超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料及其制備方法，具體涉及一種以碳微米管作為含油載體應(yīng)用于行波超聲電機(jī)的含油摩擦材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有干摩擦材料難以保證超聲電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，多孔結(jié)構(gòu)的摩擦材料彈性性能差以及基體為聚酰亞胺的含油摩擦材料難以大范圍調(diào)節(jié)含油率、彈性模量、硬度和接觸變形，限制超聲電機(jī)應(yīng)用的問(wèn)題，它包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分：聚合物基體：45％?80％；摩擦調(diào)節(jié)劑：10％?30％；碳微米管：1％?30％；制備方法包括以下步驟：1)、最終混合物制??；2)、壓制成型得到成型物；3)、成型物燒結(jié)；4)、制取片狀摩擦材料；5)、超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料制備。本發(fā)明屬于含油材料制備領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料及其制備方法，具體涉及一種以碳微米管作為含油載體應(yīng)用于行波超聲電機(jī)的含油摩擦材料及其制備方法，屬于含油材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證超聲電機(jī)的輸出力矩，目前大多數(shù)超聲電機(jī)用摩擦材料均為干摩擦材料，定子和轉(zhuǎn)子間摩擦的穩(wěn)定性難以保證、可靠性不高，使得電機(jī)的壽命、運(yùn)行精度和穩(wěn)定性很難進(jìn)一步提升。另外研究還發(fā)現(xiàn)，部分超聲電機(jī)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的儲(chǔ)存后，由于定轉(zhuǎn)子接觸界面發(fā)生嵌入和粘結(jié)，無(wú)法正常啟動(dòng)。這些問(wèn)題大大限制了超聲電機(jī)的進(jìn)一步應(yīng)用，已有的干摩擦材料難以滿(mǎn)足要求，必須應(yīng)用新的材料理論，探索新思路。
[0003]大多數(shù)含油聚合物材料的設(shè)計(jì)目標(biāo)是減摩抗磨，例如多孔聚亞酰胺材料、鑄型尼龍多孔材料、聚乙烯多孔材料等。它們大多是通過(guò)添加造孔劑或材料本身在燒制過(guò)程中生成的揮發(fā)氣體來(lái)產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)材料本身的拉伸性能、沖擊性能等彈性性能有一定程度的影響。超聲電機(jī)對(duì)摩擦材料的要求較高，既要有足夠的摩擦，又要耐磨損，還要具有一定的接觸變形，并能在超聲振動(dòng)下穩(wěn)定工作，對(duì)含油摩擦材料的理化性能、含油率和含油保持率等提出更尚的要求。
[0004]公開(kāi)號(hào)為CN104893288A，【公開(kāi)日】為2015年09月09日，專(zhuān)利名稱(chēng)為“用于超聲電機(jī)的多孔含油聚酰亞胺復(fù)合材料及制備方法”提出了一種用于超聲電機(jī)的多孔含油聚酰亞胺復(fù)合材料，該專(zhuān)利所述的含油材料是基于傳統(tǒng)聚酰亞胺含油材料研制而來(lái)，含油摩擦材料的基體限制為聚酰亞胺，難以大范圍調(diào)節(jié)彈性模量、硬度和接觸變形，限制了超聲電機(jī)用含油摩擦材料更好的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為解決現(xiàn)有干摩擦材料難以保證超聲電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，多孔結(jié)構(gòu)的摩擦材料彈性性能差以及基體為聚酰亞胺的含油摩擦材料難以大范圍調(diào)節(jié)含油率、彈性模量、硬度和接觸變形，限制超聲電機(jī)應(yīng)用的問(wèn)題，進(jìn)而提供超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:
[0007]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，它包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:
[0008]聚合物基體:45%-80%;
[0009]摩擦調(diào)節(jié)劑:10%-30%;
[0010]碳微米管:1%-30%;
[0011]所述的聚合物基體為聚四氟乙烯、聚苯酯、聚酰亞胺和雙馬來(lái)酰胺中的一種或幾種的組合；
[0012]所述的摩擦調(diào)節(jié)劑為銅粉、鎳粉、氧化銅、二硫化鉬、石墨、納米金剛石粉、碳纖維、玻璃纖維和稀土粉中的一種或幾種的組合。
[0013 ]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，它包括以下步驟:
[0014]I)、將聚合物基體和摩擦調(diào)節(jié)劑組分充分混合得到的基體混合物;將碳微米管加入到基體混合物中充分混合，得到最終混合物；
[0015]2)、將最終混合物在0.1MPa_5MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在10MPa_80MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓10min-15min，得到成型物；
[0016]3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為360 V-390 V，保溫2h，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0017]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.的片狀摩擦材料，對(duì)片狀摩擦材料表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0018]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐中，片狀摩擦材料真空干燥，同時(shí)，燒瓶中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞上的玻璃管滴入到放置在支架上的燒杯中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料已干燥并且真空加熱爐內(nèi)部達(dá)到浸油的真空度要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料；
[0019]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括支架、燒瓶、玻璃管、燒杯和材料支架，燒瓶的開(kāi)口用瓶塞密封后倒置固定在支架上，瓶塞上插裝有玻璃管，玻璃管的出口正對(duì)設(shè)置在支架上的燒杯，材料支架設(shè)置在燒杯中，片狀摩擦材料放置在材料支架上。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
[0021]1)、碳微米管具有與碳納米管相似的管壁結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性，所以它的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性等一些物理化學(xué)性能與碳納米管相似。碳微米管的優(yōu)點(diǎn)是其管狀結(jié)構(gòu)的直徑較大，一些較大的納米顆粒/團(tuán)簇很容易進(jìn)入管道。研究表明碳納米管和碳纖維等碳材料均可以很好的嵌入在聚合物基體中，提高聚合物的硬度、沖擊強(qiáng)度、耐磨性和導(dǎo)熱性等。因此，碳微米管是一種很好的含油載體，可以用于制備新型含油摩擦材料。
[0022]2)、本發(fā)明以碳微米管為含油載體，可以精確控制摩擦材料的含油量，并提高其含油保持率，不限制含油材料的基體材料種類(lèi)，可制備出適合不同工況下超聲電機(jī)用的一系列摩擦材料；
[0023]3)、本發(fā)明的摩擦材料使超聲電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出力矩大，改善電機(jī)再啟動(dòng)性能，大幅提尚超聲電機(jī)的壽命，有效避免經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存儲(chǔ)后定轉(zhuǎn)子的粘結(jié)；
[0024]4)、碳微米管可以起到增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的作用，有效提高材料的彈性模量和耐磨性；
[0025]5 )、本發(fā)明提出了摩擦材料浸油專(zhuān)用裝置，使摩擦材料在真空干燥后，直接在真空條件下開(kāi)始浸油，節(jié)省操作時(shí)間，提高摩擦材料的含油率。
[0026]6)、本發(fā)明的摩擦材料制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，生產(chǎn)效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明超聲電機(jī)用碳納米管填充聚合物含油摩擦材料制備方法配套使用的專(zhuān)用浸油裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0028]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，它包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:
[0029]聚合物基體:45%-80%;
[0030]摩擦調(diào)節(jié)劑:10%-30%;
[0031]碳微米管:1%-30%;
[0032]所述的聚合物基體為聚四氟乙烯、聚苯酯、聚酰亞胺和雙馬來(lái)酰胺中的一種或幾種的組合；
[0033]所述的摩擦調(diào)節(jié)劑為銅粉、鎳粉、氧化銅、二硫化鉬、石墨、納米金剛石粉、碳纖維、玻璃纖維和稀土粉中的一種或幾種的組合。
[0034]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同之處在于:碳微米管內(nèi)徑為
0.2μηι-5μηι，長(zhǎng)度為0.lmm-2mm。選用該內(nèi)徑的碳微米管作為含油載體，有利于納米顆粒/團(tuán)簇很容易進(jìn)入管道，碳微米管嵌入在聚合物基體中，提高聚合物的硬度、沖擊強(qiáng)度、耐磨性和導(dǎo)熱性，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和實(shí)際需要。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至二之一不同之處在于:所述一種超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%_55%的聚四氟乙烯、5%-20%的聚苯酯、1%-5%的納米金剛石、6%-15%的稀土粉、3%-10%的微米或納米級(jí)銅粉和5%-20%的碳微米管。本實(shí)施方式增加聚苯酯能提高硬度，其它與【具體實(shí)施方式】一至二之一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同之處在于:所述一種超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%_50%的聚四氟乙烯、5%-15%的聚苯酯、2%-10%的玻璃纖維、1%-5%的納米金剛石、5%-10%的稀土粉、3%-10%的微米或納米級(jí)銅粉和10%-25%的碳微米管。本實(shí)施方式增加玻璃纖維有增大摩擦的作用，可以使電機(jī)的力矩增大，增加聚苯酯能提高摩擦材料的硬度。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同之處在于:所述超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%_50%的聚四氟乙烯、10%-25%的雙馬來(lái)酰胺、5%-20%的碳微米管、2%-10%的碳纖維、1%-5%的納米金剛石、5%-10%的稀土粉和3%-5%的微米或納米級(jí)銅粉。本實(shí)施方式增加雙馬來(lái)酰胺能提高浸油率，增加碳纖維能提高彈性模量。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖1說(shuō)明，超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0039]I)、將聚合物基體和摩擦調(diào)節(jié)劑組分充分混合得到的基體混合物;將碳微米管加入到基體混合物中充分混合，得到最終混合物；
[0040]2)、將最終混合物在0.1MPa_5MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在10MPa_80MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓10min-15min，得到成型物；
[0041 ] 3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為360 V-390 V，保溫2h，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0042]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.的片狀摩擦材料7，對(duì)片狀摩擦材料7表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0043]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐I中，片狀摩擦材料7真空干燥，同時(shí)，燒瓶3中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞4上的玻璃管5滴入到放置在支架2上的燒杯6中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料7已干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空度要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料；
[0044]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括支架2、燒瓶3、玻璃管5、燒杯6和材料支架8，燒瓶3的開(kāi)口用瓶塞4密封后倒置固定在支架2上，瓶塞4上插裝有玻璃管5，玻璃管5的出口正對(duì)設(shè)置在支架2上的燒杯6，材料支架8設(shè)置在燒杯6中，片狀摩擦材料放置在材料支架8上。
[0045]本實(shí)施方式所述的材料支架8具有一定的高度，放置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上，通過(guò)計(jì)算，潤(rùn)滑油2小時(shí)左右開(kāi)始浸沒(méi)摩擦材料，經(jīng)過(guò)2小時(shí)左右摩擦片已經(jīng)充分干燥，并且真空室內(nèi)已達(dá)到浸油的真空要求。在120°C下浸油60小時(shí)以上。潤(rùn)滑油開(kāi)始浸沒(méi)片狀摩擦材料的時(shí)間與真空室內(nèi)達(dá)到浸油的真空度要求的時(shí)間是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，進(jìn)而用于實(shí)踐。
[0046]步驟3)中加熱到燒結(jié)溫度為360 0C-390 0C的升溫速度為20 °C /h_60 °C/h，步驟5)的燒瓶3中裝有的當(dāng)次實(shí)驗(yàn)需要的定量潤(rùn)滑油，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料時(shí)，燒瓶中也幾乎沒(méi)有潤(rùn)滑油。保證片狀摩擦材料充分浸油；片狀摩擦材料7已干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空度要求，真空度大于等于-0.04MPa。
[0047]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】六至七之一不同之處在于:步驟I)中聚合物基體和摩擦調(diào)節(jié)劑組分在攪拌器內(nèi)高速攪拌混合得到基體混合物，將碳微米管加入到基體混合物中低速攪拌混合，得到最終混合物。本實(shí)施方式的高速攪拌的速率為I萬(wàn)至3萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，低速攪拌的速率為1000至3000轉(zhuǎn)每分鐘。這樣可滿(mǎn)足基體混合物內(nèi)各組分充分混合，以及最終混合物內(nèi)組分充分混合。其它與【具體實(shí)施方式】六相同。
[0048]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】六至七之一不同之處在于:步驟I)中最終混合物的組分按照質(zhì)量百分比計(jì)為:40 % -50 %的聚四氟乙烯、5 % -20 %的聚苯酯、1%-5%的納米金剛石、6%-15%的稀土粉、3 % -10 %的微米或納米級(jí)銅粉和5 % -20 %的碳微米管。本實(shí)施方式增加聚苯酯能提高硬度，本實(shí)施方式得到的含油摩擦材料的孔隙率為14%-40%，含油率為 5%-17%，摩擦系數(shù)為 0.08-0.15，磨損率為0.8\10—%1113/_-2\10—8mm3/Nm，其它與【具體實(shí)施方式】六至七之一相同。
[0049]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】六至八之一不同之處在于:步驟I)中最終混合物的組分按照質(zhì)量百分比計(jì)為:40 % -50 %的聚四氟乙烯、10% -25 %的雙馬來(lái)酰胺、2%-10 %的碳纖維、I %-5 %的納米金剛石、5%~10%的稀土粉、3%-5%的微米或納米級(jí)銅粉和5 %_20 %的碳微米管。本實(shí)施方式增加雙馬來(lái)酰胺能提高浸油率，增加碳纖維能提高彈性模量，本實(shí)施方式最終得到的含油摩擦材料的孔隙率為17%-48%，含油率為6%-21% ,摩擦系數(shù)為0.05-0.011，磨損率為0.5 X 10—Vm3/Nm-1.6 X 10—8mm3/Nm，其它與【具體實(shí)施方式】六至八之一相同。
[0050]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】八至九之一不同之處在于:微米級(jí)銅粉的粒徑為10μηι-40μηι;納米級(jí)銅粉的粒徑為50nm-500nm。如此設(shè)置，小粒徑的銅粉進(jìn)入碳微米管管道中可增強(qiáng)與聚合物基體的兼容性，提高聚合物的硬度、沖擊強(qiáng)度、耐磨性和導(dǎo)熱性等，提高含油保持率。其它與【具體實(shí)施方式】八至九之一相同。
[0051 ] 實(shí)施例1
[0052 ]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，它包括以下步驟:
[0053]1)、將40%-50%的聚四氟乙烯、5%-20%的聚苯酯、1%_5%的納米金剛石、6%-15 %的稀土粉、3 % -10 %的微米或納米級(jí)銅粉和5 % -20 %的碳微米管混合，碳微米管內(nèi)徑為3μηι，長(zhǎng)度為0.5mm，得到最終混合物；
[0054]2)、將最終混合物在2MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在60MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓lOmin，得到成型物；
[0055]3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為390 V，保溫2小時(shí)，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0056]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.6mm的片狀摩擦材料，對(duì)片狀摩擦材料表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0057]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐I中，片狀摩擦材料真空干燥，同時(shí)，燒瓶3中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞4上的玻璃管5滴入到放置在支架2上的燒杯6中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料已經(jīng)干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料。
[0058]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括箱體1、支架2、燒瓶3、玻璃管5、燒杯6和材料支架8，燒瓶3的開(kāi)口用瓶塞4密封后倒置固定在支架2上，瓶塞4上插裝有玻璃管5，玻璃管5的出口正對(duì)燒杯6，材料支架8設(shè)置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上。
[0059]本實(shí)施例所述的材料支架8具有一定的高度，放置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上，通過(guò)計(jì)算，潤(rùn)滑油2小時(shí)左右開(kāi)始浸沒(méi)摩擦材料，經(jīng)過(guò)2小時(shí)摩擦片已經(jīng)充分干燥，并且真空室內(nèi)已達(dá)到浸油的真空要求。在120°C下浸油60小時(shí)以上。潤(rùn)滑油開(kāi)始浸沒(méi)片狀摩擦材料的時(shí)間與真空室內(nèi)達(dá)到浸油的真空度要求的時(shí)間是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，進(jìn)而用于實(shí)踐。
[0060]本實(shí)施例得到的含油摩擦材料的含油摩擦材料的孔隙率為16%_38%，含油率為7%~15% ,摩擦系數(shù)為0.08-0.13，磨損率為0.8 X 10—8mm3/Nm_l.7 X 10—8mm3/Nm。
[0061 ] 實(shí)施例2
[0062]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，它包括以下步驟:
[0063]1)、將40%_50%的聚四氟乙烯、10%-25%的雙馬來(lái)酰胺、2%-10%的碳纖維、I % -5 %的納米金剛石、5 % -10 %的稀土粉、3 % -5 %的微米或納米級(jí)銅粉和5 % -20 %的碳微米管混合，碳微米管的內(nèi)徑為Iym，長(zhǎng)度為1_，得到最終混合物；
[0064]2)、將最終混合物在5MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在20MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓15min，得到成型物；
[0065]3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為360 V，保溫2小時(shí)，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0066]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為Imm的片狀摩擦材料，對(duì)片狀摩擦材料表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0067]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐I中，片狀摩擦材料真空干燥，同時(shí)，燒瓶3中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞4上的玻璃管5滴入到放置在支架2上的燒杯6中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料已經(jīng)干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料。
[0068]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括箱體1、支架2、燒瓶3、玻璃管5、燒杯6和材料支架8，燒瓶3的開(kāi)口用瓶塞4密封后倒置固定在支架2上，瓶塞4上插裝有玻璃管5，玻璃管5的出口正對(duì)燒杯6，材料支架8設(shè)置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上。
[0069]本實(shí)施例所述的材料支架8具有一定的高度，放置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上，通過(guò)計(jì)算，潤(rùn)滑油2小時(shí)左右開(kāi)始浸沒(méi)摩擦材料，經(jīng)過(guò)2小時(shí)摩擦片已經(jīng)充分干燥，并且真空室內(nèi)已達(dá)到浸油的真空要求。在120°C下浸油60小時(shí)以上。潤(rùn)滑油開(kāi)始浸沒(méi)片狀摩擦材料的時(shí)間與真空室內(nèi)達(dá)到浸油的真空度要求的時(shí)間是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，進(jìn)而用于實(shí)踐。
[0070]本實(shí)施例得到的含油摩擦材料的含油摩擦材料的孔隙率為18%_45%，含油率為7%-20% ,摩擦系數(shù)為0.07-0.1，磨損率為0.7 X 10—8mm3/Nm_l.5 X 10—8mm3/Nm。
[0071]實(shí)施例3
[0072 ]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，它包括以下步驟:
[0073]1)、將40%-50%的聚四氟乙烯、5%_15%的聚苯酯、2%-10%的玻璃纖維、1%-5 %的納米金剛石、5 % -1 O %的稀土粉、3 % -1 O %的微米或納米級(jí)銅粉和1 % -25 %的碳微米管混合，碳微米管的內(nèi)徑為5μηι，長(zhǎng)度0.1mm，得到最終混合物；
[0074]2)、將最終混合物在0.6MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在80MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓13min，得到成型物；
[0075]3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為385 V，保溫2小時(shí)，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0076]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.3mm的片狀摩擦材料，對(duì)片狀摩擦材料表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0077]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐I中，片狀摩擦材料真空干燥，同時(shí)，燒瓶3中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞4上的玻璃管5滴入到放置在支架2上的燒杯6中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料已經(jīng)干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料。
[0078]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括箱體1、支架2、燒瓶3、玻璃管5、燒杯6和材料支架8，燒瓶3的開(kāi)口用瓶塞4密封后倒置固定在支架2上，瓶塞4上插裝有玻璃管5，玻璃管5的出口正對(duì)燒杯6，材料支架8設(shè)置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上。
[0079]本實(shí)施例所述的材料支架8具有一定的高度，放置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上，通過(guò)計(jì)算，潤(rùn)滑油2小時(shí)左右開(kāi)始浸沒(méi)摩擦材料，經(jīng)過(guò)2小時(shí)左右摩擦片已經(jīng)充分干燥，并且真空室內(nèi)已達(dá)到浸油的真空要求。在120°C下浸油60小時(shí)以上。潤(rùn)滑油開(kāi)始浸沒(méi)片狀摩擦材料的時(shí)間與真空室內(nèi)達(dá)到浸油的真空度要求的時(shí)間是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，進(jìn)而用于實(shí)踐。
[0080]本實(shí)施例得到的含油摩擦材料的孔隙率為23%-46%，含油率為8%-19%，摩擦系數(shù)為0.12-0.16，磨損率為 1.2 X 10—8mm3/Nm-2 X 10—8mm3/Nm。
[0081 ] 實(shí)施例4
[0082 ]超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，它包括以下步驟:
[0083]1)、將40%-50%的聚四氟乙烯、5%_15%的聚苯酯、2%-10%的玻璃纖維、1%-5 %的納米金剛石、5 % -1 O %的稀土粉、3 % -1 O %的微米或納米級(jí)銅粉和1 % -25 %的碳微米管混合，得到最終混合物;碳微米管的內(nèi)徑為0.2m，長(zhǎng)度2_，得到最終混合物；
[0084]2)、將最終混合物在0.8MPa_2MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在30MPa_50MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓13min，得到成型物；
[0085]3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為385 V，保溫2小時(shí)，燒結(jié)完成后，降至室溫；
[0086]4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.8mm的片狀摩擦材料，對(duì)片狀摩擦材料表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞；
[0087]5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐I中，片狀摩擦材料真空干燥，同時(shí)，燒瓶3中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞4上的玻璃管5滴入到放置在支架2上的燒杯6中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料已經(jīng)干燥并且真空加熱爐I內(nèi)部達(dá)到浸油的真空要求，在120°C下浸油70小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料。
[0088]所述的專(zhuān)用浸油裝置包括箱體1、支架2、燒瓶3、玻璃管5、燒杯6和材料支架8，燒瓶3的開(kāi)口用瓶塞4密封后倒置固定在支架2上，瓶塞4上插裝有玻璃管5，玻璃管5的出口正對(duì)燒杯6，材料支架8設(shè)置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上。
[0089]本實(shí)施例所述的材料支架8具有一定的高度，放置在燒杯6中，片狀摩擦材料7放置在材料支架8上，通過(guò)計(jì)算，潤(rùn)滑油2小時(shí)左右開(kāi)始浸沒(méi)摩擦材料，經(jīng)過(guò)2小時(shí)摩擦片已經(jīng)充分干燥，并且真空室內(nèi)已達(dá)到浸油的真空要求。在120°C下浸油60小時(shí)以上。潤(rùn)滑油開(kāi)始浸沒(méi)片狀摩擦材料的時(shí)間與真空室內(nèi)達(dá)到浸油的真空度要求的時(shí)間是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，進(jìn)而用于實(shí)踐。
[0090]本實(shí)施例得到的含油摩擦材料的孔隙率為20%-42%，含油率為7%-16%，摩擦系數(shù)為0.13-0.18，磨損率為 1.4 X 10—8mm3/Nm-2 X 10—8mm3/Nm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，其特征在于:它包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分: 聚合物基體:45%-80%; 摩擦調(diào)節(jié)劑:10%-30%; 碳微米管:1%-30%; 所述的聚合物基體為聚四氟乙烯、聚苯酯、聚酰亞胺和雙馬來(lái)酰胺中的一種或幾種的組合； 所述的摩擦調(diào)節(jié)劑為銅粉、鎳粉、氧化銅、二硫化鉬、石墨、納米金剛石粉、碳纖維、玻璃纖維和稀土粉中的一種或幾種的組合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，其特征在于:碳微米管內(nèi)徑為0.2μηι-5μηι，長(zhǎng)度為0.lmm-2mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，其特征在于:所述一種超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%-55%的聚四氟乙烯、5%-20%的聚苯酯、1%-5%的納米金剛石、6%-15%的稀土粉、3 % -10 %的微米或納米級(jí)銅粉和5 % -20 %的碳微米管。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，其特征在于:所述一種超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%-50%的聚四氟乙烯、5%-15%的聚苯酯、2%-10%的玻璃纖維、1%-5%的納米金剛石、5%-10%的稀土粉、3%~10%的微米或納米級(jí)銅粉和10%-25%的碳微米管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料，其特征在于:所述一種超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料包括以質(zhì)量百分比計(jì)的如下組分:40%-50%的聚四氟乙烯、10%-25%的雙馬來(lái)酰胺、5%-20%的碳微米管、2%-10%的碳纖維、1%_5%的納米金剛石、5%~10%的稀土粉和3%~5%的微米或納米級(jí)銅粉。6.權(quán)利要求1或2所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟: I )、將聚合物基體和摩擦調(diào)節(jié)劑組分充分混合得到的基體混合物;將碳微米管加入到基體混合物中充分混合，得到最終混合物； 2)、將最終混合物在0.1MPa-5MPa的壓力下進(jìn)行預(yù)壓制，保壓5min后卸壓，再在1MPa-80MPa下進(jìn)行壓制成型，保壓10min-15min，得到成型物； 3)、將步驟2)得到的成型物放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為3600C-390V，保溫2小時(shí)，燒結(jié)完成后，降至室溫； 4)、對(duì)步驟3)得到的燒結(jié)摩擦材料進(jìn)行切片加工，加工成厚度為0.的片狀摩擦材料7，對(duì)片狀摩擦材料7表面進(jìn)行清潔處理，確保碳微米管端口不被堵塞； 5)、借助專(zhuān)用浸油裝置，將專(zhuān)用浸油裝置放置在真空加熱爐(I)中，片狀摩擦材料(7)真空干燥，同時(shí)，燒瓶(3)中裝有的潤(rùn)滑油通過(guò)安裝在瓶塞(4)上的玻璃管(5)滴入到放置在支架(2)上的燒杯(6)中，待潤(rùn)滑油完全浸沒(méi)片狀摩擦材料，此時(shí)，片狀摩擦材料(7)已干燥并且真空加熱爐(I)內(nèi)部達(dá)到浸油的真空度要求，在120°C下浸油60小時(shí)以上，將浸油的片狀摩擦材料取出，擦洗掉表面吸附的潤(rùn)滑油，得到超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料；所述的專(zhuān)用浸油裝置包括支架(2)、燒瓶(3)、玻璃管(5)、燒杯(6)和材料支架(8)，燒瓶(3)的開(kāi)口用瓶塞(4)密封后倒置固定在支架(2)上，瓶塞(4)上插裝有玻璃管(5)，玻璃管(5)的出口正對(duì)設(shè)置在支架(2)上的燒杯(6)，材料支架(8)設(shè)置在燒杯(6)中，片狀摩擦材料放置在材料支架(8)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中聚合物基體和摩擦調(diào)節(jié)劑組分在攪拌器內(nèi)高速攪拌混合得到基體混合物，將碳微米管加入到基體混合物中低速攪拌混合，得到最終混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中最終混合物的組分按照質(zhì)量百分比計(jì)為:40%-50%的聚四氟乙烯、5%-20%的聚苯酯、1%-5%的納米金剛石6%-15%的稀土粉、3%-10%的微米或納米級(jí)銅粉和5%-20%的碳微米管。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:步驟I)中最終混合物的組分按照質(zhì)量百分比計(jì)為:40%-50%的聚四氟乙烯、5%-15%的聚苯酯、2%-10%的玻璃纖維、1%-5%的納米金剛石、5%-10%的稀土粉、3%-10%的微米或納米級(jí)銅粉和10%-25%的碳微米管。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的超聲電機(jī)用碳微米管填充聚合物含油摩擦材料的制備方法，其特征在于:微米級(jí)銅粉的粒徑為10微米-40微米;納米級(jí)銅粉的粒徑為50納米-500納米。
【文檔編號(hào)】C09K3/14GK105968662SQ201610566389
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】李錦棒, 于愛(ài)兵, 崔玉國(guó), 劉洋
【申請(qǐng)人】寧波大學(xué)