[发明专利]一种可以精确控制树脂含量的纸基摩擦材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含树脂的纸基摩擦材料的制备方法，特别涉及一种利用喷雾法精确控制树脂含量的纸基摩擦材料的制备方法。

背景技术

湿式摩擦材料指工作于润滑介质（主要是润滑油）中的摩擦材料，主要应用于自动变速器、差速器、扭矩管理器和同步器等湿式传动系统中[P.Marklund,R.Larsson.Tribology International,2008,41:824–830.]。由于使用条件不同，传动系统的速度、压力和载荷差别很大，单一某种材料难以满足所有工况使用要求，从而发展出多种湿式摩擦材料，主要包括软木橡胶基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、纸基摩擦材料和碳/碳复合材料等。

纸基摩擦材料主要由纤维、粘结剂、填料、摩擦性能调节剂等组成，通常采用造纸的方式生产制造，故此称其为“纸基”摩擦材料[任刚，邓海金，李明．汽车技术，2004(11)：1-4．]。由于其具有摩擦系数高、摩擦性能稳定、动静摩擦系数比可调、耐磨损性能良好、能量吸收能力高等诸多优良性能而被广泛应用。特别是近年来碳材料的快速发展使得其在摩擦材料领域的应用也得到了扩展，清华大学许立宁等人在树脂含量对湿式离合器碳质摩擦材料摩擦性能的影响方面做了比较全面的研究[许立宁,邓海金,王新朋,李明.·工艺·材料·设备·,2001(10):33-35]。许立宁等人发现在由树脂、粘结剂、石墨、摩擦剂和其它填料构成的湿式离合器碳质摩擦材料中，树脂的耐热性最差，严重影响了摩擦材料的摩擦磨损性能，因而树脂的含量就成为研究的焦点。树脂含量过高，摩擦材料热衰退严重，摩擦系数急剧下降；树脂含量过低，摩擦材料因粘剂量过少导致摩擦系数不稳定，材料磨损加剧。因此，利用传统的浸渍法来控制树脂的含量是非常不准确且不均匀的，已经远远不能满足实验与研究的要求，从而在很大程度上影响实验结果的准确性和基于此得到的一些研究结论。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以精确控制树脂含量且树脂均匀性好的纸基摩擦材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用技术方案是：

步骤一：取0.15g～5.0g腰果壳改性酚醛树脂，溶解在50～200ml无水乙醇中得酚醛树脂溶液，待酚醛树脂充分溶解后静置20h～30h，封口保存，得到A溶液；

步骤二：将0.5～8g直径为30～50nm的多壁碳纳米管分散在100～500ml质量浓度为0.1%～0.5%的十二烷基磺酸钠（SDS）水溶液中，磁力搅拌配置均匀分散的碳纳米管悬浮液B；

步骤三：取6～14g直径为8～15μm的短切碳纤维、5～12g打浆度为75～100°SR的竹纤维、1～5g硅藻土和能够完全分散上述原料的水，将其分散在水中得混合溶液，然后再取80～400g悬乳液B倒入混合溶液中得C溶液；

步骤四：将C溶液倒入疏解机中分散800～2000r，取出疏解后的C溶液，在抄片机上抄片并干燥，得到样片D；

步骤五：将50～150mlA溶液雾化后喷到样片D上并自然晾干，于硫化机上热压成型，控制硫化机的热压温度为150～180℃，热压时间为10～20min，热压压力为3～8MPa，即得到树脂含量确定、分布均匀的纸基摩擦材料。

所述步骤五将所喷A溶液均分成两份，分两次喷到样片D的正反面，从而可以保证树脂分布的均匀性。

本发明将经过分散的多壁碳纳米管、碳纤维、竹纤维以及硅藻土等采用造纸的工艺制备成纸基片，然后采用喷雾法将橡胶改性的酚醛树脂溶液喷到纸基片上，待干燥后热压固化，最终制备成摩擦材料试样片。通过控制树脂的含量，可以获得不同摩擦系数和磨损率的纸基摩擦材料。这种方法特有的优点是一方面可以准确控制摩擦材料中树脂的含量并且可以保证树脂分布有相当好的均匀性，另一方面工艺简单、易实现、设备投资费用可供选择空间大。由于这些优点使该方法具有发展成大规模工业生产的潜力。

有益的效果：

本发明的有益效果是利用雾化器将一定量树脂溶液均匀喷到摩擦材料样片上，制备出树脂含量确定、树脂分布均匀的纸基摩擦材料。该发明克服以往工艺将摩擦材料样片直接浸到树脂溶液中所带来的浸渍不均匀和不能精确控制浸渍量的问题，大大降低了树脂含量的不可精确控制性和不均匀性对纸基摩擦材料摩擦性能的影响，从而可以更好的研究树脂含量对纸基摩擦材料的摩擦性能影响的规律和机理，并且具有发展成大规模工业生产的潜力。

具体实施方式

实施例1：