一种复合纤维高性能摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于摩擦材料技术领域，公开了一种复合纤维高性能摩擦材料及其制备方法。该摩擦材料按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂8～15％，芳纶浆粕纤维6～10％，改性碳纤维7～12％，膨胀蛭石11～15％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。本发明专利技术的复合纤维高性能摩擦材料在高温下仍然具有稳定的摩擦系数，在高温下仍然具有较低的磨损率，且在高温下还具有较稳定的洛氏硬度和冲击强度，即说明其在高温下仍然具有较好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纤维高性能摩擦材料及其制备方法
本专利技术属于摩擦材料
，具体涉及一种复合纤维高性能摩擦材料及其制备方法。
技术介绍
摩擦副是机械传动和制动部分的重要组件，它涉及到车辆动力传递和控制的可靠性。摩擦副由摩擦片和对偶片组成，其中摩擦副的性能主要取决于摩擦片的摩擦磨损性能。现有国产摩擦片在使用过程中，依然存在摩擦性能不稳定、磨损率高和耐热性能低等问题，严重制约了总成优良机动性能的发挥。因此，研制与高负荷、高能量、高速传动系统相匹配的、使用寿命长、可靠性高的新型摩擦片及摩擦副十分迫切和必要。摩擦材料是组成摩擦副的关键材料，其性能的优劣将直接影响到车辆行驶安全性、稳定性和舒适性。摩擦材料通常由粘结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等材料构成，需满足稳定的摩擦因数、低磨损率、低噪音等要求。但是目前的摩擦材料在高温下无法同时满足摩擦系数，以及力学性能的要求。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决目前的摩擦材料在高温下存在的摩擦系数不稳定，或者较脆，低强度的问题，本专利技术提供一种复合纤维高性能摩擦材料及其制备方法。本专利技术采用如下方法实现：一种复合纤维高性能摩擦材料，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂8～15％，芳纶浆粕纤维6～10％，改性碳纤维7～12％，膨胀蛭石11～15％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。优选的，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂10％，芳纶浆粕纤维8％，改性碳纤维10％，膨胀蛭石13％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。优选的，所述填料包括铬铁矿粉3～5％，硫铁矿粉3～5％，人造石墨2～10％，泡沫铁粉1～3％，石油焦1～3％，余量重碳酸钙。优选的，所述改性酚醛树脂的改性剂为双酚A。优选的，所述改性酚醛树脂由以下方法制成：(1)将苯酚、甲醛和催化剂混合，温度升至60～80℃反应2～5h，并不停搅拌，其中所述苯酚和所述甲醛的摩尔比为1：0.7～0.9；其中催化剂可以为氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵、氢氧化钙或乙胺。(2)加入双酚A升温至90～100℃，反应2～4h，其中，所述双酚A和所述甲醛的摩尔比为1：0.1～0.2；(3)升温至110～120℃脱水0.5～1h，冷却至室温，得到改性酚醛树脂。优选的，所述改性碳纤维由以下方法制成：(1)将碳纤维剪短成3～5mm的短切碳纤维；(2)将短切碳纤维置于在400～500℃煅烧炉中，氧气气氛下氧化处理4～6h，随后，随所述煅烧炉冷却至室温，得到改性碳纤维。本专利技术还提供一种复合纤维高性能摩擦材料的制备方法，该方法包括如下步骤：S1、按照质量百分比，称取所述摩擦材料的各组分：酚醛树脂8～15％，芳纶浆粕纤维6～10％，改性碳纤维7～12％，膨胀蛭石6～10％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％；S2、将所述S1中的各组分混合均匀，得到混合料；S3、将所述混合料通过热压机压制、热处理，得到复合纤维高性能摩擦材料。优选的，所述压制压力为4～18MPa，压制的温度为250～300℃，保压时间为100～150s。优选的，所述保压的具体工艺为：分两段进行保压，第一段保压10～15s放气15～20s；第二段保压15～20s放气20～25s，随后保压到所述保压时间结束。优选的，所述热处理包括4个阶段，分别为：70～75℃保温0.5～1h、95～100℃保温1.5～2h、110～120℃保温3.5～4.5h和180～200℃保温1～2h。与现有技术相比，采用上述方案本专利技术的有益效果为：本专利技术的复合纤维高性能摩擦材料在高温下仍然具有稳定的摩擦系数，在高温下仍然具有较低的磨损率，且在高温下还具有较稳定的洛氏硬度和冲击强度，即说明其在高温下仍然具有较好的力学性能。本专利技术的复合纤维高性能摩擦材料的制备方法易于操作，便于工业化生产。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中采用的改性酚醛树脂由以下方法制成：(1)将苯酚、甲醛和催化剂(例如氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵、氢氧化钙或乙胺)混合，温度升至70℃反应3h，并不停搅拌，其中苯酚和甲醛的摩尔比为1：0.8；(2)加入双酚A升温至95℃，反应3h，其中，双酚A和甲醛的摩尔比为1：0.15；(3)升温至115℃脱水0.8h，冷却至室温，得到改性酚醛树脂。以下实施例中采用的改性碳纤维由以下方法制成：(1)将碳纤维剪短成3～5mm的短切碳纤维；(2)将短切碳纤维置于在450℃煅烧炉中，氧气气氛下氧化处理5h，随后，随所述煅烧炉冷却至室温，得到改性碳纤维。通过扫描电镜可以看出，改性碳纤维的表面存在明显的凹凸，这说明经过上述方法处理后的改性碳纤维的表面粗糙度增加，从而有利于碳纤维与基体的紧密结合。实施例1本实施例提供一种复合纤维高性能摩擦材料，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂8％，芳纶浆粕纤维6％，改性碳纤维7％，膨胀蛭石11％，铬铁矿粉3％，硫铁矿粉3％，人造石墨2％，泡沫铁粉1％，石油焦1％，余量重碳酸钙，摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。本实施例的复合纤维高性能摩擦材料通过如下方法制备得到的：S1、按照质量百分比，称取摩擦材料的各组分；S2、将S1中的各组分混合均匀，得到混合料；S3、将混合料通过热压机压制、热处理，得到复合纤维高性能摩擦材料；其中，压制压力为4MPa，压制的温度为250℃，保压时间为100s；其中，保压的具体工艺为：分两段进行保压，第一段保压10s放气15s；第二段保压15s放气20s，随后保压到所述保压时间结束，即第二段保压结束后，继续保压40s；热处理包括4个阶段，分别为：70℃保温0.5h、95℃保温1.5h、110℃保温3.5h和180℃保温2h。实施例2本实施例提供一种复合纤维高性能摩擦材料，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂10％，芳纶浆粕纤维8％，改性碳纤维10％，膨胀蛭石13％，铬铁矿粉4％，硫铁矿粉4％，人造石墨6％，泡沫铁粉2％，石油焦2％，余量重碳酸钙；摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。本实施例的复合纤维高性能摩擦材料通过如下方法制备得到的：S1、按照质量百分比，称取摩擦材料的各组分；S2、将S1中的各组分混合均匀，得到混合料；S3、将混合料通过热压机压制、热处理，得到复合纤维高性能摩擦材料；其中，压制压力为10MPa，压制的温度为275℃，保压时间为125s；其中，保压的具体工艺为：分两段进行保压，第一段保压13s放气17s；第二段保压17s放气23s，随后保压到所述保压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂8～15％，芳纶浆粕纤维6～10％，改性碳纤维7～12％，膨胀蛭石11～15％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂8～15％，芳纶浆粕纤维6～10％，改性碳纤维7～12％，膨胀蛭石11～15％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。


2.如权利要求1所述的复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，按照质量百分比包含如下组分：改性酚醛树脂10％，芳纶浆粕纤维8％，改性碳纤维10％，膨胀蛭石13％，余量填料；所述摩擦材料的各组分百分含量之和为100％。


3.如权利要求1或2所述的复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，所述填料包括铬铁矿粉3～5％，硫铁矿粉3～5％，人造石墨2～10％，泡沫铁粉1～3％，石油焦1～3％，余量重碳酸钙。


4.如权利要求1或2所述的复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，所述改性酚醛树脂的改性剂为双酚A。


5.如权利要求4所述的复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，所述改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛和催化剂混合，温度升至60～80℃反应2～5h，并不停搅拌，其中所述苯酚和所述甲醛的摩尔比为1：0.7～0.9；
(2)加入双酚A升温至90～100℃，反应2～4h，其中，所述双酚A和所述甲醛的摩尔比为1：0.1～0.2；
(3)升温至110～120℃脱水0.5～1h，冷却至室温，得到改性酚醛树脂。


6.如权利要求1或2所述的复合纤维高性能摩擦材料，其特征在于，所述改性碳纤维由以下方法制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩俊女，赵英杰，
申请(专利权)人：荆门市诺维英新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42