[发明专利]一种孔隙均一型纸基摩擦材料的制备方法

说明书

本发明属于功能材料的技术领域，具体涉及一种孔隙均一型纸基摩擦材料的制备方法。本发明首先将氧化铝、钾长石等混合球磨，并将所得球磨粉末填充至模具中，高温熔融拉丝制得混合短切纤维，接着将异丙醇铝粉末与冰醋酸溶液混合分散，加入硅溶胶后与四乙基氢氧化铵等混合得改性混合液，再将混合短切纤维添加至改性混合液中，分散干燥后与竹纤维和水混合，疏解处理后置于带有筛网的纸张成型装置上，干燥后浸入酚醛树脂乙醇溶液，待浸泡完成后取出并硫化处理即可得孔隙均一型纸基摩擦材料，本发明制备的纸基摩擦材料具有摩擦系数高、空隙结构可控性好的特点，是一种理想的摩擦材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料的技术领域，具体涉及一种孔隙均一型纸基摩擦材料的制备方法。

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，特别是作为汽车自动变速器中离合器的摩擦片材料。其主要功能是保证发动机扭矩的顺利传输以及在传输过程中摩擦片与对偶擦副的接合平顺、摩擦噪声小。

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；但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，耐久性和耐热性能差。而引进传统意义上的纸基摩擦材料，其主要采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；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。因此，研究开发一种空隙结构可控性好、摩擦系数高的纸基摩擦材料具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有的摩擦材料的空隙结构得不到控制，摩擦系数低的缺陷，提供了一种孔隙均一型纸基摩擦材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：

（1）称量250～300g氧化铝、150～200g钾长石、100～150g高岭土、15～20g铁粉、20～25g石墨和35～40g碳化硅混合球磨过200目筛，得混合球磨粉末，将混合球磨粉末填充至模具中，压制成坯料后置于坩埚中，熔融处理并用玻璃棒对坩埚漏嘴处进行引丝，得直径为10～15μm的引丝纤维，静置冷却至室温并切割得长度为0.5～1.0mm混合短切纤维；

（2）取8～10g100目异丙醇铝粉末置于55～60mL冰醋酸中，搅拌混合并超声分散得混合悬浊液，滴加10～15mL硅溶胶搅拌混合得混合乳液，按重量份数计，分别称量45～50份混合乳液、1～2份四乙基氢氧化铵、1.0～1.5份二正丙胺和45～50份去离子水搅拌混合，得改性混合液；

（3）按质量比1:10，将混合短切纤维添加至改性混合液中，搅拌混合后超声分散得混合分散液，经干燥晶化得干燥结晶改性物，再经洗涤干燥，得晶化改性混合短切纤维，取45～50g晶化改性混合短切纤维，70～80g竹纤维和1000mL去离子水混合得混合液，将混合液疏解处理并置于纸张成型装置上制得原纸坯，再经干燥得干燥原纸基体；

（4）按质量比1:10，将干燥原纸基体浸入质量分数25%酚醛树脂乙醇溶液中，浸泡处理并自然晾干，得树脂改性干燥原纸基体，经硫化处理后自然冷却至室温，即可制备得孔隙均一型纸基摩擦材料。

步骤（2）所述的硅溶胶为按质量比1:10，将冰醋酸和质量分数5%硅酸钠溶液混合，在75～80℃下水浴加热25～30min后，静置冷却至室温制备而成。

步骤（4）所述的硫化处理条件为在温度160～170℃，5～10MPa下硫化处理8～10min。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：