本發(fā)明涉及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗氧化聚氯乙烯摩擦材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

摩擦學(xué)材料，按摩擦元件的工作條件和要求，可分為減摩材料、耐磨材料和摩擦材料。按材料的類型，分為金屬摩擦學(xué)材料、無機非金屬摩擦學(xué)材料以及聚合物摩擦學(xué)材料，金屬材料易腐燭的特點，阻礙了其在航?；蚧ば袠I(yè)等特殊場合的應(yīng)用;陶瓷材料的脆性更嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用，尤其是陶瓷材料在燒結(jié)過程中殘留的氣孔對性能影響相當(dāng)大;聚合物及其復(fù)合材料具有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能，質(zhì)量輕、比強度高、比模量大、耐腐蝕性好、自潤滑性好，且具有多功能性、易于加工，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，可作為貴重金屬的替代材料。西方國家不斷地開發(fā)高性能的工程塑料復(fù)合材料用于制作軸承、軸套、閥座、閥片、墊片等配件以及通用機械及其密封件，以滿足耐高溫、耐磨損、耐腐燭、使用壽命長等要求，所以，研制高性能的聚合物基減摩耐磨復(fù)合材料已顯得尤為重要。

摩擦材料制品在裝配使用之前，需要進行一些后加工處理，如鉆孔、錯裝、裝配等機械加工，才能裝配成剎車片總成或離合器總成。此外，摩擦材料在工作過程中，除了要承受較高的溫度以為，還要承受較大的壓力和剪切力。因此，摩擦材料在保持較好的摩擦性能同時，還必須具有足夠的機械強度，以保證在后加工或使用過程中不會破損或碎裂。對制動片而已，沖擊強度和彎曲性能是其較為關(guān)注的力學(xué)性能指標(biāo)，較好的沖擊強度和彎曲性能使其在后加工和工作條件下不致?lián)p壞；

聚合物自潤滑材料包括兩種主要類型，一種是本身具有較低摩擦系數(shù)的聚合物材料，如聚四氟乙烯、尼龍、聚丙稀等;另一種是以聚合物材料為基體，添加潤滑組分和改性增強組分，并按一定工藝制備而成的聚合物基自潤滑復(fù)合材料。近年來，單獨使用聚合物材料作為潤滑材料的已不太多，對第一類材料，人們也往往都要對其進行改性增強，以進一步改善其綜合性能。因此，所謂聚合物自潤滑材料，其實就是聚合物基的自潤滑復(fù)合材料；聚合物基自潤滑復(fù)合材料已經(jīng)在機電行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用，如家電、電子、輕工紡織和機械等行業(yè)的許多軸承、齒輪、襯套、導(dǎo)軌、鍋輪、凸輪和活塞環(huán)等都是用聚合物基自潤滑復(fù)合材料制備的；

介孔材料孔道內(nèi)外表面含有較多的輕基，研究人員采用不同修飾方法將一些功能性基團引人介孔孔道表面，對介孔材料進行功能化修飾，制得介孔主體-有機組分客體的組裝體系，由于主客體間存在親合作用，組裝體系研究用于新型功能材料。從近年來研究發(fā)現(xiàn)，將介孔材料用于增強聚合物基體，使樹脂分子鏈引入介孔孔道內(nèi)制得聚合物基介孔復(fù)合材料。這種無機材料增強聚合物基體將有助于納米材料的分散和有機無機兩相的界面相容性。聚合物基介孔復(fù)合材料的研究尚處于起步階段，制備過程中存在一些共性問題:(1)如何對介孔材料進行有效的表面修飾，改善兩相間的界面相容性，同時表面修飾不能引起介孔材料孔道口的堵塞，影響單體小分子或大分子鏈的進入。(2)如何使小分子單體或預(yù)聚物更多進入介孔材料孔道，并使介孔材料均勻分散于單體中。有助于形成較好“有機-無機互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”。(3)針對不同的樹脂基體，采用何種制備方法讓介孔材料在聚合物基體中均勾分散，形成較好的“有機-無機互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”；

本發(fā)明基于介孔材料有序孔道，較高比表面積，較大孔徑和孔容等結(jié)構(gòu)特征，采用超聲處理使單體進入介孔孔道，再通過聚合制備三聚氰胺甲醛樹脂基介孔復(fù)合材料，該樹脂分子鏈或鏈段嵌入介孔孔道中，形成新型“有機-無機互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”，以三聚氰胺甲醛樹脂樹脂基介孔復(fù)合材料為基體樹脂制得力學(xué)性能、熱性能和摩擦性能較好的摩擦材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種抗氧化聚氯乙烯摩擦材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種抗氧化聚氯乙烯摩擦材料，它是由下述重量份的原料組成的：

2-溴-4-甲基苯酚1-2、棕櫚蠟2-3、二硫化二苯并噻唑0.6-1、聚氯乙烯140-170、正硅酸乙酯6-8、1，3，5-三甲基苯0.01-0.02、三聚氰胺37-40、37-40%的甲醛水溶液50-60、三乙醇胺0.2-0.3、烷基酚聚氧乙烯醚0.3-0.5、二烴基五硫化物RC25402-3、六鈦酸鉀晶須1-2、鈦酸酯偶聯(lián)劑kt1050.3-1、聚丙烯酸甲酯6-7、海藻酸鈣2-3、抗氧劑10100.7-1、六甲基環(huán)三硅氧烷0.5-1、乙氧基化烷基硫酸銨0.3-1、聚異戊二烯1-2、鈣沸石3-4。

一種所述的抗氧化聚氯乙烯摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將上述2-溴-4-甲基苯酚、抗氧劑1010混合，加入到混合料重量10-14倍的無水乙醇中，加入棕櫚蠟，升高溫度為87-90℃，保溫攪拌4-7分鐘，冷卻至常溫，得抗氧化醇液；

（2）將上述鈣沸石加入到10-13mol/l的氫氧化鈉中，浸泡2-3小時，過濾出料，烘干，磨成細粉，與乙氧基化烷基硫酸銨混合，加入到混合料重量40-50倍的去離子水中，超聲1-2分鐘，得石粉乳液；

（3）將上述聚氯乙烯重量的10-12%，與1，3，5-三甲基苯混合，加入到混合料重量70-80倍的、27-30%的鹽酸溶液中，送入36-40℃的恒溫水浴中，200-300轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-5小時，滴加上述正硅酸乙酯，攪拌反應(yīng)24-26小時，與上述石粉乳液混合，攪拌10-16分鐘，出料，在100-110℃下恒溫干燥20-22小時，再在550-580℃下焙燒4-5小時，得介孔材料；

（4）將上述烷基酚聚氧乙烯醚加入到其重量90-100倍的去離子水中，加入介孔材料，超聲2-3分鐘，得介孔材料分散液；

（5）將上述鈦酸酯偶聯(lián)劑kt105加入到其重量27-30倍的無水乙醇中，升高溫度為60-65℃，加入六鈦酸鉀晶須、抗氧化醇液，保溫攪拌20-25小時，得抗氧化偶聯(lián)劑醇液；

（6）將上述三聚氰胺、37-40%的甲醛水溶液、三乙醇胺混合，在65-70℃下保溫攪拌70-78分鐘，加入上述介孔材料分散液、二硫化二苯并噻唑、二烴基五硫化物RC2540，在上述溫度下，1500-1600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?7-20分鐘，滴加0.1-0.2g/ml的氯化銨溶液，調(diào)節(jié)pH為4-5，升高溫度為80-83℃，保溫攪拌90-100分鐘，降低溫度為47-50℃，加入上述抗氧化偶聯(lián)劑醇液，保溫攪拌17-20分鐘，抽濾，將得到的沉淀用丙酮、去離子水交替洗滌2-3次，常溫干燥，得樹脂改性介孔材料；

（7）將上述六甲基環(huán)三硅氧烷、樹脂改性介孔材料混合，在60-67℃下保溫攪拌20-30分鐘，與剩余各原料混合，送入擠出機中，熔融擠出，擠出的產(chǎn)物經(jīng)過循環(huán)水浴冷卻和切粒，即得。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明首先以1，3，5-三甲苯為擴孔劑，以正硅酸乙酯為硅源，在強酸性條件下合成了介孔材料，該介孔材料具有較高的比表面積、較大孔徑和孔容，然后將該介孔材料與由三聚氰胺、甲醛形成的樹脂共混，三聚氰胺－甲醛樹脂力學(xué)強度高，熱穩(wěn)定性好，分子鏈與介孔材料內(nèi)外表面發(fā)生鍵接作用，部分分子鏈或鏈段嵌入介孔材料孔道內(nèi)，形成介孔孔道內(nèi)外分子鏈相纏結(jié)，形成有機-無機互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)改善了兩相的界面相容性，并限制了分子鏈運動，提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，在摩擦過程中，由于聚合物分子鏈與介孔內(nèi)外纏結(jié)，使介孔材料較難從基體樹脂中剝離，降低了磨損量，提高了復(fù)合材料的高溫摩擦性能；在受到?jīng)_擊時，能夠有效地傳遞外應(yīng)力，引起介孔材料包覆基體產(chǎn)生局部屈服形變，增加耗散沖擊能，有利于沖擊強度的提高，同時降低了磨損量，提高了復(fù)合材料的高溫摩擦性能；

同時本發(fā)明還將二烴基五硫化物、六鐵酸鉀晶須包覆于樹脂之間，不僅可提高樹脂基體的力學(xué)性能，延長使用壽命，還可以在摩擦過程中承擔(dān)部分載荷，減少摩擦副表面的粘著，阻止樹脂基體的熱變化，改善摩擦磨損性能，提高了成品材料的綜合性能

本發(fā)明加入了2-溴-4-甲基苯酚、抗氧劑1010，可以有效的提高成品的抗氧化性能，提高其貯存穩(wěn)定性。

具體實施方式

一種抗氧化聚氯乙烯摩擦材料，它是由下述重量份的原料組成的：

2溴甲基苯酚1、棕櫚蠟2、二硫化二苯并噻唑0.6、聚氯乙烯140、正硅酸乙酯6、1，3，5三甲基苯0.01、三聚氰胺37、37%的甲醛水溶液50、三乙醇胺0.2、烷基酚聚氧乙烯醚0.3、二烴基五硫化物RC25402、六鈦酸鉀晶須1、鈦酸酯偶聯(lián)劑kt1050.3、聚丙烯酸甲酯6、海藻酸鈣2、抗氧劑10100.7、六甲基環(huán)三硅氧烷0.5、乙氧基化烷基硫酸銨0.3、聚異戊二烯1、鈣沸石3。

一種所述的抗氧化聚氯乙烯摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將上述2溴甲基苯酚、抗氧劑1010混合，加入到混合料重量10倍的無水乙醇中，加入棕櫚蠟，升高溫度為87℃，保溫攪拌4分鐘，冷卻至常溫，得抗氧化醇液；

（2）將上述鈣沸石加入到10mol/l的氫氧化鈉中，浸泡2小時，過濾出料，烘干，磨成細粉，與乙氧基化烷基硫酸銨混合，加入到混合料重量40倍的去離子水中，超聲1分鐘，得石粉乳液；

（3）將上述聚氯乙烯重量的10%，與1，3，5三甲基苯混合，加入到混合料重量70倍的、27%的鹽酸溶液中，送入36℃的恒溫水浴中，200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?小時，滴加上述正硅酸乙酯，攪拌反應(yīng)24小時，與上述石粉乳液混合，攪拌10分鐘，出料，在100℃下恒溫干燥20小時，再在550℃下焙燒4小時，得介孔材料；

（4）將上述烷基酚聚氧乙烯醚加入到其重量90倍的去離子水中，加入介孔材料，超聲2分鐘，得介孔材料分散液；

（5）將上述鈦酸酯偶聯(lián)劑kt105加入到其重量27倍的無水乙醇中，升高溫度為60℃，加入六鈦酸鉀晶須、抗氧化醇液，保溫攪拌20小時，得抗氧化偶聯(lián)劑醇液；

（6）將上述三聚氰胺、37%的甲醛水溶液、三乙醇胺混合，在65℃下保溫攪拌70分鐘，加入上述介孔材料分散液、二硫化二苯并噻唑、二烴基五硫化物RC2540，在上述溫度下，1500轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?7分鐘，滴加0.1g/ml的氯化銨溶液，調(diào)節(jié)pH為4，升高溫度為80℃，保溫攪拌90分鐘，降低溫度為47℃，加入上述抗氧化偶聯(lián)劑醇液，保溫攪拌17分鐘，抽濾，將得到的沉淀用丙酮、去離子水交替洗滌2次，常溫干燥，得樹脂改性介孔材料；

（7）將上述六甲基環(huán)三硅氧烷、樹脂改性介孔材料混合，在60℃下保溫攪拌20分鐘，與剩余各原料混合，送入擠出機中，熔融擠出，擠出的產(chǎn)物經(jīng)過循環(huán)水浴冷卻和切粒，即得。

性能測試：

拉伸強度：21.4MPa；

低溫脆化沖擊溫度（℃）：-30℃通過；

阻燃級別：V-0；

100℃×240h熱空氣老化后：拉伸強度變化率（%）-6.8；

斷裂伸長變化率（%）-8.5。