[发明专利]一种耐磨复合材料、摩擦片、风电偏航制动块及风电偏航制动系统

说明书

本发明提供了耐磨复合材料、摩擦片、风电偏航制动块及风电偏航制动系统。以重量百分含量计，耐磨复合材料包括30～90％的粘结基材、3～50％的摩阻材料和3～50％的减摩材料，粘结基材包括聚醚醚酮，摩阻材料包括玻璃纤维微粉、硫酸钡晶须、六钛酸钾晶须(PTW晶须)、氧化铝晶须中的任意一种或多种，减摩材料包括铜纤维、芳纶纤维微粉、石墨纤维、含氟聚合物纤维中的任意一种或多种。上述粘结基材、摩阻材料和减摩材料各自的作用得到充分发挥，由于采用晶须、微粉或纤维作为摩阻材料或减摩材料，因此同样的添加量，比细粉料的比表面积小，对聚醚醚酮的结晶度影响小；制作成摩擦片后各部分之间结合力强，摩擦时不易抽离。

技术领域

本发明涉及风电偏航制动材料领域，具体而言，涉及一种耐磨复合材料、摩擦片、风电偏航制动块及风电偏航制动系统。

背景技术

现阶段风电偏航器制动摩擦片主要分为液压主动式摩擦片与碟簧被动式摩擦片。主动式摩擦片主要采用改性酚醛树脂，其具有价格便宜、摩擦系数较大、技术成熟等优势，但是其抗压强度低、易崩边、耐磨效果较差等缺点无法满足日益苛刻的工况。

碟簧被动式摩擦片是基于新型偏航结构，对抗压、耐磨、韧性等要求更高，现有材料主要有三类：

一是高性能环氧或丙烯酸酯/石墨/聚四氟乙烯等浇注复合材料，其具有低摩擦系数、较高的抗压强度、耐磨效果佳，比酚醛树脂摩擦片有较高的提升，但是抗压性能仍然无法满足要求，且易开裂崩边，耐磨效果无法满足粗糙对偶面的切削，因而性能需要提高。

另外一种是四氟乙烯等柔性纤维布浸渍层压复合材料，由于多层编织布堆叠，其抗压强度高，但是由于编织布之间靠基体树脂粘接，因而受平行剪切力时，容易整层编织布剥离，耐磨效果较差，而且编织布随磨损程度不同，摩擦系数会随接触四氟纤维布面积不同而变化，因而对偏航力控制不利。

第三类是以PEEK(聚醚醚酮)/石墨/PTFE(聚四氟乙烯)或晶须增强的聚醚醚酮耐磨复合材料等作为耐磨抗压摩擦片，由于PEEK作为特种工程塑料，抗压强度大、耐磨效果佳、韧性较好，因而能避免前面两种材料的缺陷，但是添加石墨和PTFE粉料后，由于石墨属于层状结构、PTFE粉料作为颗粒料，影响PEEK的结晶，且易析出，因而力学性能下降厉害，耐磨效果下降明显，因而无法推广使用。另外，还有使用纳米粒子改性摩擦片，一来纳米粉料分散过程易团聚，加工难度大；二来作为刚性纳米粒子，对摩擦系数有增摩效果，不利于摩擦系数的下调。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种耐磨复合材料、摩擦片、风电偏航制动块及风电偏航制动系统，以解决现有技术中的摩擦片的耐磨性和力学性能不足的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种耐磨复合材料，以重量百分含量计，耐磨复合材料包括30～90％的粘结基材、3～50％的摩阻材料和3～50％的减摩材料，粘结基材包括聚醚醚酮，摩阻材料包括玻璃纤维微粉、硫酸钡晶须、六钛酸钾晶须、氧化铝晶须中的任意一种或多种，减摩材料包括铜纤维、芳纶纤维微粉、石墨纤维、含氟聚合物纤维中的任意一种或多种。

进一步地，以重量百分含量计，上述耐磨复合材料包括55～90％的粘结基材、5～25％的摩阻材料和5～25％的减摩材料。

进一步地，上述耐磨复合材料中，聚醚醚酮的粒径在13～150μm之间；优选微粉类材料或晶须类材料的直径在1～100μm之间，优选微粉类材料或晶须类材料的长径比在(10～100):1之间，优选纤维类材料为长度在1～10mm之间的短切纤维，进一步优选为长度在3～5mm之间的短切纤维。

进一步地，上述玻璃纤维微粉、硫酸钡晶须、六钛酸钾晶须、氧化铝晶须、铜纤维和石墨纤维各自独立经表面改性，表面改性为偶联剂改性或接枝改性。

进一步地，上述含氟聚合物纤维包括ETFE、PVDF、PTFE、PCTFE。