[发明专利]一种碳布增强湿式摩擦材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于摩擦材料领域，涉及一种碳布增强湿式摩擦材料的制备方法。

背景技术

湿式摩擦材料是指工作于润滑油、润滑脂等润滑介质中的摩擦材料，用于实现装置的传扭制动功能。主要应用于汽车自动变速器、差速器、同步器、扭矩管理器以及其它湿式离合器中。

碳布由预氧化的聚丙烯腈纤维织物经炭化或碳纤维经纺织而成，其不但具有高承载压力和优异摩擦学性能，而且具有碳纤维的自润滑、高比模量、高比强度、耐高温、耐腐蚀、低热膨胀系数和高导热等一系列优点。文献“公开号为CN102757621A的中国专利”公开了一种湿式复合摩擦材料及其制备方法，摩擦材料的组分包括：作为材料骨架的炭纤维布、热固性树脂、固化剂和摩擦性能调节剂。制备方法为将丙酮或无水乙醇作为溶剂、酚醛树脂、乙二胺和陶瓷颗粒一次混合并进行超声波分散，制成混合均匀、粘度适中的浸渍液，然后浸渍炭纤维布，干燥后对炭纤维布进行热压固化及后续固化热处理。但是其使用的炭纤维布未经任何处理，其碳纤维表面缺乏活性官能团，表面能低，表面惰性大，与基体树脂间的界面结合性差，界面存在较多缺陷，限制了碳纤维增强复合材料的优异性能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳布增强湿式摩擦材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

在水热条件下利用浓硝酸对碳布进行氧化处理，将氧化处理后的碳布在改性酚醛树脂溶液中进行浸渍，浸渍后再经过热压成型得到碳布增强湿式摩擦材料。

所述氧化处理前对碳布进行预处理，预处理的方法包括以下步骤：将碳布浸泡于丙酮或乙醇中进行清洗，然后晾干。

所述改性酚醛树脂溶液为质量分数20-40%的改性酚醛树脂无水乙醇溶液。

所述氧化处理的条件为：控制温度为80-120℃，处理时间为1-4小时。

所述碳布增强湿式摩擦材料的制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将75-200g改性酚醛树脂加入300mL无水乙醇中，然后搅拌1-3小时，搅拌后静置24小时，获得溶液A；

步骤2：将碳布裁剪成5cm*7cm的长方形状，然后放于丙酮中浸泡24小时后取出，然后晾干得样品A；

步骤3：将样品A和50mL浓硝酸放入水热反应釜中后将所述水热反应釜放到均相反应器中，然后控制温度为80-120℃反应1-4小时，反应结束后取出水热反应釜中的碳布，并用去离子水进行清洗，然后于60-100℃下烘干得样品B；

步骤4：将样品B置于溶液A中8-10分钟后取出，然后晾干得样品C；

步骤5：将样品C置于硫化机上热压成型，得到碳布增强湿式摩擦材料。

所述热压成型的条件为：热压温度为160℃，热压时间为5-10分钟，热压压力为5-8MPa。

所述碳布（即碳纤维布）的机织类型是平纹、斜纹或缎纹；碳布的规格是1K、3K、6K或12K。

所述改性酚醛树脂是腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂或者硼改性酚醛树脂。

本发明的有益效果体现在：

本发明将碳布在水热条件下进行氧化处理后浸渍改性酚醛树脂，然后热压成型，该方法具有设备简单、高效、腐蚀均匀和制备的碳布表面含氧官能团多等优点，减少了碳布与树脂基体间孔隙数量，从而改善了碳布与树脂基体的结合，是一种低成本、低能耗、高效率、操作简单、条件可控的制备方法。

附图说明

图1为碳纤维对比图，其中（a）为未经浓硝酸氧化处理碳纤维表面微观形貌，（b）为水热温度为120℃条件下浓硝酸氧化处理碳纤维表面微观形貌（实施例4）；

图2为未经浓硝酸氧化处理碳布制备的碳布增强湿式摩擦材料；

图3为水热条件下浓硝酸处理碳布制备的碳布增强湿式摩擦材料（实施例4）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

为了使碳纤维表面由憎液性转变为亲液性，使用前需进行表面处理。本发明在水热条件下对碳布进行浓硝酸氧化处理能有效改善碳纤维表面活性。

实施例1：

步骤1：取75g丁腈橡胶改性酚醛树脂加入300mL无水乙醇中，然后磁力搅拌1小时，磁力搅拌后静置24小时（改性酚醛树脂全部溶于无水乙醇中），获得溶液A；

步骤2：将碳布裁剪成5cm*7cm的长方形状，然后将一块裁剪成5cm*7cm的长方形状碳布放于丙酮中浸泡24小时后取出，取出后自然条件下晾干得样品A；