[发明专利]一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于摩擦材料领域，涉及一种纤维增强树脂基湿式摩擦材料及制备方法。

背景技术

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。