[发明专利]一种硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纸基摩擦材料制备领域，具体涉及一种硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料及其制备方法。

背景技术

纸基摩擦材料是应用于湿式离合器和制动器中的一种关键功能材料，其性能的优劣直接影响着传动装置传扭的稳定性及行车的安全性。同时纸基摩擦材料是一种多组分复合材料，通常有十多种材料组成。从功能上可将原料分为增强体、粘结体、摩擦性能调节剂和填料四种，通常采用造纸的方式生产制造，故此称其为“纸基”摩擦材料[任刚，邓海金，李明．汽车技术，2004(11)：1-4．]。

影响纸基摩擦材料性能因素众多，其中，材料中增强体与纤维之间的界面结合性能是影响材料力学性能、摩擦及磨损性能的重要因素之一。其中粘结剂影响着增强体与纤维之间的界面结合性能，所以选择好的粘结剂对于改善纸基摩擦材料的力学性能、摩擦及磨损性能具有重要意义。水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。酚醛树脂具有很好的力学性能，耐高温、耐湿、阻燃且价格低廉，广泛应用于防腐蚀工程、模塑料、粘胶剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。但其硬度高、质脆、工作温度超过250℃热分解严重等性质，影响了其在摩擦材料中的应用。在纸基摩擦材料工作的过程中，由于连续的磨损，使材料表面的温度升高，树脂开始分解，分解后产生的磨粒会在摩擦材料表面造成二次磨损，使材料表面产生划痕、犁沟，对摩擦材料表面造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料及其制备方法，提高纸基摩擦片的摩擦磨损性能和制动过程中的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料，按质量份数包括，1.0～3.0份的酚醛树脂，0.5～8.0份的多壁碳纳米管，1.25～7.5份的十二烷基硫酸钠，2.5～5份的硅酸盐水泥，12～24份的短切碳纤维和6～12份的竹纤维。

所述短切碳纤维的直径为8～15um，竹纤维的打浆度为75～90°SR。

一种硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将酚醛树脂溶解在无水乙醇中，待酚醛树脂完全溶解后静置，得到A溶液；

2）将十二烷基硫酸钠溶解在水中，得到十二烷基硫酸钠水溶液，将多壁碳纳米管分散在十二烷基硫酸钠水溶液中，经超声波分散，得到悬浮液B；

3）将硅酸盐水泥加入到水中，得到悬浮液C；

4）将短切碳纤维和竹纤维分散在水中，得到悬浮液D；

5）将悬浮液C和混合悬浮液D混合均匀，并超声后，得到悬浮液E；将悬浮液B加入到悬浮液E中，经震荡后得到悬浮液F；

6）将悬浮液F倒入疏解机中分散后，在抄片机上抄片并干燥，得到样片G；

7）将A溶液均匀喷涂于样片G的两面，晾干后于硫化机上热压成型，得到硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料。

所述步骤1）中静置时间为20h～30h。

所述步骤1）中A溶液的浓度为5.0g/L～15.0g/L。

所述步骤2）中十二烷基硫酸钠水溶液的质量浓度为0.5%～3.0%；

所述步骤2）、步骤5）中超声时间均为30～60min。

所述步骤5）中震荡时间为15～30min。

所述步骤6）中疏解机转动的圈数为1000～3000r。

所述步骤7）中硫化机的热压温度为140～220℃，热压时间为350s～600s，热压压力为5～12MPa。

相对于现有技术，本发明具有的有益效果：本发明由于采用具有高的粘结性和耐高温的硅酸盐水泥，使得硅酸盐水泥增强纸基摩擦材料具有较好的耐磨性；由于在纸基摩擦材料的磨损过程中产生的高温不会使水泥分解，从而降低了纸基摩擦材料表面的磨损，且降低了酚醛树脂的使用量。因此通过将分散均匀的硅酸盐水泥悬乳液加入到纸基摩擦材料中，使纸基摩擦材料具有强的粘结性能，提高纸基摩擦材料的摩擦系数和耐磨性，使它能够应用于更加苛刻、复杂的环境，并且降低了纸基摩擦材料的成本。

本发明通过添加分散均匀的水泥悬浮液来有效提高湿式纸基摩擦材料的综合性能，以使硅酸盐水泥所具有的强的粘结特性在纸基摩擦材料中充分发挥出来，再通过热压硫化工艺使各个组分透过水泥有效的结合更加紧密，从而起到增韧的作用；同时使酚醛树脂均匀有效的渗入纸基摩擦材料的内部并发生固化，使纸基摩擦材料的摩擦磨损性能得到提高并且使机动车在制动的过程中更加稳定。

附图说明