[发明专利]一种汽车刹车片石墨烯杂化物/聚醚醚酮塑料及制备方法

说明书

本发明提供了一种汽车刹车片石墨烯杂化物/聚醚醚酮塑料及制备方法。先制得树枝型PAMAM/石墨烯/蒙脱土混合液，接着加入氢氧化钙悬浊液、硫酸溶液进行反应，加入晶化导向剂后得到硫酸钙晶须与树枝型PAMAM/石墨烯/蒙脱土杂化物；最后与4,4’‑二氟二苯甲酮、苯二酚、催化剂、碳酸钾溶于二苯砜中反应，即得石墨烯杂化物/聚醚醚酮塑料。该方法通过聚酰胺‑胺树枝型分子接枝石墨烯和纳米蒙脱土，同时以杂化方式制备硫酸钙晶须，得到的石墨烯杂化物/聚醚醚酮塑料摩擦性能优良、强度高、性能稳定且成本低廉，能有效避免现有半金属刹车片易锈蚀，而高性能纤维刹车片价格昂贵的缺陷，可广泛用于汽车刹车片领域。

技术领域

本发明涉及汽车材料领域，具体涉及刹车片的制备，特别是涉及一种汽车刹车片石墨烯杂化物/聚醚醚酮塑料及制备方法。

背景技术

随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车的功率、速度和载荷日益提高，运行工况条件日益严峻，因此对汽车制动摩擦材料也提出了更高的要求。汽车刹车片是机动车制动器的关键零件，关系到汽车运行的安全性，其发展与汽车的发展密切相关。汽车刹车片的作用是吸收汽车的动能，将汽车的动能转化为热能和其它形式的能量，从而使汽车制动，其性能好坏决定了制动的可靠性和稳定性。

传统的石棉制动材料，由于在摩擦制动过程中受热分解产生热衰退及具有的毒性缺陷，其已被许多国家严禁生产和使用，从而寻找合适的替代产品是刹车片行业必须要解决的关键问题。石墨烯由于其独特的二维特性、大的比表面积、优异的导电性、导热性和高的强度，在能源存储、电子器件以及新材料等领域备受科学家们的青睐。聚醚醚酮（PEEK）作为一种线性芳香半结晶的热塑性工程塑料，其结构规整且稳定，具有优良的力学性能、化学性能以及摩擦学性能，从而显示出优异的耐磨性。目前，半金属复合材料、钢纤维、铜纤维、碳纤维、玻璃纤维、等材料被研发并应用于摩擦材料的生产之中。

中国发明专利申请号201510074359.8公开了一种卡丁车专用刹车片，该发明通过在配方中添加二硫化钼、硫化锑，使得刹车片具有良好的高温润滑，高温增摩性能，符合卡丁车的高温、高速的使用环境，硅灰石使得刹车片具有良好的常温增摩性能，钢钎棉和芳纶纤维能够增强刹车片的整体强度，焦炭和蛭石粉具有良好的吸音功能。

中国发明专利申请号201610115492.8公开了一种用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料及其制备方法，主要是按顺序依次加入环氧树脂、潜伏型固化剂、内脱模剂、一般填料及耐磨填料、促进剂，在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；所得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维作为增强材料，常温捏合，使纤维充分浸透，捏合均匀；将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，制得汽车制动器活塞用团状模塑料。

中国发明专利申请号201310104685.X公开了一种含束状亚克力纤维的制动器衬片，该衬片由以下质量分的成分制备而成：树脂8~20份；束状亚克力短纤维5~15份；增摩剂20~40份；减磨剂7~15份；填料15~45份。该发明摩擦系数比较稳定、热衰退小、而且磨损也较小、还有体轻的特点，所以束状亚克力纤维，是汽车制动器衬片一种新的替代石棉的增强材料，具有良好的应用前景。

中国发明专利申请号201610489577.2公开了一种重载汽车刹车片用摩擦材料，其原料按重量份包括：酚醛树脂20~35份、丙烯酸酯橡胶2~5份、八苯胺基POSS 3~8份、石英纤维2~8份、高硅氧纤维10~20份、芳纶纤维3~10份、硼酸铝晶须3~12份、碱式硫酸镁晶须3~10份、纳米坡缕石20~35份、碳酸钡15~35份、铝粉3~10份、纳米炭粉3~10份、氮化硼5~15份、刚玉粉3~12份、蛭石2~6份、云母0.5~5份、三氧化钼3~5份、天然石墨2~6份、微米氧化锆球2~10份、氧化石墨烯2~8份。

根据上述，现有方案中汽车刹车片的半金属制动片存在易锈蚀、高发热以及造价高、摩擦噪声等缺陷，而玻璃纤维质地较脆，碳纤维虽然性能优越但是价格昂贵的问题。

发明内容