的配方積累數(shù)據(jù)及提供理論依據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：
⑴如何通過加入高強度體系來提高車用摩阻材料的沖擊強度，且熱衰退與恢復性能好，使用時噪聲??；
⑵如何改善由于加入高強度體系后導致車用摩阻材料摩擦系數(shù)降低的技術(shù)問題。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
一種車用高強摩阻材料，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7-9%；摩阻材料基體的重量份組分包括：海泡石纖維9-11份、酚醛樹脂2.1-2.3份、羧基亞硝基氟橡膠2.8-3.1份、2-硫醇基苯駢噻唑2-4份、石墨0.6-0.8份、硼酸正丁酯1.2-1.4份、二苯基硅二醇3.1-3.2份；高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅6.7-6.9份，乙氧基化烷基胺29-31份，甲基含氫硅油71-73份，羥基聚二甲基硅氧烷5.7-5.9份，乙烯基三甲氧基硅烷9.7-9.9份，聚磷酸銨5.5-5.7份，納米蒙脫土7.2-7.5份，氣相法白炭黑6.5-6.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6-8份，烷基酚聚氧乙烯醚3.1-3.3份，增韌劑2.7-2.9份，活性稀釋劑2.1-2.3份，相容劑1.5-1.7份，偶聯(lián)劑1.2-1.4份，流平劑1.1-1.3份，混合氯化稀土0.3-0.5份；納米二氧化硅的粒徑為20-30nm，納米蒙脫土的粒徑為20-30nm。
本發(fā)明的車用高強摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠以設(shè)定的重量份，將海泡石纖維、酚醛樹脂、羧基亞硝基氟橡膠、2-硫醇基苯駢噻唑、石墨、硼酸正丁酯、二苯基硅二醇，加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為60～80℃，攪拌速度為300～500rpm；
㈡按設(shè)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(shè)定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到車用高強度摩阻材料。
本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：
前述的車用高強摩阻材料，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(lián)劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑、甲基乙烯基二氯硅烷偶聯(lián)劑、甲基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)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(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的摩阻材料具有優(yōu)異的機械性能和優(yōu)越的摩擦磨損性能，熱衰退與恢復性能好，噪聲小，是適用于載重汽車制動性能的新型摩阻材料。本發(fā)明摩阻材料通過引入高強度體系進行增強改性，具有優(yōu)異的沖擊強度和摩擦系數(shù)。實驗結(jié)果顯示，本發(fā)明的高強度體系能有效增強車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(fā)明摩阻材料沖擊強度較現(xiàn)有材料提高至少1.5倍以上，沖擊強度可達到6.1kJ／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(xiàn)有材料有所下降，但添加了活性稀釋劑、相容劑、偶聯(lián)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(fā)現(xiàn)，“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(jié)構(gòu)存在破損和塌陷，摩擦系數(shù)有所下降；而加入活性稀釋劑、相容劑、偶聯(lián)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(jié)構(gòu)更規(guī)整，摩擦系數(shù)有所提高，摩擦系數(shù)達到0.65～0.67，在300℃左右其摩擦系數(shù)達到0.39。綜合結(jié)果顯示，當本發(fā)明高強度體系的加入量為摩阻材料基體重量的7-9%時，摩阻材料的沖擊強度、力學性能、摩擦系數(shù)能達到一個平衡點，沖擊強度、力學性能、摩擦系數(shù)均較優(yōu)。沖擊強度4.9-6.1kJ／m3，摩擦系數(shù)達到0.65～0.67。另外，實驗結(jié)果顯示，本發(fā)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(shù)效果。綜上所述，本發(fā)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(shù)、耐高溫性能以及抗靜電性能。
具體實施方式
實施例1
本實施例是一種車用高強摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為所述摩阻材料基體重量的7%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：海泡石纖維9份、酚醛樹脂2.1份、羧基亞硝基氟橡膠2.8份、2-硫醇基苯駢噻唑2份、石墨0.6份、硼酸正丁酯1.2份、二苯基硅二醇3.1份。
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅6.7份，乙氧基化烷基胺29份，甲基含氫硅油71份，羥基聚二甲基硅氧烷5.7份，乙烯基三甲氧基硅烷9.7份，聚磷酸銨5.5份，納米蒙脫土7.2份，氣相法白炭黑6.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份，烷基酚聚氧乙烯醚3.1份，增韌劑2.7份，活性稀釋劑2.1份，相容劑1.5份，偶聯(lián)劑1.2份，流平劑1.1份，混合氯化稀土0.3份；納米二氧化硅的粒徑為20nm，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(lián)劑為乙烯基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為異佛爾酮。
本實施例的車用高強摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠以設(shè)定的重量份，將海泡石纖維、酚醛樹脂、羧基亞硝基氟橡膠、2-硫醇基苯駢噻唑、石墨、硼酸正丁酯、二苯基硅二醇，加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為60℃，攪拌速度為300rpm；
㈡按設(shè)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(shè)定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到車用高強度摩阻材料。
實施例2
本實施例是一種車用高強摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為所述摩阻材料基體重量的8%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：海泡石纖維10份、酚醛樹脂2.2份、羧基亞硝基氟橡膠3份、2-硫醇基苯駢噻唑3份、石墨0.7份、硼酸正丁酯1.3份、二苯基硅二醇3.1份。
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅6.8份，乙氧基化烷基胺30份，甲基含氫硅油72份，羥基聚二甲基硅氧烷5.8份，乙烯基三甲氧基硅烷9.8份，聚磷酸銨5.6份，納米蒙脫土7.3份，氣相法白炭黑6.6份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷7份，烷基酚聚氧乙烯醚3.2份，增韌劑2.8份，活性稀釋劑2.2份，相容劑1.6份，偶聯(lián)劑1.3份，流平劑1.2份，混合氯化稀土0.4份；納米二氧化硅的粒徑為25nm，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(lián)劑為甲基乙烯基二氯硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為二丙酮醇。
本實施例的車用高強摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠以設(shè)定的重量份，將海泡石纖維、酚醛樹脂、羧基亞硝基氟橡膠、2-硫醇基苯駢噻唑、石墨、硼酸正丁酯、二苯基硅二醇，加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為70℃，攪拌速度為400rpm；
㈡按設(shè)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83℃，攪拌速度為280rpm；
㈢將摩阻材料基體與高強度體系按設(shè)定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到車用高強度摩阻材料。
實施例3
本實施例是一種車用高強摩阻材料，包括摩阻材料基體和高強度體系，高強度體系的加入量為所述摩阻材料基體重量的9%。
摩阻材料基體的重量份組分包括：海泡石纖維11份、酚醛樹脂2.3份、羧基亞硝基氟橡膠3.1份、2-硫醇基苯駢噻唑4份、石墨0.8份、硼酸正丁酯1.4份、二苯基硅二醇3.2份。
高強度體系的重量份組分包括：納米二氧化硅6.9份，乙氧基化烷基胺31份，甲基含氫硅油73份，羥基聚二甲基硅氧烷5.9份，乙烯基三甲氧基硅烷9.9份，聚磷酸銨5.7份，納米蒙脫土7.5份，氣相法白炭黑6.7份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷8份，烷基酚聚氧乙烯醚3.3份，增韌劑2.9份，活性稀釋劑2.3份，相容劑1.7份，偶聯(lián)劑1.4份，流平劑1.3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(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷偶聯(lián)劑；流平劑為聚二甲基硅氧烷。
本實施例的車用高強摩阻材料的制備包括以下步驟：
㈠以設(shè)定的重量份，將海泡石纖維、酚醛樹脂、羧基亞硝基氟橡膠、2-硫醇基苯駢噻唑、石墨、硼酸正丁酯、二苯基硅二醇，加入攪拌機中，加熱攪拌，冷卻至室溫；加熱溫度為80℃，攪拌速度為500rpm；
㈡按設(shè)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(shè)定的配比進行混合，并進行球磨、干燥，得到車用高強度摩阻材料。
除上述實施例外，本發(fā)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(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。