无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性能材料的制备.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CN106433033A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610818978.8(22)申请日2016.09.09(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人王春红王定任子龙王利军(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)C08K9/04(2006.01)C08K7/06(2006.01)C08K3/36(2006.01)C08K3/22(2006.01)C08K3/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性能材料的制备(57)摘要本发明提供一种纳米无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料的制备工艺，其中包括纳米无机粒子的分散工艺：首先将纳米无机粒子分散于流动性更好的固化剂中经人工、多功能机械搅拌后再分散于环氧树脂中，再经充分的人工、多功能机械搅拌后使用，少了常规粒子分散工艺中丙酮的大量使用，既环保又节省工艺，同时也避免了残留丙酮对材料性能的影响。同时依据纳米无机粒子和碳纤维对环氧树脂摩擦磨损性影响效果和机理的不同，依据配比：纳米无机粒子SiO2、Fe3O4、石墨、碳纤维的含量都为0.25wt％-5wt％(以环氧树脂体系质量为基准)，制备出具有较低体积磨损、合适摩擦系数的摩擦材料，可以满足不同条件下材料对摩擦系数的要求，其摩擦系数范围为0.5-0.8，同时制得的摩擦材料其玻璃化转变温度较高，具有很好的应用前CN106433033A景。CN106433033A权利要求书1/1页1.无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料的制备工艺由以下组成：步骤1：碳纤维短切→溶剂浸泡→热水清洗→干燥。步骤2：环氧树脂加热→抽真空→静置。步骤3：纳米无机粒子+树脂固化剂→人工预搅拌→机械搅拌→静置。步骤4：步骤2中树脂+步骤3中混合液→人工预搅拌→机械搅拌→静置。步骤5：步骤1中碳纤维+步骤4中混合液→人工预搅拌→机械搅拌→静置→固化成型。2.根据权利要求1所述的无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料的制备工艺，其特征在于：所述纳米无机粒子是指SiO2、Fe3O4、石墨等中的一种或者多种组合。3.根据权利要求1所述的无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料的制备工艺，其特征在于：所述搅拌工艺是指首先将纳米无机粒子倒入树脂固化剂中；所述人工预搅拌工艺是指利用玻璃棒等人工搅拌，搅拌速度大约100-300r/min，时间为5-15min，防止机械搅拌时粒子团聚；机械搅拌工艺是指利用具有机械搅拌仪器在真空、温度为50-80℃下搅拌，搅拌工艺为：先在300-500r/min搅拌10-15min，后在1000-2000r/min搅拌10-15min，搅拌总时长20-30min；所述静置工艺是指常温下放置15-30min左右。4.根据权利要求1所述的无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料的制备工艺，其特征在于：所述纳米无机粒子+树脂固化剂混合工艺是指首先将纳米无机粒子分散于流动性更好的固化剂中经人工、多功能机械搅拌后再分散于环氧树脂中，再经充分的人工、多功能机械搅拌后使用，减少了常规粒子分散工艺中丙酮的大量使用，既环保又节省工艺，同时也避免了残留丙酮对材料性能的影响。5.无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性材料，其采用权利要求1、2、3或4所述的生产工艺获得，按照权利说明书中的测试方法，该材料具有较低的体积磨损，合适的摩擦系数，较高的玻璃化转变温度，其主要参数是：纳米无机粒子SiO2、Fe3O4、石墨、碳纤维的含量都为0.25wt％-5wt％(以环氧树脂体系质量为基准)；材料的摩擦系数可以依据无机粒子与碳纤维的配比进行设计，范围为0.5-0.8；材料的磨损体积较低，为(0.5-4.7×10-2)cm3。2CN106433033A说明书1/4页无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂摩擦磨损性能材料的制备技术领域[0001]本发明涉及环氧树脂摩擦磨损性能的改善，具体为利用无机粒子、碳纤维协同提高环氧树脂的摩擦磨损性能。背景技术[0002]环氧树脂基耐磨复合材料涂层已日益广泛应用于工作在浆体冲蚀磨损工况下的工件(如水轮机叶片、泥浆泵、选矿机部件等)表面，作为耐冲蚀保护涂层，以及用于腐蚀、磨损面的修补。由于它具有良好的耐冲蚀磨损性能，并且涂敷工艺简单、成本低廉、无热影响区及变形等，因而具有广泛的应用前景，同时在一些汽车刹车片衬片等摩擦材料领域，环氧树脂也被广泛应用，其粘结强度较高，但韧性较差，而进一步提高这类材料的耐磨性则成为亟待解决的关键问题之一。[0003]参照标准《GB3960-83塑料滑动摩擦磨损试验方法