一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料，按照如下步驟進(jìn)行：首先將碳纖維用硝酸溶液浸泡1?3h，用去離子水清洗3?5次，接著將預(yù)處理過(guò)碳纖維在50?80℃下干燥2?5h，然后將干燥的碳纖維放入反應(yīng)容器中，加入甲基丙烯酸在80?120℃溫和油浴條件下加熱2?4h，然后取出碳纖維，用溫水反復(fù)清洗3?5次，隨后按照碳纖維10?50％，紙纖維5?18％，芳綸纖維5?18％，樹(shù)脂25?40％和填料15?25％進(jìn)行混合，采用特殊抽濾裝置，抽濾成型，經(jīng)過(guò)熱壓沖裁，制備紙基濕式摩擦材料。制得的樣品用于摩擦磨損性能測(cè)試，動(dòng)摩擦系數(shù)達(dá)到0.12～0.15，摩擦材料磨損率小于1.4×10?8cm3/J。本發(fā)明制備的紙基濕式摩擦材料性能優(yōu)異，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維増強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種濕式摩擦材料的制備方法，具體涉及一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在濕式離合器中要求所使用的濕式摩擦材料具有動(dòng)摩擦系數(shù)高、使用壽命長(zhǎng)、換擋平穩(wěn)并能夠經(jīng)受過(guò)載條件下的熱沖擊等一系列優(yōu)異的性能。以碳纖維為增強(qiáng)纖維制備出的濕式摩擦材料性能優(yōu)異，可以滿足濕式摩擦工況的特殊要求，但是碳纖維的結(jié)構(gòu)具有一個(gè)顯著的缺陷，其表面活性低，與基體樹(shù)脂結(jié)合性能差，這大大的限制了碳纖維在濕式摩擦材料中的應(yīng)用。因此對(duì)碳纖維表面進(jìn)行改性處理，采用硝酸短時(shí)間浸泡活化碳纖維表面官能團(tuán)，為后續(xù)接枝反應(yīng)提供活性位點(diǎn)。油浴法接枝反應(yīng)條件溫和，提高碳纖維表面活性同時(shí)對(duì)碳纖維無(wú)損傷的接枝含氧官能團(tuán)。對(duì)制備性能更加優(yōu)異的濕式摩擦材料具有重要的意義。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?00310460902.6.7的中國(guó)專(zhuān)利“一種碳纖維表面化學(xué)接枝改性的方法”采用將丙酮清洗后碳纖維放置于溫度為350°C — 370°C和壓力為8MPa — 14MPa的超臨界丙酮一水體系中浸泡20—30min，來(lái)去除纖維的環(huán)氧涂層，這種方法雖然很好的去除了環(huán)氧涂層，但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度、壓力高，對(duì)設(shè)備要求高。申請(qǐng)?zhí)枮镃N104350642、CN102532818的中國(guó)專(zhuān)利采用在基體中添加乙酸一丙烯酸丙酯一甲基丙烯酸縮水甘油酯三嵌段共聚物的方法。該方法對(duì)改善碳纖維和基體結(jié)合作用不明顯，并且三嵌段共聚物用量大，成本高。申請(qǐng)?zhí)枮镃N103541212A的中國(guó)專(zhuān)利“碳纖維表面改性方法和設(shè)備、碳纖維及其復(fù)合材料和應(yīng)用”發(fā)明了一種通過(guò)電化學(xué)改性碳纖維的方法，有效的提高了碳纖維復(fù)合材料的結(jié)合強(qiáng)度，但是電化學(xué)處理對(duì)碳纖維造成一定損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明在碳纖維表面無(wú)損接枝含氧活性官能團(tuán)，并將改性后的碳纖維作為增強(qiáng)纖維，通過(guò)抽濾成型工藝制備出性能優(yōu)異濕式摩擦材料，避免傳統(tǒng)處理工藝對(duì)碳纖維的損傷，提高纖維活性同時(shí)不損傷碳纖維強(qiáng)度。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將碳纖維置于硝酸溶液中浸漬，然后用去離子水清洗后干燥，得到活化碳纖維；
[0008]步驟二:向活化碳纖維中加入甲基丙烯酸溶液，在油浴條件下發(fā)生雙烯合成反應(yīng)，然后清洗后烘干，得到改性碳纖維；
[0009]步驟三:以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，按照改性碳纖維10-50%，紙纖維5-18%，芳綸纖維5-18%,改性酚醛樹(shù)脂25-40 %和填料15-25 %制備濕式摩擦材料。
[0010]進(jìn)一步地，驟一中浸漬時(shí)間為l-3h。
[00?1 ] 進(jìn)一步地，步驟二中每7 5-120ml甲基丙稀酸溶液中加入l_4g活化碳纖維。
[0012]進(jìn)一步地，步驟二中甲基丙烯酸溶液的質(zhì)量濃度為98%，油浴溫度為80-120 V，雙烯合成反應(yīng)時(shí)間為2-4h。
[0013]進(jìn)一步地，步驟一中干燥溫度為50-80 °C，干燥時(shí)間為2_5h;步驟二中烘干溫度為60-80。。。
[00? 4]進(jìn)一步地，步驟三中制備濕式摩擦材料具體為:
[0015]I)首先將纖維和填料在水中均勻混合制漿，得到混合漿料，將混合漿料采用抽濾成型并烘干得到摩擦材料預(yù)制體；
[0016]2)然后將改性酚醛樹(shù)脂溶于乙醇溶劑中制成改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液，將烘干后的摩擦材料預(yù)制體浸漬于改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液中，浸漬完成后取出晾干，得到含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙；
[0017]3)將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙經(jīng)熱壓固化得到甲基丙烯酸改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料。
[0018]進(jìn)一步地，改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液的質(zhì)量濃度為9-18%。
[0019]進(jìn)一步地，熱壓固化的方法為:將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)趬毫?MPa、溫度為160 °C的條件下熱壓5分鐘。
[0020]進(jìn)一步地，所述的改性酚醛樹(shù)脂為硼改性酚醛樹(shù)脂、丁腈改性酚醛樹(shù)脂、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂中的一種。
[0021 ]進(jìn)一步地，所述的填料為高嶺土和娃藻土以任意比例混合的混合物。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0023]本發(fā)明采用甲基丙烯酸改性碳纖維，此方法改性的碳纖維表面活性高，且對(duì)碳纖維強(qiáng)度是無(wú)損傷的，同時(shí)纖維與樹(shù)脂基體的結(jié)合強(qiáng)度提高，大大改善了改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料摩擦磨損性能，同時(shí)改性工藝簡(jiǎn)單，操作方便，原料易得，成本低，另外本發(fā)明采用的油浴法具有加熱均勻、條件溫和，操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明基于雙烯合成反應(yīng)，以甲基丙烯酸為接枝體，在油浴法條件下無(wú)損接枝含氧官能團(tuán)改性碳纖維，在保持碳纖維強(qiáng)度條件下，提供碳纖維表面活性，進(jìn)而改善碳纖維與樹(shù)脂基體的界面結(jié)合效果，制備出了綜合性能更加優(yōu)異的濕式摩擦材料，以此方法制得的改性碳纖維為增強(qiáng)纖維制備的濕式摩擦材料動(dòng)摩擦系數(shù)達(dá)到0.12?0.15，摩擦材料磨損率小于1.4 X 10—8cm3/J，展現(xiàn)出了優(yōu)異的摩擦磨損性能。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是雙烯合成原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]步驟一:將碳纖維浸入硝酸溶液中l(wèi)-3h，隨后將碳纖維取出。用去離子水清洗碳纖維3-5次后，在50-80 V下干燥2-5h，得到活化碳纖維，為后續(xù)雙烯合成反應(yīng)提供活性位點(diǎn)。
[0027]步驟二:將I?4g活化碳纖維放入反應(yīng)容器中，加入75_120ml質(zhì)量濃度為98%的甲基丙烯酸溶液，在80-120°C溫和油浴條件下發(fā)生雙烯合成反應(yīng)2-4h無(wú)損接枝含氧官能團(tuán)。隨后將反應(yīng)后的碳纖維用溫開(kāi)水清洗3-5次，使其將反應(yīng)后的溶液清洗更加徹底，接著置于60-80 °C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0028]步驟三:以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，按照改性碳纖維10-50%，紙纖維5-18%，芳綸纖維5-18% ,改性酚醛樹(shù)脂25-40%和填料15-25%制備濕式摩擦材料，其中改性酚醛樹(shù)脂為硼改性酚醛樹(shù)脂、丁腈改性酚醛樹(shù)脂、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂中的一種;填料為高嶺土和硅藻土以任意比例混合的混合物。
[0029]具體為:首先將各種纖維和無(wú)機(jī)填料在水中均勻混合制漿，得到混合漿料，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，從而獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干;然后將改性酚醛樹(shù)脂溶于乙醇溶劑中制成質(zhì)量濃度為9-18 %的改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液，烘干后的摩擦材料預(yù)制體浸漬于改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液中使改性酚醛樹(shù)脂均勻的滲入烘干后的摩擦材料預(yù)制體中，取出后晾干，得到含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙。將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)趬毫?MPa、溫度為160°C的條件下熱壓5分鐘得到甲基丙烯酸改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料。
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0031]實(shí)施例1
[0032]步驟一:將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸溶液中2h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維5次，隨后在60 V下干燥2h，得到活化碳纖維；
[0033]步驟二:然后將1.0g活化碳纖維與75ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在80°C下進(jìn)行油浴反應(yīng)3h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水反復(fù)清洗碳纖維3次，接著將其置于60 0C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0034]步驟三:分別稱(chēng)取改性碳纖維10.0g，芳綸纖維1.8g，紙纖維1.0g，填料4.0g (其中高嶺土 1.5g、硅藻土 2.5g)。先將丁腈改性酚醛樹(shù)脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為15%的丁腈樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W1;將預(yù)制體浸入丁腈改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液6min，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2 ；計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù) W( AW=W2-W1)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了3.2g(即ΔW=3.2g)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.14?
0.15，磨損率為1.0\10—80113/7。
[0035]實(shí)施例2
[0036]步驟一:將瀝青基碳纖維浸入硝酸溶液中3h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維5次，隨后在50 V下干燥5h，得到活化碳纖維；
[0037]步驟二:然后將2.5g活化碳纖維與10ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在100°C下進(jìn)行油浴4h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水反復(fù)清洗碳纖維4次，接著將其置于60 V烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0038]步驟三:分別稱(chēng)取改性碳纖維8.4g，芳綸纖維3.0g，紙纖維1.3g，填料3.0g(其中高嶺土 1.7g、硅藻土 1.3g)。先將硼改性酚醛樹(shù)脂溶入乙醇溶劑中配制成濃度為9%的酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。將其放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為Wi ；然后將完全晾干后將預(yù)制體浸入硼改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液6min，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2;計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù)W( AW = W2—Wi)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了4.3g(即AW = 4.3g)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.14?0.15，磨損率為1.1 X 10—8cm3/J。
[0039]實(shí)施例3
[0040]步驟一:將瀝青基碳纖維硝酸溶液中l(wèi)h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維4次，隨后在80 V下干燥2h，得到活化碳纖維；
[0041 ]步驟二:然后將4.0g活化碳纖維與120ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在100°C下進(jìn)行水熱反應(yīng)2h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水復(fù)清洗碳纖維5次，接著將其置于60 0C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0042]步驟三:分別稱(chēng)取改性碳纖維2.0g，芳綸纖維1.4g，紙纖維3.6g，填料5.0g(其中高嶺土 1.Sg、硅藻土 3.2g)。先將腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂混合溶液溶入乙醇溶劑中配制成濃度為18%的酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。將其放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W1;然后將完全晾干后將預(yù)制體浸入腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液lOmin，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2;計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù) W( AW=W2-W1)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了8.0(即AW = 8.0)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.12?0.13，磨損率為1.4 X 10—8cm3/J。
[0043]實(shí)施例4
[0044]步驟一:將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸溶液中2h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維3次，隨后在50 V下干燥3h，得到活化碳纖維；
[0045]步驟二:然后將2.5g活化碳纖維與10ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在120°C下進(jìn)行油浴反應(yīng)3h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水反復(fù)清洗碳纖維3次，接著將其置于80 0C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0046]步驟二:分別稱(chēng)取改性碳纖維5.3g，芳纟侖纖維3.6g，紙纖維1.4g，填料4.4g(其中高嶺土 3.2g、硅藻土 1.2g)。先將丁腈改性酚醛樹(shù)脂溶入乙醇溶劑中配制成濃度為10%的丁腈樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為Wl;將預(yù)制體浸入丁腈改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液8min，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2;計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù) W( Δ W=W2—Wl)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了5.3g(即Δ W =
5.3g)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.12?0.14，磨損率為 1.3 X I O—8cm3/J。
[0047]實(shí)施例5
[0048]步驟一:將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸溶液中3h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維4次，隨后在70 V下干燥4h，得到活化碳纖維；
[0049]步驟二:然后將3g活化碳纖維與10ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在120°C下進(jìn)行油浴反應(yīng)4h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水反復(fù)清洗碳纖維4次，接著將其置于70 0C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0050]步驟二:分別稱(chēng)取改性碳纖維7.8g，芳綸纖維2.0g，紙纖維2.3g，填料4.2g(其中高嶺土 1.Sg、硅藻土 2.4g)。先將丁腈改性酚醛樹(shù)脂溶入乙醇溶劑中配制成濃度為10%的丁腈樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為Wl;將預(yù)制體浸入丁腈改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液6min，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2;計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù) W( Δ W=W2—Wl)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了3.7g(即Δ W =
3.7g)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.13?
0.15，磨損率為 1.2 X I O—8cm3/J。
[0051 ] 實(shí)施例6
[0052]步驟一:將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸溶液中l(wèi)h，然后將碳纖維取出，用去離子水反復(fù)清洗碳纖維3次，隨后在60 V下干燥3h，得到活化碳纖維；
[0053]步驟二:然后將3.0g活化碳纖維與10ml甲基丙烯酸溶液混合均勻，加入三口燒瓶中，在100°C下進(jìn)行油浴反應(yīng)4h，反應(yīng)完成后將碳纖維取出用溫開(kāi)水反復(fù)清洗碳纖維3次，接著將其置于70 0C烘箱中烘干，得到改性碳纖維。
[0054]步驟二:分別稱(chēng)取改性碳纖維6.4g，芳綸纖維1.0g，紙纖維2.6g，填料5.0g(其中高嶺土 3.2g、硅藻土 1.Sg)。先將丁腈改性酚醛樹(shù)脂溶入乙醇溶劑中配制成濃度為10%的丁腈樹(shù)脂-乙醇溶液，然后把增強(qiáng)纖維和填料采用濕法打漿混合均勻后，通過(guò)特殊抽濾成型工藝，從而得到摩擦片預(yù)制體。放置于空氣中，待其完全晾干后稱(chēng)量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為Wl;將預(yù)制體浸入丁腈改性酚醛樹(shù)脂-乙醇溶液8min，使樹(shù)脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙，稱(chēng)量含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W2;計(jì)算含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差A(yù) W( Δ W=W2—Wl )，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了5.0g(即Δ W =
5.0g)的改性酚醛樹(shù)脂。然后將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)跓釅簻囟?60°C、壓力5MPa的條件下，熱壓5分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.12?0.15，磨損率為 1.2 X I O—8cm3/J。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:將碳纖維置于硝酸溶液中浸漬，然后用去離子水清洗后干燥，得到活化碳纖維； 步驟二:向活化碳纖維中加入甲基丙烯酸溶液，在油浴條件下發(fā)生雙烯合成反應(yīng)，然后清洗后烘干，得到改性碳纖維； 步驟三:以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，按照改性碳纖維10-50 %，紙纖維5-18 %，芳綸纖維5-18%，改性酚醛樹(shù)脂25-40 %和填料15-25 %制備濕式摩擦材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟一中浸漬時(shí)間為I _3h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟二中每75-120ml甲基丙烯酸溶液中加入l-4g活化碳纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟二中甲基丙烯酸溶液的質(zhì)量濃度為98 %，油浴溫度為80-120 0C，雙烯合成反應(yīng)時(shí)間為2-4h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟一中干燥溫度為50-800C，干燥時(shí)間為2-5h ；步驟二中烘干溫度為60-80。。。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，步驟三中制備濕式摩擦材料具體為: 1)首先將纖維和填料在水中均勻混合制漿，得到混合漿料，將混合漿料采用抽濾成型并烘干得到摩擦材料預(yù)制體； 2)然后將改性酚醛樹(shù)脂溶于乙醇溶劑中制成改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液，將烘干后的摩擦材料預(yù)制體浸漬于改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液中，浸漬完成后取出晾干，得到含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙； 3)將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙經(jīng)熱壓固化得到甲基丙烯酸改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，改性酚醛樹(shù)脂乙醇溶液的質(zhì)量濃度為9-18%。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，熱壓固化的方法為:將含改性酚醛樹(shù)脂的摩擦材料原紙?jiān)趬毫?MPa、溫度為160 °C的條件下熱壓5分鐘。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，所述的改性酚醛樹(shù)脂為硼改性酚醛樹(shù)脂、丁腈改性酚醛樹(shù)脂、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂中的一種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲基丙烯酸無(wú)損改性碳纖維增強(qiáng)濕式摩擦材料的制備方法，其特征在于，所述的填料為高嶺土和硅藻土以任意比例混合的混合物。
【文檔編號(hào)】D21H15/12GK105951505SQ201610462874
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】費(fèi)杰, 段笑, 羅蘭, 黃劍鋒, 曹麗云, 張超, 羅丹
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)