一种摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于摩阻材料及其制备方法，尤其是摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒及其制备方法。

背景技术

摩阻材料作为现代工业的产物，在国民经济和人们社会生活中发挥着越来越重要的作用。摩阻材料行业近几年来得到讯猛发展，提供的产品也门类齐全，但是在安全性、舒适性、耐久性、耐高温、噪音等方面，还不能完全满足人们的需求。因此，如何解决这些问题是目前行业内的首要任务。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒及其制备方法，该碳基磁性耐磨颗粒具有稳定的摩阻性能和一定的压缩强度，可吸引振动减少噪音，能满足摩阻材料的耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及环保、低噪音的要求。

本发明的另一个目的是提供摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒的制备方法，该方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点。

本发明提供的技术方案是：

一种摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒，其特征在于耐磨颗粒包含的原料为：预处理过的碳纤维2200～2800g，预处理过的碳化硅纤维3100～3900g,聚环氧乙烷1100～1500g,脂肪酸600～800g,石墨1000～1200g，钕铁硼600～700g，铝镍钴600～800g,六水三氯化铁1200～1700g、正硅酸乙醋1200～1400g，四异丙醇钛400～600g；

所述碳化硅纤维直径35～60um，长度3～5mm；所述的碳纤维长度5～8mm，直径0.2～0.5mm。

上述种摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)混合：将预处理过的碳纤维和预处理过的碳化硅纤维，投入高速混料机内，混合6～9分钟形成碳纤维碳化硅复合纤维，然后从高速混料机内取出备用；

(2)球磨：将混合后的碳纤维碳化硅复合纤维和聚环氧乙烷、脂肪酸、石墨、钕铁硼、铝镍钴、六水三氯化铁、正硅酸乙醋以及四异丙醇钛投入球磨机内，转速450rpm～500rpm，球磨180～220分钟，使其混合均匀后取出备用；

(3)煅烧：将混合均匀的混合物投入管式炉中并通入氩气在900～950℃碳化300～360分钟，获得碳化混合物；

(4)刻蚀：将碳化混合物投入浓度90％～95％冰醋酸中溶解刻蚀90～100分钟，然后取出碳化混合物用离子水反复抽滤洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤后放入烘箱，在50℃～60℃烘制400～480分钟，获得烘干混合物；

(5)浸渍：将烘干混合物投入到固含量为45～50％的溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍20～35分钟；

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入捏合脱气轮造粒机中进行造粒，得到的颗粒为球状或圆柱状，粒度为60～80目；所述颗粒内部有一定的中空结构，具有一定的压缩回弹性。

所述步骤(1)中的预处理过的碳纤维和预处理过的碳化硅纤维，均为预先在偶联剂溶液中浸渍30～35分钟的碳纤维和碳化硅纤维。

所述偶联剂溶液为仲氨基偶联剂，浓度90％以上，溶剂为无水乙醇。

本发明的有益效果是：所获得的碳基磁性耐磨颗粒为内部中空结构，具有一定的压缩回弹性(压缩率为≥30％)，可明显提高摩阻材料的耐磨、耐高温和噪音性能。该碳基磁性耐磨颗粒具有稳定的摩阻性能及耐高温、耐磨损、低噪音、环保等特点；经测试：其中冲击强度平均值为6.6J/cm²，室温压缩回弹性为≥30％，在300℃高温时压缩回弹性为≥40％。摩擦磨损性能测试结果见表2，即在相当高的温度下摩阻性能保持稳定，并且在不同温度下的磨损率远低于国家标准。因此，该碳基磁性耐磨颗粒具有热衰退小，耐磨损、耐高温、具有一定的磁性可吸附磨尘和无噪音等优点；此外，碳基磁性耐磨颗粒的所有原材料均可外购获得，不但符合环保要求，而且制造简便，成本较低，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明获得的摩阻材料用碳基磁性耐磨颗粒结构电镜照片。

具体实施方式

以下通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

制备方法是：

(1)混合：将2200g预处理过的碳纤维和3100g预处理过的碳化硅纤维，投入高速混料机内，混合6分钟形成碳纤维碳化硅复合纤维，然后从高速混料机内取出备用；

(2)球磨：将混合后的碳纤维碳化硅复合纤维和1100g聚环氧乙烷、600g脂肪酸、1000g石墨、500g钕铁硼、600g铝镍钴、1200g六水三氯化铁、1200g正硅酸乙醋、400g四异丙醇钛投入球磨机内，转速450rpm/分钟，混合180分钟，使其混合均匀后取出备用；

(3)煅烧：将混合均匀的混合物投入管式炉中并通入氩气在900℃碳化300分钟；

(4)刻蚀：将碳化混合物投入浓度90％冰醋酸中溶解刻蚀90分钟，然后取出碳化混合物用离子水反复抽滤洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤后放入烘箱，在50℃℃烘制400分钟。

(5)浸渍：将烘干后的混合物投入到溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍20分钟；

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入捏合脱气轮造粒机中进行造粒，所述的颗粒为球状或圆柱状，粒度为60目，内部有一定的中空结构，具有一定的压缩回弹性。

图1中a图、b图是本实施例颗粒结构电镜照片；b图的放大倍数是a图的5倍；通过不同放大比例的电镜照片中可看出材料成顆粒状而且分布均匀，形状规则排列有序。

实施例2

制备方法是：

(1)混合：将2500g预处理过的碳纤维和3500g预处理过的碳化硅纤维，投入高速混料机内，混合8分钟形成碳纤维碳化硅复合纤维，然后从高速混料机内取出备用；

(2)球磨：将混合后的碳纤维碳化硅复合纤维和1300g聚环氧乙烷、700g脂肪酸、1200g石墨、600g钕铁硼、700g铝镍钴、1500g六水三氯化铁、1300g正硅酸乙醋、450g四异丙醇钛投入球磨机内，转速480rpm/分钟，混合200分钟，使其混合均匀后取出备用；

(3)煅烧：将混合均匀的混合物投入管式炉中并通入氩气在920℃碳化330～分钟；

(4)刻蚀：将碳化混合物投入浓度92％冰醋酸中溶解刻蚀95分钟，然后取出碳化混合物用离子水反复抽滤洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤后放入烘箱，在55℃烘制450分钟。

(5)浸渍：将烘干后的混合物投入到溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍25分钟；

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入捏合脱气轮造粒机中进行造粒，所述的颗粒为球状或圆柱状，粒度为70目，内部有一定的中空结构，具有一定的压缩回弹性。

图1中d图、c图是本实施例颗粒结构电镜照片；d图的放大倍数是c图放大倍数的5倍；通过不同放大比例的电镜照片中可看出材料成顆粒状而且分布均匀，形状规则排列有序。

实施例3

(1)混合：将2800g预处理过的碳纤维和3900g预处理过的碳化硅纤维，投入高速混料机内，混合9分钟形成碳纤维碳化硅复合纤维，然后从高速混料机内取出备用；

(2)球磨：将混合后的碳纤维碳化硅复合纤维和1500g聚环氧乙烷、800g脂肪酸、1200g石墨、700g钕铁硼、800g铝镍钴、1700g六水三氯化铁、1400g正硅酸乙醋、600g四异丙醇钛投入球磨机内，转速500rpm/分钟，混合220分钟，使其混合均匀后取出备用；

(3)煅烧：将混合均匀的混合物投入管式炉中并通入氩气在950℃碳化360分钟；

(4)刻蚀：将碳化混合物投入浓度95％冰醋酸中溶解刻蚀100分钟，然后取出碳化混合物用离子水反复抽滤洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤后放入烘箱，在60℃烘制480分钟。

(5)浸渍：将烘干后的混合物投入到溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍35分钟；

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入捏合脱气轮造粒机中进行造粒，所述的颗粒为球状或圆柱状，粒度为80目，内部有一定的中空结构，具有一定的压缩回弹性。

本实施例获得的颗粒结构电镜照片与图1中d图、c图相同。

本发明中的溶剂型腰果壳油液体树脂购自美国卡德莱(珠海)公司。

国家5763-2008标准技术要求如下：

1、摩擦磨损性能表1

采用本发明所述方法获得的碳基磁性耐磨颗粒，按5763-2008标准检测的摩擦磨损性能测试结果如下：

表2

从与国家技术标准要求进行对比，上述加工方法获得的碳基磁性耐磨颗粒及其制备方法，无论是摩擦系数和磨损率都要远远优于国家标准，摩擦性能稳定且偏差小、耐磨损。