[发明专利]一种用于自行车刹车材料的凝胶纤维/橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于自行车刹车材料的凝胶纤维/橡胶复合材料及其制备方法。本发明先制备SiC溶胶和PbO溶胶，然后将聚碳酸酯和天然橡胶进行预处理，最后将SiC溶胶、PbO溶胶与预处理的聚碳酸酯、天然橡胶等进行复合制得凝胶纤维/橡胶复合材料。本发明制备的凝胶纤维/橡胶复合材料的磨损率小于采购的自行车刹车片的磨损率，其摩擦系数大于采购的自行车刹车片的摩擦系数，这说明本发明制备的凝胶纤维/橡胶复合材料相对于采购的自行车刹车片具有较好的耐磨性。

技术领域

本发明属于复合材料的制备技术领域，具体涉及一种用于自行车刹车材料的凝胶纤维/橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

自行车是人们生活出行的重要交通工具，自行车刹车系统的质量直接影响着直行车的性能。自行车的刹车系统由钢板和粘结在钢板上的刹车片组成，刹车片通常由耐磨的橡胶组成，从而，刹车片的质量决定着刹车系统的优劣。

自行车刹车片主要采用橡胶制备而成，由于橡胶耐磨性较差，通常在橡胶胶料里面掺加很多添加剂，如：铁粉、铝粉、铜粉等。然而，即使添加了很多添加剂，现在的直行车刹车片都存在一些不足的地方，如：耐磨性差；耐热性差；长时间使用后易变形，导致刹车时制动性能差等问题。这些问题的存在导致了人们在骑行自行车时不够安全，其对人们的生命财产构成威胁。因此，寻求一种耐磨性好和长时间使用后不变形的刹车材料是当前亟待解决的难题。

目前，直行车的刹车材料收到广泛研究，如：中国发明专利申请号201610313639.4公布了一种高性能自行车刹车片，该刹车片的主要成分为：改性酚醛树脂、玻璃纤维丝、填料、成型助剂等；中国发明专利申请号201310365986.8公布了一种用于直行车刹车片制作的橡胶，该刹车片的主要成分为：天然橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、轻钙、炭黑等；中国发明专利申请号201610313640.7公布了一种高性能自行车刹车片的制备方法，该刹车片的主要成分为：改性酚醛树脂、玻璃纤维丝、填料、成型助剂等。这些专利报道的刹车片材料均是由不同的组分混合而成，各组分在混合时有的是固体(如：玻璃纤维、炭黑)，有的是高温粘稠液体，这样就导致各组分在混合时很难达到完全均匀，从而影响其刹车性能。

目前，许多新型纤维被研发出来，如：碳化硅纤维、氧化铁纤维等，这些纤维在很多领域得到广泛应用。然而，文献调研表明，这些纤维在刹车材料领域的应用报道较少，有待进一步深入研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于自行车刹车材料的凝胶纤维/橡胶复合材料，以解决现有技术中存在的不足，该复合材料由SiC溶胶、PbO溶胶与聚碳酸酯、天然橡胶等均匀混合制得。

本发明的另一目的在于提供上述所述一种用于自行车刹车材料的凝胶纤维/橡胶复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)SiC溶胶的制备：在三口烧瓶中，以乙醇为溶剂，加入四乙氧基硅烷(TEOS)和酚醛树脂，室温下搅拌形成溶胶，搅拌时间为3～5小时。

优选地，所述乙醇(mL)、四乙氧基硅烷(mL)和酚醛树脂(g)的质量体积比为：50～70∶10～20∶10～20。

(2)PbO溶胶的制备：在三口烧瓶中，以乙醇为溶剂，加入醋酸铅和冰醋酸，在80～90℃下搅拌形成溶胶，搅拌时间为1～2小时。

优选地，所述乙醇(mL)、醋酸铅(g)和冰醋酸(mL)的质量体积比为：50～70∶10～20∶2～4。

(3)聚碳酸酯的预处理：将聚碳酸酯颗粒加热，加热温度为220～230℃，待其熔解。

(4)天然橡胶的预处理：将天然橡胶块状物加热，加热温度为180～200℃，待其熔解。