[发明专利]一种混合纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于摩擦材料领域，具体涉及一种混合纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法。

背景技术

纸基摩擦材料是应用于湿式离合器和制动器中的一种关键功能材料,其性能优劣直接影响着传动装置传扭的稳定性及行车的安全性。纸基摩擦材料是一种多组分复合材料,通常由十多种原料组成.从功能上可将原料分为增强体、粘结剂、摩擦性能调节剂和填料四种。[张翔,李克智,李贺军,付业伟,费杰,李海亮.石墨粒度对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响.无机材料学报，2011,26(6):638-642.]。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于各类重型车辆和工程机械的湿式离合器和制动器中，特别是作为汽车自动变速器中湿式离合器的摩擦片材料。

增强纤维对摩擦材料的强度、耐热性能、孔隙率以及摩擦磨损性能等性能有着重要的影响。因而增强纤维的选择是表征摩擦材料研究水平的一个重要环节。近年来，国内在增强纤维的选择研究方面取得了较大的进展,但纤维选择较单一、试验数据积累较少。对混杂纤维影响摩擦磨损的规律认识较浅,尚不能充分发挥纤维性能互补的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合纤维增强纸基摩擦材料及其制备方法，该方法工艺简单易控，能够通过三种纤维的优势互补提高纸基摩擦材料的摩擦性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种混合纤维增强纸基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将每0.7g～3.2g的腰果壳油改性酚醛树脂溶解在每50～120mL的无水乙醇中，得酚醛树脂溶液，静置，封口保存，得到A溶液；

步骤二：将每0.5～7.8g的多壁碳纳米管分散在每150～450mL的十二烷基磺酸钠水溶液中，搅拌至多壁碳纳米管分散均匀，得悬浮液B；再向每150～450mL的悬浮液B中加入50～100mL的质量浓度为1%～4%的硝酸铈溶液，得到悬浮液C；

步骤三：向每60～120mL的水中加入0.5～8g的短切碳纤维、0.5～8g的竹纤维、0.5～8g的玻璃纤维和1～5g的碳化硼，分散均匀，得混合溶液，再将悬浮液C加入到混合溶液中得D溶液，其中每加入1～5g碳化硼时加入100～420g悬浮液C；

步骤四：将D溶液进行疏解，然后将疏解后的D溶液抄片后干燥，得到样片；

步骤五：将样片浸渍于A溶液后取出晾干，然后热压成型，即得到混合纤维增强纸基摩擦材料。

所述步骤一中的静置时间为15h～35h。

所述步骤二中多壁碳纳米管的直径为20～60nm，搅拌均匀所需的时间为4～6小时。

所述步骤二中十二烷基磺酸钠水溶液的质量浓度为0.2%～0.6%。

所述步骤三中短切碳纤维的直径为6～18μm；玻璃纤维的直径为6～20μm；竹纤维的打浆度为70～85°SR。

所述步骤四中的疏解为将D溶液倒入疏解机中分散1000～2500r。

所述步骤四中的抄片后干燥的具体操作是：先分别进行两次抄片，然后在湿式状态下将两次抄得的片进行叠加，再进行干燥。

所述步骤五中的浸渍时间为10～30min。

所述步骤五中热压成型的温度为150～200℃，时间为10～15min，压力为3～10MPa。

所述的混合纤维增强纸基摩擦材料的制备方法制得的混合纤维增强纸基摩擦材料，在主轴惯量为0.1kg·m²，表观比压为0.25～1.5MPa、转速为2000r/min条件下，其动摩擦系数为0.147～0.162。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：