本發(fā)明涉及纖維材料領(lǐng)域，具體涉及一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法。

背景技術(shù)：

汽車離合器面片是車輛依靠摩擦作用執(zhí)行傳動(dòng)功能的部件材料，是摩擦材料的一種，是汽車車輛中非常重要的安全零件，對(duì)于汽車的功能性、安全性以及舒適性的實(shí)現(xiàn)都有著重要影響。常用的汽車離合器面片主要有粘結(jié)劑、增強(qiáng)纖維以及填料粒子等原料制成。其中，增強(qiáng)纖維是離合器面片的重要組分，主要承載單元，起骨架作用，使材料具有一定的強(qiáng)度和韌性，可經(jīng)受沖擊、剪切、拉伸等機(jī)械作用而不出現(xiàn)裂紋斷裂、崩缺等機(jī)械損傷，對(duì)材料的摩擦磨損等性能有著重要影響。復(fù)合纖維石目前增強(qiáng)纖維的主要發(fā)展方向，選用性能和價(jià)格互補(bǔ)的兩種或兩種以上的纖維復(fù)合增強(qiáng)，不僅可以降低成本，還能夠發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)缺陷，提高性能。

任增茂在其《復(fù)合纖維型非石棉纏繞式離合器面片研制》一文中闡述了按照玻璃纖維50%-60%、凱夫拉纖維0%-20%、碳纖維0%-10%、其他纖維0%-10%的比例將它們捻合在一起，制成一種混合型復(fù)合纖維作為增強(qiáng)纖維以替代石棉纖維，同時(shí)選用性能較好的改性樹脂、橡膠及其配合物、摩擦性能調(diào)節(jié)劑等做粘結(jié)劑和填料，制得一種摩擦磨損性能良好的復(fù)合纖維型非石棉纏繞式離合器面片。但是隨著汽車朝著高速、重載、舒適安全的的發(fā)展，對(duì)汽車所使用的離合器面片的性能要求也越來越高，這就要求復(fù)合纖維需要更高更穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、更強(qiáng)的耐磨性能以及更好的導(dǎo)熱性能。

因此，本發(fā)明采用電泳沉淀法先后將氧化石墨烯和納米金剛石均勻地分布到復(fù)合纖維中每一根纖維表面以及在纖維之間形成橋接，再進(jìn)行熱處理，可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯、納米金剛石與復(fù)合纖維的鍵合，提高氧化石墨烯、納米金剛石在復(fù)合纖維表面的附著力，使得改性后的復(fù)合纖維繼承了石墨烯的高導(dǎo)熱性能和納米金剛石的超耐磨性能，具有更強(qiáng)等耐磨性能和更好的導(dǎo)熱性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法，可以顯著提高復(fù)合纖維布的耐磨性能和導(dǎo)熱性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯加水超聲攪拌制成質(zhì)量濃度為0.5-1.0mg/ml的氧化石墨烯水溶液，待用；

（2）按照質(zhì)量比15-18:0.3-0.5:0.4-0.6:0.01將無水乙醇、丙酮、碘、納米金剛石混合均勻，超聲分散即得納米金剛石分散液，待用；

（3）采用復(fù)合纖維布作為陽(yáng)極，兩塊同樣大小的不銹鋼板作為對(duì)電極平行地至于復(fù)合纖維兩側(cè)作為電泳裝置，電極距離為1-2cm，然后加入步驟（1）制得的氧化石墨烯水溶液作為電泳液，直流電壓控制在15-20v，電泳沉積30-40min后取出復(fù)合纖維布，在1-2l/minn2保護(hù)氣氛、（2-3）×10^-3pa真空保護(hù)以及280-360℃溫度條件高溫處理4-7h，待復(fù)合纖維布冷卻至室溫后重新放入電泳裝置中，再加入步驟（2）制得的納米金剛石分散液作為電泳液，直流電壓控制在40-50v，電泳沉積5-10min后取出復(fù)合纖維布，在2-3l/minn2保護(hù)氣氛、（1-2）×10^-3pa真空保護(hù)以及350-400℃溫度條件高溫處理2-5h，冷卻至室溫，即得氧化石墨烯和納米金剛石改性復(fù)合纖維布。

步驟（1）所述的氧化石墨烯采用hummers法制得。

步驟（1）所述的超聲功率為200-300w，超聲時(shí)間為5-10min。

步驟（2）所述的納米金剛石由爆炸法制得，粒徑為1-10nmm。

步驟（2）所述的超聲功率為150-250w，超聲時(shí)間為10-15min。

步驟（3）所述的復(fù)合纖維布中的復(fù)合纖維選自玻璃纖維、芳綸纖維、腈綸纖維、碳纖維、銅纖維、鋼纖維、海泡石纖維、鈦酸鉀纖維、硅酸鋁纖維中的兩種或兩種以上纖維捻合而成。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用電泳沉淀法先后將氧化石墨烯和納米金剛石均勻地分布到復(fù)合纖維中每一根纖維表面以及在纖維之間形成橋接，再進(jìn)行熱處理，可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯、納米金剛石與復(fù)合纖維的鍵合，提高氧化石墨烯、納米金剛石在復(fù)合纖維表面的附著力，使得改性后的復(fù)合纖維繼承了石墨烯的高導(dǎo)熱性能和納米金剛石的超耐磨性能，具有更強(qiáng)等耐磨性能和更好的導(dǎo)熱性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯加水超聲攪拌制成質(zhì)量濃度為0.5mg/ml的氧化石墨烯水溶液，待用；

（2）按照質(zhì)量比15:0.3:0.4:0.01將無水乙醇、丙酮、碘、納米金剛石混合均勻，超聲分散即得納米金剛石分散液，待用；

（3）采用復(fù)合纖維布作為陽(yáng)極，兩塊同樣大小的不銹鋼板作為對(duì)電極平行地至于復(fù)合纖維兩側(cè)作為電泳裝置，電極距離為1cm，然后加入步驟（1）制得的氧化石墨烯水溶液作為電泳液，直流電壓控制在15v，電泳沉積40min后取出復(fù)合纖維布，在1l/minn2保護(hù)氣氛、2×10^-3pa真空保護(hù)以及280℃溫度條件高溫處理7h，待復(fù)合纖維布冷卻至室溫后重新放入電泳裝置中，再加入步驟（2）制得的納米金剛石分散液作為電泳液，直流電壓控制在40v，電泳沉積10min后取出復(fù)合纖維布，在2l/minn2保護(hù)氣氛、1×10^-3pa真空保護(hù)以及350℃溫度條件高溫處理5h，冷卻至室溫，即得氧化石墨烯和納米金剛石改性復(fù)合纖維布。

步驟（1）所述的氧化石墨烯采用hummers法制得。

步驟（1）所述的超聲功率為200w，超聲時(shí)間為10min。

步驟（2）所述的納米金剛石由爆炸法制得，粒徑為1nmm。

步驟（2）所述的超聲功率為150w，超聲時(shí)間為15min。

步驟（3）所述的復(fù)合纖維布中的復(fù)合纖維為玻璃纖維、芳綸纖維兩種纖維捻合而成。

實(shí)施例2

一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯加水超聲攪拌制成質(zhì)量濃度為0.8mg/ml的氧化石墨烯水溶液，待用；

（2）按照質(zhì)量比16:0.4:0.5:0.01將無水乙醇、丙酮、碘、納米金剛石混合均勻，超聲分散即得納米金剛石分散液，待用；

（3）采用復(fù)合纖維布作為陽(yáng)極，兩塊同樣大小的不銹鋼板作為對(duì)電極平行地至于復(fù)合纖維兩側(cè)作為電泳裝置，電極距離為1.5cm，然后加入步驟（1）制得的氧化石墨烯水溶液作為電泳液，直流電壓控制在18v，電泳沉積35min后取出復(fù)合纖維布，在1.5l/minn2保護(hù)氣氛、2.5×10^-3pa真空保護(hù)以及320℃溫度條件高溫處理6h，待復(fù)合纖維布冷卻至室溫后重新放入電泳裝置中，再加入步驟（2）制得的納米金剛石分散液作為電泳液，直流電壓控制在45v，電泳沉積8min后取出復(fù)合纖維布，在2.5l/minn2保護(hù)氣氛、1.5×10^-3pa真空保護(hù)以及380℃溫度條件高溫處理4h，冷卻至室溫，即得氧化石墨烯和納米金剛石改性復(fù)合纖維布。

步驟（1）所述的氧化石墨烯采用hummers法制得。

步驟（1）所述的超聲功率為250w，超聲時(shí)間為8min。

步驟（2）所述的納米金剛石由爆炸法制得，粒徑為5nmm。

步驟（2）所述的超聲功率為200w，超聲時(shí)間為12min。

步驟（3）所述的復(fù)合纖維布中的復(fù)合纖維為玻璃纖維、腈綸纖維、銅纖維三種纖維捻合而成。

實(shí)施例3

一種氧化石墨烯和納米金剛石改性汽車離合器面片用復(fù)合纖維布的方法，包括以下步驟：

（1）將氧化石墨烯加水超聲攪拌制成質(zhì)量濃度為1.0mg/ml的氧化石墨烯水溶液，待用；

（2）按照質(zhì)量比18:0.5:0.6:0.01將無水乙醇、丙酮、碘、納米金剛石混合均勻，超聲分散即得納米金剛石分散液，待用；

（3）采用復(fù)合纖維布作為陽(yáng)極，兩塊同樣大小的不銹鋼板作為對(duì)電極平行地至于復(fù)合纖維兩側(cè)作為電泳裝置，電極距離為2cm，然后加入步驟（1）制得的氧化石墨烯水溶液作為電泳液，直流電壓控制在20v，電泳沉積30min后取出復(fù)合纖維布，在2l/minn2保護(hù)氣氛、3×10^-3pa真空保護(hù)以及360℃溫度條件高溫處理4h，待復(fù)合纖維布冷卻至室溫后重新放入電泳裝置中，再加入步驟（2）制得的納米金剛石分散液作為電泳液，直流電壓控制在50v，電泳沉積5min后取出復(fù)合纖維布，在3l/minn2保護(hù)氣氛、2×10^-3pa真空保護(hù)以及400℃溫度條件高溫處理2h，冷卻至室溫，即得氧化石墨烯和納米金剛石改性復(fù)合纖維布。

步驟（1）所述的氧化石墨烯采用hummers法制得。

步驟（1）所述的超聲功率為300w，超聲時(shí)間為5min。

步驟（2）所述的納米金剛石由爆炸法制得，粒徑為10nmm。

步驟（2）所述的超聲功率為250w，超聲時(shí)間為10min。

步驟（3）所述的復(fù)合纖維布中的復(fù)合纖維為芳綸纖維、碳纖維、鋼纖維、鈦酸鉀纖維四種纖維捻合而成。