[发明专利]一种高性能环保纸基摩擦材料原纸及摩擦片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纸基摩擦材料原纸及其摩擦片的制作方法，特别涉及一种 可在刹车和离合器中工作的高性能纸基摩擦材料以及利用这种材料制作摩擦片 的方法。

背景技术

纸基摩擦材料是指利用湿法造纸工艺生产均质多物料原纸，然后通过模切、 浸渍、叠合热压成型的方法制备摩擦片，广泛应用于工程机械、农业机械、矿 山机械、重型汽车、轿车和船舶等机械的离合和制动系统中用以传递扭矩、减 速和制动。

在中国，以往的摩擦材料广泛采用干法粉末冶金模压制造摩擦片。其优点 是一次成型，物料组成中可以充分的利用粉体摩擦原料，摩擦片的生产成本低 廉；其缺点是摩擦材料的孔隙结构得不到控制，影响摩擦性能的压缩回弹不能 调节，摩擦系数低，动/静摩擦差异大。而引进传统意义上的纸基摩擦材料，其 主要采用用石棉作为增强纤维基体，利用石棉纤维高抗张强度、高挠性、耐化 学和热侵蚀以及其价格低廉；但是石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病。同 时，随着现代机械向着高速、重载的方向发展，对耐热性好、寿命长的高级纸 基摩擦材料的需求，人们对无石棉纸基摩擦材料进行了研究和开发。

纸基摩擦材料的研究，国外主要集中在增强纤维、填料和调节剂、粘结剂， 工艺上进行了研究，例如：纤维的采用上美国专利552966中使用的是的5-35％ 芳纶纤维和15-55％的棉纤维；美国专利6331358中介绍使用25％的纤维素纤维 和15％的聚酰胺纤维；美国专利5989390中使用纤维索纤维、碳纤维和Novoloid 纤维(一种芳纶纤维)。粘结剂的使用上美国专利5529666中采用了30-15％的 Novolac树脂(一种酚醛树脂)和30-10％的硅酮树脂；美国专利6331358和美国 专利6182804中也使用了酚醛树脂和硅酮树脂。填料和调节剂上美国专利 4256801加入了20-30％的层片状石墨。工艺上美国专利6060536介绍了用造纸 机分别制造基层与摩擦层并合成纸基摩擦材料的方法。

中国专利03114475.6公开了一种碳纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法，该方 法的主要特点是通过边角料的回收利用，使生产成本降低。中国专利 040073261.2双层纸基摩擦材料及摩擦片制作方法采用分别制造基层与摩擦层 并合成纸基摩擦材料的方法，同时还回收利用边角料。

通过对以上专利的研究可以看到：纸基摩擦材料的应用中，对原材料的研究和 边角料的回收应用都做得可行了，问题的关键是纸基摩擦材料的摩擦性能是由 原料和工艺共同影响的。例如：纸基摩擦材料的抄造原纸的匀度、孔隙结构； 浸渍工艺后摩擦材料摩擦片的压缩回弹性能等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能环保纸基摩擦材料及摩擦片制作方法， 此系列摩擦材料具有优良的摩擦性能，良好的导油、导热和耐高温性能，高强 的耐磨性能，可以用于高级汽车与建筑和矿场重载汽车的离合器和制动系统中。

本发明解决的技术方案：

组份的重量百分比例：

基体采用：碳纤维7-15％、短切芳纶纤维5-10％、芳纶浆粕5-10％和 竹纤维浆9-30％；

摩擦剂采用：硅藻土10-20％和腰果壳粉8-12％；

摩擦性能调节剂采用：橡胶颗粒2-4％、碳酸钙5-10％和片状石墨10- 15％；

成形黏结剂采用：氟橡胶1-2％、硅酮树脂3-15％和酚醛树脂3-15％。

一种采用权利要求1所述的高性能环保纸基摩擦材料制作摩擦材料原纸的 方法，

(1)先将竹纤维打浆，打浆浓度为1-4％，打浆度为25-50SR，再将碳纤维、 短切芳纶纤维和芳纶浆粕在聚氧乙烯PEO和苯磺酸钠混合液中分散均匀，其质 量浓度为0.05-0.1％的苯磺酸钠、质量浓度为0.05-0.1％聚氧乙烯PEO，再加入 质量浓度为0.01-0.05％聚丙烯酞胺；

(2)按常规造纸工艺抄造后，通过压榨脱水和真空干燥制成原纸板，压 榨工艺：压力0.2-0.4MPa，时间1-3min；

(3)干燥工艺：真空度0.06-0.08MPa，温度90-150℃，时间10-30min。

一种采用上述所述制作的摩擦材料原纸制作摩擦片的方法，