一种钇铝石榴石纳米纤维/酚醛树脂复合摩擦材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种钇铝石榴石纳米纤维/酚醛树脂复合摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料制备领域。本发明针对目前摩擦材料存在着聚合物基摩擦材料中的有机组分在摩擦制动产生的高温条件下将发生热分解，导致摩擦力降低，产生热衰退现象，严重影响制动安全与可靠的问题，通过纳米静电纺丝材料制备钇铝石榴石纳米纤维，随后对其表面改性，与酚醛树脂紧密结合，制备一种钇铝石榴石纳米纤维/酚醛树脂复合摩擦材料，可以在摩擦的时候，保护聚合物不发生分解和衰退本发明通过对钇铝石榴石纳米纤维改性摩擦材料，在200℃下的摩擦系数为0.5，磨损率为0.2～0.3%，通过酚醛树脂和钇铝石榴石纳米纤维进行制备，绿色环保无污染。

主权项

一种钇铝石榴石纳米纤维/酚醛树脂复合摩擦材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按固液质量比1:5计，将Y₂O₃添加至质量分数为65%的浓硝酸溶液中，搅拌混合并对其升温加热至60～65℃，待加热25～30min后，按Y³⁺和Al³⁺摩尔比为3:5，将Al（NO₃）_3·9H₂O添加至上述溶液中，继续保温反应2～3h，制备得中间液；（2）待保温反应完成后，按重量份数计，选取35～65份的上述制备的中间液、25～30份的去离子水和10～35份的聚乙烯吡咯烷酮，在600～800r/min下，磁力搅拌3～5h，随后停止加热并密封处理，使其静置脱泡6～8h，制备得前驱体溶液；（3）待脱泡完成后，将上述制备的前驱体溶液注入装有喷嘴的注射器中，喷嘴口直径为1mm，调整喷嘴与水平面倾斜角为10～15°，设置电压为20kV，固化距离为13～15cm，在18～20℃，相对湿度为50%～60%时进行纺丝，收集制备得分散纳米纤维；（4）将上述制备的分散纳米纤维在马弗炉中进行煅烧，控制煅烧温度为600℃，升温速率为2℃/min，待马弗炉温度达到900℃，保温煅烧1～2h，随后停止加热使其自然冷却制备得Y₃Al₅O₁₂ 纳米纤维，随后按固液质量比1:5，将Y₃Al₅O₁₂ 纳米纤维与γ―氨丙基三乙氧基硅烷搅拌混合制备得纳米浆液，随后将其置于60～80℃烘箱中干燥6～8h，制备得偶联改性钇铝石榴石纳米纤维；（5）按摩尔比1:10，将桐油与酚醛搅拌混合，并置于100～110℃下加热使其回流反应1～2h，制备得预聚物，随后按固液质量比1:10，将上述制备的偶联改性钇铝石榴石纳米纤维与预聚体搅拌混合，并置于200～300W超声振荡处理40～50min，使其充分分散并与其结合；（6）待分散完成后，冰水降温至60℃，在200～300r/min速度下，缓慢加入与预聚体中苯酚摩尔比为3:2的多聚甲醛和环氧大豆油，待添加完成后，继续加热升温至100～110℃，使其保温回流反应2～3h，随后对其抽真空脱除杂质，并继续升温至120～125℃反应2～3h，静置冷却至20～30℃，即可制备得一种钇铝石榴石纳米纤维/酚醛树脂复合摩擦材料。