本发明专利技术提供了一种改性芳纶浆粕，其平均长度为5mm～8mm，所述改性芳纶浆粕为含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。本发明专利技术还提供了该改性芳纶浆粕的制备方法，主要通过蒸汽爆破处理、咪唑类离子液体喷淋处理和流化床式气流磨干法磨浆等工艺过程，工艺流程短、能耗低、不使用溶剂，对环境无害，所制备的改性芳纶浆粕原纤化程度高，其毛羽丰富，比表面积大。本发明专利技术的改性芳纶浆粕作为增强材料制作刹车片等摩擦材料中，提高了刹车片的强度、韧性和耐热性，且制备配方无石棉，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机纤维及其制备领域，具体涉及一种芳纶浆粕及其制备方法以及用其制造的刹车片。
技术介绍
刹车片是关系到车辆安全行驶的重要部件，随着汽车工业和交通运输的进一步发展，人们对刹车片的性能要求非常严格。摩擦材料是刹车片在制造和使用过程中很重要的组成部分，要求其具有有足够而稳定的摩擦系数，动静摩擦系数差小；有良好的导热性、耐磨损性，一定的高温机械强度；硬度适宜，不易擦伤对偶件；无噪声，低成本，对环境无污染等。传统的石棉型刹车片由于石棉的致癌作用已不满足现代汽车工业的要求，逐渐淡出市场。20世纪70年代，以钢纤维为主要代替材料的半金属摩擦材料在国外被首先采用，80～90年代初，半金属摩擦材料已占据了整个汽车盘式制动片领域，但半金属摩擦材料存在密度高、易生锈、制动噪音大和损伤对偶等缺陷，限制了其进一步的发展。无石棉有机物摩擦材料是由日本Akebono公司最先研制成功，它采用陶瓷、矿物纤维或耐高温的有机纤维替代钢纤维，克服了传统半金属摩擦材料的缺点，是一种新型的高性能汽车制动摩擦材料。目前，这种材料已成功应用于欧美发达国家的诸多车型上，被认为是今后摩擦材料发展的主要方向。芳纶浆粕是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后得到的，呈毛绒状，其毛羽丰富，强度高、尺寸稳定性好，无脆性、耐高温、耐腐蚀、有韧性、收缩率小、耐磨性好、表面积大，能很好的与其它物质结合，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中。现有的芳纶浆粕通常采用湿法制浆，在磨浆过程中，纤维易断裂，制备的浆粕平均长度低于3mm。短浆粕作为增强材料用于刹车片中，是独立分散于基体中的，浆粕间缠绕不足，导致刹车片强度和热稳定性增加有限，使用寿命低。
技术实现思路
本专利技术针对现有芳纶浆粕在制备过程中容易断裂，制备的浆粕平均长度较短，原纤化程度较小的问题，提供一种改性芳纶浆粕及其制备方法，所制备的芳纶浆粕平均长度长、比表面积大，且原纤化程度较高；并将此芳纶浆粕用于制造刹车片，极大地提高了刹车片的韧性、强度和和热稳定性，并延长了刹车片的使用寿命。本专利技术采用的技术方案如下：一种改性芳纶浆粕，所述改性芳纶浆粕的平均长度为5mm～8mm，所述改性芳纶浆粕为含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。优选地，所述的咪唑类离子液体包括烷基咪唑类离子液体。更优选地，所述的烷基咪唑类离子液体的阳离子为不超过4个碳原子的烷基取代的咪唑离子，阴离子为卤素离子、四氟硼酸根离子或六氟磷酸根离子。本专利技术还提供了一种改性芳纶浆粕的制备方法，包括以下步骤：(1)将芳纶纤维进行蒸汽爆破处理，收集爆破后纤维并放入烘箱干燥，得到蒸汽爆破后的芳纶纤维；(2)用咪唑类离子液体喷淋处理上述爆破后的芳纶纤维；(3)将上述经咪唑类离子液体处理后的芳纶纤维搅匀后，投入流化床式气流磨的加料斗中，使用流化床式气流磨进行干法制浆，得到含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。所述步骤(1)中芳纶纤维为芳纶短切纤维，长度为6mm～12mm。所述步骤(1)中蒸汽爆破的温度为180℃～210℃，压力为1.5MPa～2.0MPa，维压时间5-15min。所述步骤(3)中流化床式气流磨的加料速率为20kg/h～50kg/h，粉碎压力为0.8MPa，引风机风量为8m3/min。所述的咪唑类离子液体用量是芳纶纤维用量的2％～3％。一种改性芳纶浆粕增强型刹车片，含上述制备方法得到的改性芳纶浆粕。本专利技术的改性芳纶浆粕增强型刹车片中，所述改性芳纶浆粕用量是改性芳纶浆粕增强型刹车片总用量的5％～30％，进一步优选为10％～20％。本专利技术的有益效果：本专利技术通过蒸汽爆破处理，咪唑类离子液体喷淋处理和流化床式气流磨干法制浆等工艺流程制备改性芳纶浆粕，制浆工艺流程短，能耗低，不使用溶剂。蒸汽爆破处理将纤维爆破至蓬松状后，再经流化床式气流磨中进行磨浆、粉碎和原纤化等处理，咪唑类离子液体的加入进一步促进了纤维的原纤化，所制备的改性芳纶浆粕平均长度长、比表面积大，且原纤化程度高。将此改性芳纶浆粕用于刹车片中，原纤化的改性芳纶浆粕构建的网状结构使刹车片内部更加牢固的结合起来，显著提高了刹车片摩擦材料的强度、韧性和耐热性，并延长了刹车片的使用寿命。另外，本专利技术制备工艺绿色环保，产品配方中无石棉，对环境无污染。附图说明图1是改性芳纶浆粕A-1放大10倍的表观图图2是改性芳纶浆粕A-1放大100倍(目镜10X、物镜10X)的显微镜图图3是改性芳纶浆粕A-4放大10倍的表观图图4是改性芳纶浆粕A-4放大100倍(目镜10X、物镜10X)的显微镜图具体实施例以下通过实施例更具体地对本专利技术进行阐述。以下实施例中，“份”、“用量”如无特殊说明均是质量基准。改性芳纶浆粕(A)的制备，包括以下步骤：(1)将100份芳纶纤维加入蒸汽爆破机中，加热至200℃，在2MPa压力下维持10min，进行蒸汽爆破处理，收集爆破后纤维并放入烘箱中干燥，得到蒸汽爆破后的芳纶纤维；(2)用咪唑类离子液体喷淋上述爆破后的芳纶纤维；(3)将上述经咪唑类离子液体处理后的芳纶纤维搅匀后，投入流化床式气流磨的加料斗中，以30kg/h加料速率加入流化床式气流磨中进行干法制浆，其中气流磨的粉碎压力为0.8MPa，引风机风量为8m3/min，制备得到含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。将不同长度的芳纶纤维和不同成份及用量的离子液体通过上述方法制备改性芳纶浆粕，对应的配方和数据列于下述表1，改性芳纶浆粕用A-1～A-7表示，其中芳纶浆粕A-4是采用非咪唑类离子液体喷淋制备的，A-5是不经过离子液体喷淋制备的，A-6是不经过蒸汽爆破处理制备的，A-7是不经过流化床式气流磨处理制备的。通过下述测试方法测试其性能参数，测试结果列于下表2。改性芳纶浆粕的纤维平均长度按照《GB/T 29779-2013纸浆纤维长度的测定非偏振光法》标准进行测试；其比表面积按照《GB/T 19587-2004气体吸附BET法测定固态物质比表面积》标准进行测试；其加拿大标准游离度按照《GB/T 12660-2008纸浆滤水性能的测定“加拿大标准”游离度法》标准进行测试。表1改性芳纶浆粕的配方表2改性芳纶浆粕的性能参数纤维平均长度(mm)比表面积(m2/g)加拿大标准游离度(mL)A-15.127.52265A-26.756.31224A-37.865.85205A-47.620.5150A-53.520.2032A-66.780.2536A-711.050.1120将上述方法制备的改性芳纶浆粕用于制备刹车片，具体实施配方如下：实施例1酚醛树脂20份，玄武岩纤维5份，钛酸钾纤维4份，碳纤维6份，稀土4份，喷雾炭黑7份，三硫化锑3份，丁腈橡胶5份，硼酸4份，辉绿岩矿石12份，海泡石8份，氧化镁7份，以及改性芳纶浆粕A-2 15份。对比实施例1A酚醛树脂20份，玄武岩纤维5份，钛酸钾纤维4份，碳纤维6份，稀土4份，喷雾炭黑7份，三硫化锑3份，丁腈橡胶5份，硼酸4份，辉绿岩矿石12份，海泡石8份，氧化镁7份，芳纶纤维15份，所述芳纶纤维平均长度为7mm。对比实施例1B酚醛树脂20份，玄武岩纤维5份，钛酸钾纤维4份，碳纤维6份，稀土4份，喷雾炭黑7份，三硫化锑3份，丁腈橡胶5份，硼酸4份，辉绿本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性芳纶浆粕，其特征在于，所述改性芳纶浆粕的平均长度为5mm～8mm，所述改性芳纶浆粕为含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。
【技术特征摘要】
1.一种改性芳纶浆粕，其特征在于，所述改性芳纶浆粕的平均长度为5mm～8mm，所述改性芳纶浆粕为含咪唑类离子液体的改性芳纶浆粕。2.根据权利要求1所述的改性芳纶浆粕，其特征在于，所述咪唑类离子液体包括烷基咪唑类离子液体。3.根据权利要求2所述的改性芳纶浆粕，其特征在于，所述烷基咪唑类离子液体的阳离子为不超过4个碳原子的烷基取代的咪唑离子。4.根据权利要求2所述的改性芳纶浆粕，其特征在于，所述烷基咪唑类离子液体的阴离子为卤素离子、四氟硼酸根离子或六氟磷酸根离子。5.一种改性芳纶浆粕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将芳纶纤维进行蒸汽爆破处理，收集爆破后纤维并放入烘箱干燥，得到蒸汽爆破后的芳纶纤维；(2)用咪唑类离子液体喷淋处理上述爆破后的芳纶纤维；(3)将上述经咪唑类离子液体处...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁文耀，郭辉，
申请(专利权)人：深圳市新纶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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