一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及碳基陶瓷摩擦采用用原料處理技術領域，尤其是一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法。
【背景技術】
[0002]目前，芳綸纖維表面改性方法主要有:等離子體表面改性技術、超聲波強迫浸潤技術、T射線輻射方法、表面化學接枝法等。但這些改性處理方法對于工藝的要求較為嚴格，投資較大，需要加入的反應物多、反應設備多、并且得到的芳綸纖維的改性結果較差。于是，有大量的研究者從事于芳綸纖維的改性處理技術領域，如專利號為200810228915.2的《一種芳綸纖維表面改性方法》包括下述步驟:(I)芳綸纖維的表面處理；(2)芳綸纖維的水解；
[3]采用界面聚合法接枝液晶單體4，4-二羥基-α，α二甲基芐連氮:①制備水相:將水解至中性位芳綸纖維、4，4-二羥基-α，α 二甲基芐連氮、氫氧化鈉和季胺鹽溶于水中；②制備有機相:將二元酸酰氯溶于有機溶劑中；③將有機相迅速倒入水相中，快速攪拌，進行反應，將產物倒入的沉淀劑中，攪拌、過濾，然后進行洗滌提純，直到洗液澄清為止，進行干燥后即得改性芳綸纖維。再如專利號為201010128403.6的《一種利用碳納米管改性芳綸纖維的方法》包括:選擇環(huán)氧樹脂/芳綸纖維復合材料作為研究對象，以碳納米管為表面修飾材料，先通過化學修飾的方法在芳綸纖維形成一定比例的自由氨基基團，浸泡在N-甲基吡咯烷酮溶液(NMP)中，通過超聲輔助，與表面羧基化的碳納米管反應，部分碳納米管進入到Kevlar纖維內部，而另一部分則通過與氨基形成酰胺鍵而固定在纖維表面，這樣便形成碳納米管內外摻雜的芳綸纖維復合體。
[0003]可是，上述的改性方法的原料需求較為特殊，成本較高，并且處理過程中的工藝條件要求依然苛刻，進而造成對芳綸纖維改性處理的成本和處理難度較大，并且，在現有技術中進行改性處理的芳綸纖維均難以滿足陶瓷摩擦材料的制備，并且改性的目的僅僅只是改善芳綸纖維表面的活性，由此可見，對于應用于陶瓷摩擦材料領域的芳綸纖維的改性處理，在現有技術中還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法。
[0005]具體是通過以下技術方案得以實現的:
[0006]一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，包括以下步驟:
[0007](I)將芳綸纖維置于30_40°C的澄清石灰水中，芳綸纖維與澄清石灰水的用量比以質量比計為(3-7): (9-13)，并將其采用攪拌速度為150-300r/min攪拌處理20_30min，并向其中采用滴管滴入10-20滴汽油和向其中加入占澄清石灰水13-19%的甲醇，再將其采用攪拌速度為400-600r/min攪拌處理10_20min，再將其置于超聲波處理器中超聲處理30-50min，待用；
[0008](2)向步驟I)待用的物料中加入占芳綸纖維重量2-3倍的磷酸脲，并且向其中加入磷酸二氫鈣，加入量為磷酸脲用量的0.3-0.9倍，并將其置于溫度為100-200°C處理10-20min，再向其中加入1_3倍磷酸脲的芳綸纖維，此處的芳綸纖維的長度為10_20mm，直徑為5-15um，再將其采用攪拌速度為1000-3000r/min攪拌處理l_3h，再將其置于超聲波處理器中超聲處理10-30S，即可完成碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性。
[0009]所述的步驟I)中，超聲處理的超聲頻率為300-500HZ。
[0010]所述的步驟2)中，超聲處理的超聲頻率為900-1300HZ。
[0011]所述的步驟2)采用的磷酸脲為粉末。
[0012]所述的磷酸二氫鈣為70-90目粉末。
[0013]與現有技術相比，本發(fā)明的技術效果體現在:
[0014]通過采用澄清石灰水對芳綸纖維進行預處理，再向其中滴入汽油，加入甲醇，并采用攪拌方式，使得芳綸纖維能夠完全與各成分進行作用，進而達到提高芳綸纖維表面的活性以及提高芳綸纖維的韌性，再將其置于超聲波處理器中進行超聲波改性處理，使得各原料成分對芳綸纖維的表面作用更加完善，再結合步驟2中，采用磷酸脲、磷酸二氫鈣和超聲波的處理，使得芳綸纖維的內部結構發(fā)生變化，進而增強芳綸纖維的韌性和耐熱性，進一步的使得芳綸纖維在作為碳基陶瓷摩擦材料制備過程中，其能夠提高碳基陶瓷摩擦材料性能，改善碳基陶瓷摩擦材料的耐熱力，耐磨率以及動靜摩擦系數比，進而確保制備的碳基陶瓷摩擦材料不打滑，提高制動安全性。
[0015]本發(fā)明經過將上述改性后的芳綸纖維應用于碳基陶瓷摩擦材料的制備過程中，并將其作為試驗品進行動靜摩擦系數比以及磨損率的實驗，并將其與專利號為CN201410431083的碳基陶瓷摩擦片進行動靜摩擦系數比和磨損率測試，其結果為動靜摩擦系數比比專利號為CN201410431083的碳基陶瓷制動片動靜摩擦系數比要高出3-7各百分點，其磨損率比專利號為CN201410431083的碳基陶瓷制動片磨損率要低0.7-1.3個百分點，并且還將其進行耐高溫檢測實驗，其在發(fā)生形變的溫度比專利號為CN201410431083的碳基陶瓷制動片發(fā)生形變的溫度要高出10-15°C。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
[0017]實施例1
[0018]一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，包括以下步驟:
[0019](I)將芳綸纖維置于30°C的澄清石灰水中，芳綸纖維與澄清石灰水的用量比以質量比計為1: 3，并將其采用攪拌速度為150r/min攪拌處理20min，并向其中采用滴管滴入10滴汽油和向其中加入占澄清石灰水13%的甲醇，再將其采用攪拌速度為400r/min攪拌處理lOmin，再將其置于超聲波處理器中超聲處理30min，待用；
[0020](2)向步驟I)待用的物料中加入占芳綸纖維重量2倍的磷酸脲，并且向其中加入磷酸二氫鈣，加入量為磷酸脲用量的0.3倍，并將其置于溫度為100°C處理lOmin，再向其中加入I倍磷酸脲的芳綸纖維，此處的芳綸纖維的長度為10_，直徑為5um，再將其采用攪拌速度為lOOOr/min攪拌處理lh，再將其置于超聲波處理器中超聲處理10s，即可完成碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性。
[0021]所述的步驟I)中，超聲處理的超聲頻率為300Hz。
[0022]所述的步驟2)中，超聲處理的超聲頻率為900Hz。
[0023]所述的步驟2)采用的磷酸脲為粉末。
[0024]所述的磷酸二氫鈣為70目粉末。
[0025]實施例2
[0026]一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，包括以下步驟:
[0027](I)將芳綸纖維置于40°C的澄清石灰水中，芳綸纖維與澄清石灰水的用量比以質量比計為7:13，并將其采用攪拌速度為300r/min攪拌處理30min，并向其中采用滴管滴入20滴汽油和向其中加入占澄清石灰水19%的甲醇，再將其采用攪拌速度為600r/min攪拌處理20min，再將其置于超聲波處理器中超聲處理50min，待用；
[0028](2)向步驟I)待用的物料中加入占芳綸纖維重量3倍的磷酸脲，并且向其中加入磷酸二氫鈣，加入量為磷酸脲用量的0.9倍，并將其置于溫度為200°C處理20min，再向其中加入3倍磷酸脲的芳綸纖維，此處的芳綸纖維的長度為20_，直徑為15um，再將其采用攪拌速度為3000r/min攪拌處理3h，再將其置于超聲波處理器中超聲處理30s，即可完成碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性。
[0029]所述的步驟I)中，超聲處理的超聲頻率為500Hz。
[0030]所述的步驟2)中，超聲處理的超聲頻率為1300Hz。
[0031]所述的步驟2)采用的磷酸脲為粉末。
[0032]所述的磷酸二氫鈣為90目粉末。
[0033]實施例3
[0034]一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，包括以下步驟:
[0035](I)將芳綸纖維置于35°C的澄清石灰水中，芳綸纖維與澄清石灰水的用量比以質量比計為5:11，并將其采用攪拌速度為200r/min攪拌處理25min，并向其中采用滴管滴入15滴汽油和向其中加入占澄清石灰水16%的甲醇，再將其采用攪拌速度為500r/min攪拌處理15min，再將其置于超聲波處理器中超聲處理40min，待用；
[0036](2)向步驟I)待用的物料中加入占芳綸纖維重量2.5倍的磷酸脲，并且向其中加入磷酸二氫鈣，加入量為磷酸脲用量的0.6倍，并將其置于溫度為150°C處理15min，再向其中加入2倍磷酸脲的芳綸纖維，此處的芳綸纖維的長度為15_，直徑為10um，再將其采用攪拌速度為2000r/min攪拌處理2h，再將其置于超聲波處理器中超聲處理20s，即可完成碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性。
[0037]所述的步驟I)中，超聲處理的超聲頻率為400Hz。
[0038]所述的步驟2)中，超聲處理的超聲頻率為I 10Hz。
[0039]所述的步驟2)采用的磷酸脲為粉末。
[0040]所述的磷酸二氫鈣為80目粉末。
【主權項】
1.一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將芳綸纖維置于30-40°C的澄清石灰水中，芳綸纖維與澄清石灰水的用量比以質量比計為(3-7): (9-13)，并將其采用攪拌速度為150-300r/min攪拌處理20_30min，并向其中采用滴管滴入10-20滴汽油和向其中加入占澄清石灰水13-19%的甲醇，再將其采用攪拌速度為400-600r/min攪拌處理10_20min，再將其置于超聲波處理器中超聲處理30-50min，待用； (2)向步驟I)待用的物料中加入占芳綸纖維重量2-3倍的磷酸脲，并且向其中加入磷酸二氫鈣，加入量為磷酸脲用量的0.3-0.9倍，并將其置于溫度為100-200°C處理10-20min，再向其中加入1_3倍磷酸脲的芳綸纖維，此處的芳綸纖維的長度為10_20mm，直徑為5-15um，再將其采用攪拌速度為1000-3000r/min攪拌處理l_3h，再將其置于超聲波處理器中超聲處理10-30S，即可完成碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性。2.如權利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，其特征在于，所述的步驟I)中，超聲處理的超聲頻率為300-500HZ。3.如權利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，其特征在于，所述的步驟2)中，超聲處理的超聲頻率為900-1300HZ。4.如權利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，其特征在于，所述的步驟2)采用的磷酸脲為粉末。5.如權利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，其特征在于，所述的磷酸二氫鈣為70-90目粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及碳基陶瓷摩擦采用原料處理技術領域，尤其是一種碳基陶瓷摩擦材料用芳綸纖維改性方法，通過采用澄清石灰水對芳綸纖維進行預處理，再向其中滴入汽油，加入甲醇，并采用攪拌方式，使得芳綸纖維能夠完全與各成分進行作用，進而達到提高芳綸纖維表面的活性以及提高芳綸纖維的韌性，再將其置于超聲波處理器中進行超聲波改性處理，使得各原料成分對芳綸纖維的表面作用更加完善，再結合磷酸脲、磷酸二氫鈣和超聲波處理，使芳綸纖維的內部結構發(fā)生變化，進而增強芳綸纖維的韌性和耐熱性，提高碳基陶瓷摩擦材料性能，改善碳基陶瓷摩擦材料的耐熱力，耐磨率以及動靜摩擦系數比，進而確保制備的碳基陶瓷摩擦材料不打滑，提高制動安全性。
【IPC分類】D06M13/02, D06M10/02, D06M11/44, D06M11/71, D06M13/00, D06M13/144, D06M101/36
【公開號】CN105088744
【申請?zhí)枴緾N201510546939
【發(fā)明人】周貴宏, 單全慶
【申請人】萬山特區(qū)宏安摩擦材料有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月31日