一种新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113929479A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111235149.4(22)申请日2021.10.22(71)申请人安徽绿能技术研究院有限公司地址230000安徽省合肥市高新区香樟大道168号科技实业园D6/11栋(72)发明人杨志兵魏健刘龙龙(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/84(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S101、预浸料的制备，将碳纤维、氮化硅纤维、乙氧基硅烷基改性含苯环超支化聚硼硅氮烷混合均匀后，干燥至恒重，得到预浸料；步骤S102、刹车盘预制品的成型；步骤S103、碳化处理；步骤S104、碳‑硅前驱体浸渍/裂解，以硅烷偶联剂KH560、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]‑1,1,1,3,3,3‑六氟丙烷共改性硅粉作为浸渍剂，进行浸渍固化、裂解；步骤S105、后处理。本发明公开的新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料耐磨性好，耐久性、耐高温性和机械力学性能佳，刹车性能优异。CN113929479ACN113929479A权利要求书1/2页1.一种新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S101、预浸料的制备：将碳纤维、氮化硅纤维、乙氧基硅烷基改性含苯环超支化聚硼硅氮烷混合均匀后，干燥至恒重，得到预浸料；步骤S102、刹车盘预制品的成型：采用压制成型工艺制备汽车刹车盘预制品；步骤S103、碳化处理：对经过步骤S102制成的刹车盘预制品进行碳化处理；步骤S104、碳‑硅前驱体浸渍/裂解：以硅烷偶联剂KH560、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]‑1,1,1,3,3,3‑六氟丙烷共改性硅粉作为浸渍剂，进行浸渍固化、裂解；步骤S105、后处理：依次进行热处理、精加工，制成新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料成品。2.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S101中所述碳纤维、氮化硅纤维、乙氧基硅烷基含苯环超支化聚硼硅氮烷的质量比为(40‑50):(15‑25):(50‑60)。3.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纤维为T70012KPANCF碳纤维，长度为12‑28mm；所述氮化硅纤维的平均直径为3‑9μm，长径比为(16‑20):1。4.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述乙氧基硅烷基改性含苯环超支化聚硼硅氮烷的制备方法，包括如下步骤：将含苯环超支化聚硼硅氧烷、硅烷偶联剂KH560、碱性催化剂加入到二甲亚砜中，在90‑120℃下搅拌反应3‑5小时，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物洗涤3‑6次，最后置于95‑110℃的真空干燥箱中干燥至恒重，得到乙氧基硅烷基改性含苯环超支化聚硼硅氮烷。5.根据权利要求4所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述含苯环超支化聚硼硅氧烷、硅烷偶联剂KH560、碱性催化剂、二甲亚砜的质量比为(3‑5):(0.4‑0.6):(1‑2):(15‑25)；所述含苯环超支化聚硼硅氧烷为按中国发明专利201811195572.4中实施例1的方法制成。6.根据权利要求4所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。7.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S101所述干燥温度为70‑80℃；步骤S102中所述压制成型采用阶梯增压和阶梯升温工艺压制，具体为：3‑4MPa，95‑105℃下压制0.5‑1.5h；4‑5MPa，125‑140℃下压制1‑2h；6‑10MPa，155‑195℃下压制1‑3h。8.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S103中所述碳化处理是在马弗炉内进行的，碳化处理工艺具体为：抽真空至≤1KPa时升温；以20‑30℃/h的升温速率升温至180‑250℃时，保温2‑4h；保温结束后继续以10～15℃/h的升温速率升温至1200‑1300℃，保温1‑2h。9.根据权利要求1所述新能源汽车刹车盘用碳硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S104中所述硅烷偶联剂KH560、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]‑1,1,1,3,3,3‑六氟丙烷共改性硅粉是通过硅烷偶联剂KH560、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基