一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法，将已经成熟的无纺布非织造技术与纸基摩擦材料的制造过程结合在一起开辟了新的纸基摩擦材料制造工艺的前景，可以解决一些现有传统制备工艺存在的弊端进而得到性能可观的纸基摩擦片。本发明专利技术先将纤维通过无纺布非织造布技术进行梳理铺层得到多孔纤维布，然后将混合好的填料糊状物均匀地加到纤维布中，用酚醛树脂作为粘合剂，经过浸胶，热压，最终制得纸基摩擦材料。摩擦系数为0.1～0.13,静摩擦系数为0.148～0.160，稳定系数高90％以上而且摩擦系数即使在高压，高转速下也比较稳定，浮动变化小。

Fiber reinforced resin based wet friction material and preparation method thereof

The invention relates to a fiber reinforced resin-based wet friction material and a preparation method thereof. Combining the mature non-woven technology with the manufacturing process of paper-based friction material, the invention opens up a new prospect for the manufacturing process of paper-based friction material, and can solve the drawbacks of some existing traditional preparation processes and obtain the paper-based friction material. Paper based friction discs with considerable performance. The invention first combs and lays the fiber through the nonwoven fabric technology to obtain the porous fiber cloth, then adds the mixed filler paste evenly to the fiber cloth, uses the phenolic resin as the adhesive, after dipping and hot pressing, finally obtains the paper-based friction material. The friction coefficient is 0.1-0.13, the static friction coefficient is 0.148-0.160, the stability coefficient is above 90%, and the friction coefficient is stable even under high pressure and high speed, and the fluctuation is small.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法
本专利技术属于摩擦材料领域，涉及一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法。
技术介绍
纸基摩擦材料是由纤维、粘结剂、摩擦性能调节剂等组成，采用湿法造纸技术制造的一种纤维增强树脂基摩擦材料，因采用造纸技术制造预制体而被俗称为“纸基摩擦材料”，是用于使用润滑油作为介质的传动/制动装置的关键材料，在自动变速器、湿式离合/制动器等装置中广泛应用。这种纸基摩擦材料追求组成和结构均匀性，孔隙分布均匀性，足够的孔隙率和吸油性、良好的抗压剪强度，耐高温，在80-160摄氏度、50m/s的工作线速度和承受6MPa的工作压力条件下保持足够稳定的摩擦系数，并具有100000次以上的离合循环寿命。制造纸基摩擦材料的现有技术是：先将纤维、摩擦性能调节剂等粉体与水混合、打浆和配浆，然后将浆液导入造纸机中通过沉降和过滤成型为纸基摩擦材料预制体湿纸，预制体湿纸经过干燥得到纸基摩擦材料预制体，再经过浸渍树脂、热压成型为纸基摩擦材料，经裁切、粘结钢芯等工序制成纸基摩擦材料制品。在国内外技术文献中，为了改善纸基摩擦材料的性能，许多学者基于造纸技术在原材料组成，原料配比，胶黏剂的组成和配比上进行改进。比如：US5827610.中使用了单一的芳纶纤维。US6277769.中只使用了碳纤维。US279696.中采用了含有铁纤维的混合纤维。US5478642.中采用由Kevlar纤维、丙烯酸纤维和碳纤维组成的混合纤维。US5529666.中使用的是5％～35％的芳纶纤维和15％～55％的棉纤维。JP07102245一A提到使用脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂作为粘结剂US4400434.中采用了氟橡胶。US612l168.中使用了一种环氧树脂。纸基摩擦材料制作工艺大多也是基于造纸技术，如专利CN101218393.涉及一种摩擦材料，涉及一种能够使用传统造纸工艺制成的湿摩擦材料，使用长纤维形成湿法成形的均质骨架基质，通过使微粒材料分散于整个摩擦基质及整个基质粘结剂中、尤其分散于相邻纤维间的空隙处而使骨架基质得到加强。专利US5083650介绍了将石墨颗粒混在热固性树脂粘结剂中浸渍纸表面的工艺，具体方法是使用涂布辊将均匀混有细石墨粉末的酚醛树脂溶液施于芳纶纤维纸的一个表面，加热使树脂部分固化；然后在表面均匀布撒粗石墨颗粒；再次在该表面施加混有细石墨粉末的酚醛树脂溶液，最后加热固化。在生产工艺方面的改进比较少。比如CN101218393涉及一种摩擦材料，且更具体而言，涉及一种能够使用传统造纸工艺制成的湿摩擦材料。使用长纤维形成湿法成形的均质骨架基质，通过使微粒材料分散于整个摩擦基质及整个基质粘结剂中、尤其分散于相邻纤维间的空隙处而使骨架基质得到加强。专利号为US5，083，650.介绍了将石墨颗粒混在热固性树脂粘结剂中浸渍纸表面的工艺。具体方法是使用涂布辊将均匀混有细石墨粉末的酚醛树脂溶液施于芳纶纤维纸的一个表面，加热使树脂部分固化；然后在表面均匀布撒粗石墨颗粒；再次在该表面施加混有细石墨粉末的酚醛树脂溶液，最后加热固化。虽然两种方法都是先做出“纤维骨架”，然而这两个专利所述方法分别基于湿法成形和基于造纸技术，这两种方法得到的“纤维骨架”密度比较大，孔隙率小，不能满足纸基摩擦片对于孔隙率的要求。就技术发展而言，纸基摩擦材料在生产工艺方面能够改进空间比较少，而现有技术在制造纸基摩擦材料预制体的过程存在不足：打浆和配浆过程大量用水，造成水资源消耗并存在废水排放；纸基摩擦材料预制体湿纸成型过程中粉体透过滤网流失较为严重；预制体湿纸干燥过程需要烘干工序并消耗大量能源；受打浆技术限制，通常使用长度为1-5毫米的短纤维，导致预制体湿纸强度低及预制体强度很低；由于悬浮浆液中的不同组分的比重差异带来的预制体在厚度方向上的成分差异。非织造技术是指以化学纤维为基本原料，经定向或随机排列，再经化学(或热熔)粘合而成的介于布与纸制品的制造技术。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有流程短,工艺快等特点。非织造布制品被国际公认为保护地球生态的环保产品，适用于服装衬布，口罩，礼品袋，精品袋，购物袋，广告袋，一次性手术衣以及墙纸等的制造。专利号201620209271.2介绍了一种符合非织造墙纸。该专利技术包括三层结构，包括上层的覆膜材料、中间层的湿法成网非织造材料以及下层的针刺非织造材料。非织造技术也被用于磨料制品的制造，先织造出蓬松的非织造布，再添加磨料颗粒和粘结剂将织物和磨料粘合在一起。这种由低密度非织造织物和磨料组成的摩料制品用来擦亮普通家用炊事用具和用于除去附着于诸如金属，塑料和玻璃等材料上的污垢，焦痕和云斑。如专利CN195017公开了一种非织造物摩擦材料，其由无规布置的纤维构成的非织造织物以及附着于非织造织物的磨粒组成，主要应用于摩擦垫，擦亮无焦痕的金属表面和塑料餐具和炊具。再如专利CN201480019284.7公开了一种非织造磨料制品，非织造磨料固件包括通过粘合剂附着到纤维幅材的磨料颗粒。磨料颗粒被暴露于可见外层，磨料颗粒紧密堆积，可见外层中的磨料颗粒的至少80％具有可辨认轮廓。这种磨料制品不属于纸基摩擦材料的范畴，其材料结构简单、功能和工作领域也不同于目前所定义的纸基摩擦材料。目前所定义的纸基摩擦材料若采用非造纸技术生产，则所述的纸基摩擦材料应称为纤维增强树脂基湿式摩擦材料或简称为树脂基湿式摩擦材料。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法，解决传统造纸技术生产纸基摩擦材料预制体存在大量用水，预制体湿纸干燥过程能耗较大，预制体湿纸及预制体强度低等不足。技术方案一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：在纤维材料中加入摩擦性能调节剂，组成纸基摩擦材料的重量百分比为：8％～20％的纤维材料，30％～50％的摩擦性能调节剂，30％～55％的粘合剂树脂；各组分的重量百分比之和为100％。所述纸基摩擦材料的重量百分比为：芳纶纤维10～20％，15％～30％的摩擦性能调节剂，10％～20％的填料，30％～40％的粘合剂树脂。所述的纤维材料的厚度为纸基摩擦材料的6-12倍，孔隙率为纸基摩擦材料孔隙率的20-50倍。所述纤维材料为呈多段弯折或弯曲状态的芳纶纤维，长度为30～150mm。所述芳纶纤维的长度为40-120mm。所述摩擦性能调节剂是氧化铝，钾长石粉、锆英石粉，铬铁矿粉、萤石粉、石墨，二硫化钼，滑石粉，腰果壳油粉，云母粉，石墨粉、石油焦碳粉、二硫化钼、重晶石粉、硅藻土、高岭土的任一种或几种。所述摩擦性能调节剂为粒度在100～300目颗粒材料；或与粒度在500～1500目的颗粒材料以及不同粒度的摩擦性能调节剂的混合体。所述粘结剂树脂是酚醛树脂、改性酚醛树脂、丁腈橡胶、硅橡胶的任一种或者几种。所述的改性酚醛树脂是腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂或钡酚醛树脂。一种制备所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将纤维材料放到给棉机，经开松机开松至单丝纤维状态，经振动给棉机松解，经梳理机梳理，单丝纤维非定向的二维或三维相互搭接，形成非定向搭接纤维层，再经铺网机进行逐层叠加铺层，送至针刺机针刺成有丰富孔隙结构和孔隙率的疏松纤维骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：在纤维材料中加入摩擦性能调节剂，组成纸基摩擦材料的重量百分比为：8％～20％的纤维材料，30％～50％的摩擦性能调节剂，30％～55％的粘合剂树脂；各组分的重量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：在纤维材料中加入摩擦性能调节剂，组成纸基摩擦材料的重量百分比为：8％～20％的纤维材料，30％～50％的摩擦性能调节剂，30％～55％的粘合剂树脂；各组分的重量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述纸基摩擦材料的重量百分比为：芳纶纤维10～20％，15％～30％的摩擦性能调节剂，10％～20％的填料，30％～40％的粘合剂树脂。3.根据权利要求1或2所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述的纤维材料的厚度为纸基摩擦材料的6-12倍，孔隙率为纸基摩擦材料孔隙率的20-50倍。4.根据权利要求1或2所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述纤维材料为呈多段弯折或弯曲状态的芳纶纤维，长度为30～150mm。5.根据权利要求4所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述芳纶纤维的长度为40-120mm。6.根据权利要求1或2所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述摩擦性能调节剂是氧化铝，钾长石粉、锆英石粉，铬铁矿粉、萤石粉、石墨，二硫化钼，滑石粉，腰果壳油粉，云母粉，石墨粉、石油焦碳粉、二硫化钼、重晶石粉、硅藻土、高岭土的任一种或几种。7.根据权利要求6所述纤维增强树脂基湿式摩擦材料，其特征在于：所述摩擦性能调节剂为粒度在100～300目颗粒材料；或与粒度在500～1500目的颗粒材料以及不同粒度的摩擦性能调节剂的混合体。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅业伟，周乐，李贺军，印涛，周柯，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61