[发明专利]一种碳化硅-二硫化钨协同改性树脂基复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅‑二硫化钨协同改性树脂基复合材料的方法，属于树脂基摩擦材料技术领域，所述方法包括以下步骤：按体积比5～15：5～15：20～35：45～60依次称取SiC粉末、WS₂粉末、填料、聚酰亚胺粉末，将原料放入球磨机中干混，干混结束进行干燥，冷压成型得到坯体，然后对坯体进行烧结，随炉冷却至室温即可。本发明操作简单，材料易得且价格低廉，反应条件容易达到，且制备的聚酰亚胺树脂基复合材料具有优异的摩擦磨损性能、耐腐蚀性能以及力学性能。

技术领域

本发明涉及树脂基摩擦材料技术领域，特别是涉及一种碳化硅-二硫化钨协同改性树脂基复合材料的方法。

背景技术

摩擦材料是一种利用摩擦作用实现制动与传动功能的部件材料，常用于各种高速运转的机械设备及交通运输工具中。在制动过程中，摩擦材料通过摩擦作用将机械运转的动能转换为以热能为主的其他能量以达到降低速度的目的。而在传动过程中，摩擦材料则通过制造摩擦力矩达到传动的效果。由于摩擦材料的摩擦性能直接关系到机械设备以及交通工具能否安全稳定运行，可以认为摩擦材料是一种应用广泛的关键功能材料。

树脂基摩擦材料是机械设备中最常用的摩擦材料(金属摩擦材料、碳-碳复合材料、树脂基有机摩擦材料)，一般由黏结剂、增强相、摩擦性能改进剂和填料组成。其中粘结剂的功能使各种成分保持在一起，从而构成一个稳定基体。作为摩擦材料的基体，粘结剂性能的优劣直接影响着摩擦材料摩擦磨损性能的稳定性。

聚酰亚胺(PI)树脂有耐高温、耐热氧化、耐磨损、自润滑、耐腐蚀、耐辐射等性能，可在很多情况下替代金属、陶瓷和高温聚合物材料，广泛应用于石油化工、矿山机械、精密机床等领域，具有很好的性价比。同时，在空间领域也具有重要的应用，包括空间站、卫星及相机用无油润滑轴承、连接件、密封环等。然而，虽然传统热固型聚酰亚胺复合材料的耐热性能优异，但是其刚性的分子链结构导致其韧性往往比较差。其次，某些产品如空间导电滑环、电机电刷、微型摄像头底座等需要良好的导电性和导热性以及特定的摩擦性能。因此，提高聚合物性能以满足更高的要求是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是通过添加增强相SiC和润滑相WS₂来提高聚酰亚胺树脂的耐磨性以及力学性能，提供一种改善聚酰亚胺树脂基复合材料摩擦磨损性能方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种碳化硅-二硫化钨协同改性树脂基复合材料的方法，包括以下步骤：

(1)称取原料：按体积比5～15：5～15：20～35：45～60依次称取SiC粉末、WS₂粉末、填料、聚酰亚胺粉末；

(2)随后将原料放入球磨机中干混，干混结束进行干燥；

(3)将干燥后的物料放入预处理后的模具中，冷压成型，得到坯体，优选冷压成型制备的坯体；

(4)将步骤(3)所述坯体进行烧结，保温，然后升温，保温，随炉冷却至室温得到所述树脂基复合材料。

进一步地，步骤(1)所述WS₂粉末颗粒平均直径为600nm，所述SiC粉末颗粒平均直径为0.5～0.7μm。

进一步地，步骤(1)所述填料为电解铜粉末，所述填料颗粒平均直径为400～500μm。所述填料的作用主要为提高树脂基复合材料的韧性以及平整复合材料的表面。

进一步地，步骤(2)在立式行星球磨机中干混。

进一步地，步骤(2)在立式行星球磨机中以280～320r/min的转速干混24～48h。

进一步地，步骤(2)中干燥在电热鼓风恒温干燥箱中进行。

进一步地，步骤(2)在100～120℃干燥1～5h。