[发明专利]一种聚酰亚胺摩擦材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚酰亚胺摩擦材料及其制备方法和应用，涉及摩擦材料技术领域。本发明的聚酰亚胺摩擦材料包括以下质量份的制备原料：聚酰亚胺70～85份、稻壳炭15～30份。本发明采用稻壳炭为填料，稻壳炭是一种低成本、环境友好型的填料，用它制备聚酰亚胺摩擦材料可以提高材料的耐磨性，极大降低摩擦材料的磨损率。实施例的结果表明，本发明提供的聚酰亚胺摩擦材料的摩擦系数≥0.32、磨损率为3.24～9.21×10^‑8mm³/Nm、转换效率≥41％，相比单一的聚酰亚胺材料，耐磨性显著提高。此外，将稻壳炭作为摩擦材料的填料，不仅能降低污染、保护环境，而且能实现废弃物的充分利用。

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺摩擦材料及其制备方法和应用。

背景技术

精密驱动技术是当今世界科技发展的核心共性技术之一，在航空航天等领域具有重要应用需求。超声电机利用压电材料的逆压电效应，使定子在超声频段产生微机械振动，通过定子和转子之间的摩擦作用，将定子的微振动转换成转子的宏观运动，是一种新型精密驱动微特电机，具有精度高、重量轻、响应速度快、电磁兼容性好等优点，在众多新兴驱动/控制技术中脱颖而出。国外对超声电机的研究非常重视，以美国、日本为代表的发达国家将其成功应用于航空航天等领域，实现了一部分电磁电机无法实现的功能。超声电机在国内也越来越受到重视，在航空航天、高端武器装备、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。但现有超声电机的耐磨性差、转换效率低，严重制约了其发展。为了提高电机的耐磨性和转换效率，现有摩擦材料中常常添加碳纤维、碳酸钙、氧化铝、氧化铜、石墨、铜粉等增强材料。但是这些填料价格昂贵，无形中增大了材料的成本。另外，有些填料对环境会造成污染，例如铜粉等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰亚胺摩擦材料及其制备方法和应用，本发明的摩擦材料不但成本低、对环境友好，而且具有良好的耐磨性，可大大提高超声电机的使用寿命和转换效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚酰亚胺摩擦材料，包括以下质量份的制备原料：聚酰亚胺70～85份、稻壳炭15～30份。

优选的，制备原料包括聚酰亚胺70～75份、稻壳炭25～30份。

优选的，制备原料包括聚酰亚胺70～73份、稻壳炭27～30份。

优选的，所述聚酰亚胺的粒径为25～35μm。

优选的，所述稻壳炭的粒径为60～80目。

本发明提供了上述方案所述聚酰亚胺摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚酰亚胺和稻壳炭混合，对得到的混合料进行模压，得到聚酰亚胺摩擦材料。

优选的，所述模压的温度为360～380℃，时间为150～200min，压力为10～20MPa。

优选的，所述混合的方式为：将聚酰亚胺和稻壳炭分散到无水乙醇中，对得到的浆料进行球磨；所述球磨的转速为150～200转/分钟，时间为4～6h。

优选的，所述球磨后，还包括对球磨后所得物料依次进行抽滤、洗涤和干燥。

本发明提供了上述方案所述聚酰亚胺摩擦材料或上述方案所述制备方法制备得到的聚酰亚胺摩擦材料在超声电机中的应用。

本发明提供了一种聚酰亚胺摩擦材料，包括以下质量份的制备原料：聚酰亚胺70～85份、稻壳炭15～30份。本发明采用稻壳炭为填料，稻壳炭是一种低成本、环境友好型的填料，用它制备聚酰亚胺摩擦材料可以提高材料的耐磨性，极大降低摩擦材料的磨损率。实施例的结果表明，本发明提供的聚酰亚胺摩擦材料的摩擦系数≥0.32，磨损率为3.24～9.21×10^-8mm³/Nm，转换效率≥41％，相比单一的聚酰亚胺材料，耐磨性显著提高。