硼、亚麻油双改性酚醛树脂基摩阻复合材料及其制备方法，涉及摩阻复合材料领域。本发明专利技术采用原料来源丰富的亚麻油对酚醛树脂进行增韧改性。购买生产工艺技术相对比较成熟的硼改性酚醛树脂预聚物，与自制亚麻油改性酚醛树脂进行共混，加入增强材料玻璃纤维以及其他组分，加热成型时形成硼、亚麻油双改性酚醛树脂，进行韧性、耐热性双改性，制备酚醛树脂基摩阻复合材料。与桐油、腰果壳油增韧改性酚醛树脂基摩阻复合材料相比，本发明专利技术原料来源丰富，提纯相对简单，得到的产品性能稳定。与橡胶和热塑性树脂增韧改性酚醛树脂基摩阻复合材料相比，本发明专利技术的产品耐热性能和摩擦磨损性能优秀，摩阻材料使用时不产生异味。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及摩阻复合材料领域，特指一种硼、亚麻油双改性酚醛树脂基摩阻复合 材料的制备方法，其广泛用于汽车、火车等各种交通工具和工程机械的离合器和制动器中 制动刹车片，拖车电磁制动器中可作为电磁体填充材料，提供摩擦因素。
技术介绍
酚醛树脂具有良好的耐热性和机械性能，原料易得，价格便宜，工艺生产设备简 单，一直是摩阻材料最重要的基体。但未改性酚醛树脂存在脆性大、韧性差等缺陷；另外，普 通酚醛树脂在200°C以下能够长期稳定使用，若超过200°C便明显地发生氧化。因此，一半 以上的酚醛树脂要通过改性才能扩大应用范围。文献报道的酚醛树脂增韧改性和耐热改性 有以下几种方法一、增韧改性(1)桐油改性酚醛树脂桐油与苯酚在酸性条件下进行反应，苯酚中的邻、对位氢和桐油分子链中的共轭 双键反应，然后再在碱性条件下与甲醛反应，最终得到热固性桐油改性酚醛树脂。用它制成 的刹车片达到国家所规定的性能指标，低温(100-120°C )摩擦系数高达0. 48-0. 52，高温 (250-355°C )摩擦系数可达0. 33-0. 41，且摩擦系数恢复性能好，可保持在0. 40左右，但该 材料的强度较差，磨损率较高，单独使用时摩擦系数对温度的稳定性较差。Nayak P L. Journal of Macromolecular Science-Reviews inMacromoIecuIar Chemistry and Physics,2000,40 (1) 1-21艾军，张志谦.材料科学与工艺，1996,4(4) :57_62(2)腰果壳油(CNSL)改性酚醛树脂将CNSL、苯酚、甲醛在酸性条件下缩合制成热塑性酚醛树脂，在六次甲基四胺作用 下经加热交联固化。或将苯酚、甲醛制成线型酚醛树脂，然后使CNSL与其发生加成反应，制 成树脂。或将苯酚与CNSL在酸性条件下进行阳离子烷基化反应，生成双酚，然后再与甲醛 作用生成酚醛树脂。改性产物用于摩阻材料中，摩擦系数稳定且大于0. 40，摩擦过程中表面 形成碳化膜，柔软且有韧性，不易脱落，使摩阻材料表面的组成和发热状态均勻，保证了稳 定的摩擦性能。由于CNSL中的杂质(非聚合组分)较多，成分及含量不固定，常导致摩擦制 品性能不稳定。另外，由于CNSL脂肪侧链R对树脂的耐热性有一定影响，当温度为400 500°C时热失重明显。田志高，梁英.塑料工业，2004，32 (2) :52_56Verma A P, Vishwanath B, Kameswara C. Wear,1996，193 193-198(3)橡胶改性酚醛树脂橡胶增韧酚醛树脂是最常见的外增韧法，常选用丁氰、丁苯、天然橡胶对酚醛树脂 增韧。其原理是采用物理的方法共混橡胶，并使橡胶均勻地分散于树脂中形成连续相，形成 所谓高分子合金，达到增韧的目的。增韧效果与混合的均勻化程度以及酚醛_橡胶之间的反应程度有关，橡胶含量一般控制在6% -15%。然而，橡胶增韧酚醛树脂作为摩阻复合材 料基体使用时，温度超过一定范围时，会产生刺鼻气味，且橡胶添加后，复合材料磨损率，尤 其是高温磨损率会明显增加，耐磨性能降低。Goswami, S. ；Nad, S. ；Chakrabarty, D. Journal of Applied Polymer Science, 2005，97 (6) 2407-2417庄光山，王成国，王海庆等.橡胶工业，2003，50 (7) :407_408Tigani L W, Pinhas A R, Mark J Ε. Polymer-Plastics Technology andEngineering,2000，39(4) :711_721(4)热塑性树脂改性酚醛树脂热塑性树脂使用较多的是聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚醚等增韧酚醛树脂。聚乙烯醇改性是在苯酚和甲醛的缩聚反应中加入乙酸乙烯酯，使聚乙烯醇中的羟基和 酚醛缩聚物中羟甲基发生化学反应，形成接枝共聚物。聚乙烯醇改性酚醛树脂粘接力较大， 在摩阻材料配方中应相应减少。热塑性树脂改性的增韧效果较好，但用于摩阻复合材料时， 耐热性能较差，不适合摩阻材料的高温苛刻环境。伊延会.热固性树脂，2001，16(4) :29_32Abdalla M 0, Ludwick A, Mitchell Τ.Polymer,2003,44(22) :7353_7359二、耐热改性(1)胺类改性酚醛树脂胺类改性酚醛树脂，主要是将芳香胺类化合物与苯酚、甲醛在催化剂作用下进行共缩合反应，在PF结构中引入耐热性能较好的芳香胺结构单元，常用的芳香胺有三聚氰胺 和苯胺以及三聚氰胺羟甲基化合物。改性后的PF其耐热性显著提高，热失重分析结果表 明，苯胺改性酚醛树脂的热分解温度为410°C，三聚氰胺改性的酚醛树脂为438°C，都比纯 酚醛树脂的380°C要高。何南峰·河南大学学报(自然科学版)，1995，25 (1) :45_48(2)硼改性酚醛树脂硼改性酚醛树脂是在普通酚醛树脂中引入硼的一种改性方法，生成的B-O键键能较高，因而提高了树脂的耐热性(尤其是瞬时耐高温的性质)，耐磨性，耐冲击强度等。国 外已应用于耐热要求较高的刹车片、离合器片，其热分解温度比普通PF提高100-140°C， 700°C的残留物为63%。另外-B-0-键柔性较大，改性PF的脆性有所改善，机械强度有所提 高。硼改性PF虽然耐热性好，但加工工艺性较差，生产成本高，尤其是硼键在缩聚物中配位 数未饱和易潮解。高俊刚，刘彦芳.应用化学，1994，11(1) :63_66Abdalla M 0, Ludwick A, Mitchell Τ.Polymer,2003,44(24) :7353_7359(3)钼改性酚醛树脂国外于1961年就报道过钼改性酚醛树脂，是在普通酚醛树脂中引入钼，通过化学反应使过渡性金属元素钼以化学键的形式键合于酚醛树脂分子主链中。常用的钼化合物有 三氯化钼、钼酸等。由于Mo-酚醛树脂以O-Mo-O键连接苯环，其键能大，Mo改性酚醛树脂 的热分解温度和耐热性提高了，600°C失重为17.5%，热分解温度(DTA)高达522°C。但钼 的价格相对较高，这种改性方法难以推广。刘晓洪，荀莜辉，王远亮.化学世界，1998(6) :314_316Hua Y, Zhang Z, Qin Q. Journal of Applied Polymer Science,2003,88 (6) 1410-1415(4)苯并恶嗪化合物改性酚醛树脂 苯并恶嗪化合物是Holly和Cope在1944年进行Mannich反应产物中意外地发现 的。经过多年的研究得知，以胺类化合物、酚类化合物和甲醛为原料可制得苯并恶嗪环状结 构的中间体，该类化合物在加热或催化剂的作用下，在固化过程中进行开环聚合，不释放出 低分子物，改变了酚醛树脂传统的工艺路线，成型工艺简单，其固化过程几乎无体积收缩。 开环聚合后可形成含氮交联网状结构，类似于酚醛树脂交联网，改性树脂固化物的综合性 能与树脂的工艺性能均得到改善，以此为基体的复合材料孔隙率可大大降低，热稳定性高， 摩擦制件性能优良，100-300°C摩擦系数稳定，但材料的强度相对较低。裴顶峰，成诞人.热固性树本文档来自技高网...
【技术保护点】
硼、亚麻油双改性酚醛树脂基摩阻复合材料，其特征在于：由质量分率３６～４０％的共混酚醛树脂基体、质量分率２０～２４％的玻璃纤维、质量分率１６～１９％的丁腈橡胶、质量分率４～６％的二氧化硅、质量分率８～１０％的碳化硅８～１０％、质量分率３～６％的二硫化钼和质量分率２～４％的铜粉组成；所述共混酚醛树脂基体由质量分率２８～３２％的亚麻油改性酚醛树脂和质量分率６８～７２％的硼改性酚醛树脂的预聚物混合而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁新华，程晓农，陈敏，汪建敏，曹顺生，宋浩杰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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