[发明专利]一种抗热衰减摩擦材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗热衰减摩擦材料的制备方法，使用多孔硬质骨架作为耐高温的支撑体，将多孔硬质骨架植入摩擦材料中用于保持良好的高温强度和高温耐磨性。采用酚醛树脂基的摩擦基料作为填充料，通过热压成型，制备抗热衰减摩擦材料。本发明制备方法，既可以保证摩擦材料在高温下的力学性能，又能保证良好的耐磨性，显著提高摩擦材料的高温摩擦性能，降低热衰减，保证高温下摩擦材料的正常使用。有效地解决了摩擦材料在高温下的的热衰减问题。

技术领域

本发明涉及摩擦材料的制备技术领域，特别涉及一种抗热衰减摩擦材料的制备方法。

背景技术

汽车刹车装置用摩擦材料是汽车制动器的关键材料。刹车过程中，摩擦材料与汽车摩擦副相接触，在一定压力下相互摩擦，从而实现汽车的制动刹车。在复杂的路况和连续下坡路段，由于频繁的刹车，刹车片与摩擦副的连续摩擦，使得接触部位迅速升温，当温度达到一定值后，摩擦材料出现摩擦系数迅速下降，制动失灵的，这种现象叫做摩擦材料的热衰减。摩擦材料的热衰减严重影响汽车的制动效果和车内乘客的安全，因此，必须抑制摩擦材料的热衰减。

刹车用摩擦材料要求具有高的摩擦系数和低的磨损率。为了保证良好的耐磨性，使用各种无机颗粒作为填料，提高摩擦材料的耐磨性。除了无机填料外，添加各种增强纤维用用以提高摩擦材料的力学性能，各种填料和纤维添加在一起需要有效的粘结剂进行粘结，形成块体材料。通常使用酚醛树脂作为粘结剂，在一定温度下，酚醛树脂形成熔融态，将各种填料和增强纤维粘结在一起，并赋予摩擦材料良好的力学性能。但是，由于使用了酚醛树脂粘结剂，当摩擦升温时，不可避免的产生热衰减现象。温度越高，热衰减越严重，从而限制了摩擦材料在苛刻环境下的使用，尤其影响在复杂路况下和连续坡道路面下汽车的制动效果。除此之外，针对重型机车，比如重型卡车、坦克和各种大型工程机械的以及大型拖拉机的制动，要求刹车摩擦系数稳定，高温制动效果好。对摩擦材料提出了更高的要求。

为了保证良好的高温摩擦性能，在传统的酚醛树脂和各种填料、纤维的混合料中植入耐高温的多孔硬质骨架。多孔硬质骨架自身有良好的的导热系数，可将摩擦过程中产生的热量快速导出，从而很好地抑制了摩擦材料的热衰减。高温下，即使填料和粘结剂软化，由于硬质骨架的支持作用，能够很好地保证摩擦材料的高温力学性能。多孔硬质骨架材料中含有石墨相，石墨具有良好的减摩和自润滑性能，保证摩擦材料具有良好的抗磨损性能，显著提高摩擦材料的使用寿命。将多孔硬质骨架植入到材料内部制备摩擦材料具有的优势是：抑制了热衰减，增强了摩擦材料的高温力学性能，增加摩擦材料的抗磨损性能从而显著增加了使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种抗热衰减摩擦材料的制备方法，其制备简单，本制备材料抑制了热衰减，增强了摩擦材料的高温力学性能，增加摩擦材料的抗磨损性能从而显著增加了使用寿命。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种抗热衰减摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，多孔碳骨架的制备：

1.1选取粒度为50-100um的石墨粉作为原料A；

1.2将聚乙烯醇倒入到去离子水中，加热至40-50℃范围内搅拌，形成的聚乙烯醇水溶液B，在聚乙烯醇水溶液B中加入4-6g/L的六偏磷酸钠；

1.3将石墨粉原料A倒入到聚乙烯醇水溶液B中，搅拌均匀后形成具有良好塑性的碳泥C；通过调节聚乙烯醇水溶液B的用量，使得碳泥C的黏度控制在20-25帕·秒；

1.4使用蜂窝陶瓷挤压机将碳泥C挤出成型，形成直径为3mm，壁厚为2mm的圆形蜂孔碳骨架D，在温度60℃的环境下，缓慢干燥碳骨架D；

1.5将干燥的碳骨架D置于400℃下在N2和H2混合气体保护下热处理24小时，让聚乙烯醇充分碳化；