[发明专利]一种添加低表面能填料的抗粘连树脂基摩擦材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种添加低表面能填料的抗粘连树脂基摩擦材料及制备方法，通过在传统树脂基摩擦材料中引入低表面能填料降低材料的表面自由能，有效提高材料的疏水抗油性。有益效果是：低表面能填料发挥润滑作用的同时，在材料表面形成不同大小的疏水抗油微区，降低水及油类液体在表面的粘连趋势，提高抗粘连性。同时，在材料摩擦过程中，低表面能填料良好的成膜特性使摩擦界面易形成大面积摩擦平台，降低磨损率。此外，低表面能填料较好的塑性进一步强韧化摩擦材料，提高摩擦材料的整体性能。

技术领域

本发明属于摩擦材料的技术领域，涉及一种添加低表面能填料的抗粘连树脂基摩擦材料及制备方法。

背景技术

树脂基摩擦材料是以摩擦为主要功能，兼具结构强度的多元复合材料，其在摩擦传动装置中主要作用是传递动力，而在制动系统中主要作用是吸收动能从而使设备减速或停止运动。一般由纤维增强体、树脂粘结剂和摩擦性能调节剂组成，因其具有热稳定性好、机械强度高、导热性能强、摩擦磨损性能优异以及制备工艺简单、成本低且环保等优点而被广泛用作汽车制动材料，并逐渐应用于飞机机载设备。为了适应更加苛刻的工况环境，要求这类材料具有较宽的服役温度，较高的强度以及较低的磨损率。

由于季节的差异与地域的不同，飞机机载设备用碳纤维增强树脂基摩擦材料的工作温度有时低至-60℃，摩擦材料在低温下的摩擦学特性和规律不同于室温，特别是凝结水的形成与润滑轴承的油脂扩散使摩擦副产生摩擦粘连问题，启动时摩擦扭矩突增，导致装置功能失效，带来安全隐患；低温摩擦粘连一直是机载设备亟待解决的问题，严重限制了碳纤维增强树脂基摩擦材料的使用。

文献1“专利公开号是CN109971423A的中国专利”公开了一种含聚四氟乙烯无石棉摩擦材料的制备方法。该发明先将石墨、芳纶、铜纤维、矿物纤维和硫酸钡搅拌混合，再加入其余组分混合，制得混合物A。再将A放入模具中进行热压制得材料B，随后经过热处理、保温和冷却制得所述含聚四氟乙烯无石棉摩擦材料。该方法制备的摩擦材料摩擦系数稳定、磨损率小、噪音小，特别在300-350℃下磨损率小，但该方法的原料中含铜纤维，若在低温条件下使用，铜纤维极易与金属对偶发生粘连，影响摩擦副的正常工作。

文献2“王春华,曲辉,王仲娴,许瀚文.聚四氟乙烯涂层滚筒防冻粘特性的试验研究 [J].机械强度,2016,38(04):698-702.”报道了不同材料在不同温度和不同冷冻时间条件下的粘连特性变化情况。结果表明聚四氟乙烯(PTFE)在法向和切向的冻粘强度均比其他材料低，PTFE具备良好的防粘连能力。但是这项研究仅仅是针对材料涂层的防粘连性能，并未涉及材料摩擦粘连性能的研究。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种添加低表面能填料的抗粘连树脂基摩擦材料及制备方法，通过在传统树脂基摩擦材料中引入低表面能填料来降低材料的表面能，改善树脂基摩擦材料的粘连问题，提高材料的防污抗粘连性。按本发明的制备方法制备出的树脂基摩擦材料具有抗粘连性好，磨损率低和剪切强度高等特点。

技术方案

一种添加低表面能填料的抗粘连树脂基摩擦材料，组份的质量百分比为：17-24％的短切纤维、1-2％的炭黑、18-22％的粘结剂、45-52％的摩擦性能调节剂；其特征在于引入了3-9％的低表面能填料，在材料表面形成不同大小的疏水抗油微区；所述低表面能填料为聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚硅氧烷中的一种或几种。

所述短切纤维为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、尼龙纤维、棉纤维、剑麻纤维或硼纤维中的一种或任意几种。

所述粘结剂为腰果壳油改性酚醛树脂、三聚氰氨改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丁腈橡胶、硅橡胶或其它热固性工程树脂中的一种或任意几种。

所述摩擦性能调节剂为氧化铝、硫酸钡、萤石、碳酸钙、高岭土、氧化锌、铬铁矿或硅藻土中的一种或几种。