[发明专利]一种酚醛树脂基复合摩擦材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种酚醛树脂基复合摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料技术领域。本发明以硼酸为原料，制备酚醛树脂基复合摩擦材料，首先，在酚醛树脂基体中引入硼元素，使硼酸和酚羟基缩合，可提高树脂的耐热性，B‑O键的键能高，远大于C‑C键的键能，加入硼酸后，树脂的热分解温度明显提高，而且，树脂中的‑O‑B‑O‑结构，支链度有所提高，作为摩擦材料基体树脂使用时，能改善摩擦材料的力学性能，加入硼酸的酚醛树脂在高温下易形成蜂窝状结构的碳化硼绝热层，其具有保护内部结构的作用，阻止热量向材料内部扩散，从而进一步提升了材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂基复合摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料技术领域。

背景技术

在人类文明高速发展、科学技术高度发达的今天，火车、飞机、汽车、摩托车等己成为人类交通、运输必不可少的现代化工具，在人们生活、生产中发挥着举足轻重的地位。近年来，汽车工业己成为国民经济重要的支柱产业，人们对汽车也提出了越来越高的要求，如高速、重载、操作方便、安全可靠、低能耗、无公害、轻量化等。

在众多交通工具中，制动是其重要的一个指标，目前大多都釆取摩擦制动的方式，即通过摩擦片与刹车盘（鼓）间的相对运动产生的摩擦力作为制动力，使运动物件减速制动。对行驶车辆而言，制动系统能够显著影响其安全性、舒适性、环保性及能耗等关键问题，因此制动系统研发己成为车辆发展的研宄热点，其中制动系统中摩擦材料的研宄是提高其综合性能的关键因素之一。

摩擦材料是一种多元复合材料，是由粘结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等组分经一系列制造加工工艺制成的，其制品要求具有良好的摩擦系数和耐磨性，同时还具有一定的耐热性和机械强度。有机粘结剂是摩擦材料最关键组分，其作用是将增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等组分紧密粘结在一起，从而得到分布均匀、结构致密的摩擦材料。酷醛树脂是聚合物基摩擦材料最常用基体树脂，它具有较高的力学强度、良好的耐热性和尺寸稳定性，同时价格便宜，是摩擦材料最理想的粘结剂。

一般由酚类化合物和醛类化合物缩聚而成的树脂称之为酚醛树脂(PR)，以苯酚与

甲醛缩聚制得的酚醛树脂最常见。酚醛树脂作为三大热固性树脂之一，相对于其他聚合物，酚醛树脂具有生产工艺简单且成熟、成型加工容易、原料价格便宜;耐热、耐燃，可自灭，电绝缘性能好；化学稳定性好，耐酸性强，但不耐碱;制品尺寸稳定性好;与其他树脂或无机填料易混合等特点，因而其用量较大，应用很广。

随着汽车向高速、高效、节能、轻量化等方向发展，以及人们环保意识的增强，对摩擦材料的综合性能也提出了更高的要求，即摩擦材料综合考察指标，在高温高速下保持适宜、稳定的摩擦系数，磨损率低、机械强度高、导热性好、噪音低、无环境污染、原材料易得、制造工艺简便、造价低等;在各种交通工具和机械设施中，摩擦材料按基体划分主要有四大类:金属基、陶瓷基、聚合物基和C/C复合材料。聚合物基摩擦材料以其结构的可设计性、简易的成型加工性、使用寿命长、对制动盘的攻击性小、制动噪音低且价格低廉等优势，是当前汽车制动器、离合器常用摩擦材料。

前面提及酚醛树脂固化后具有耐热性好、机械强度高、耐腐烛性强、尺寸较稳定等，随着现代科技的发展，人们对摩擦材料性能提出了更高的要求，在许多高新技术领域中，普通酚醛树脂己经无法满足它们的性能要求，唯有对酚醛树脂进行改性才能适应市场的需求。对摩擦材料基体树脂用酚醛树脂而言，酚醛树脂的作用是将各种增强纤维、摩擦性能调节剂和填料粘结在一起，制得均勾、密实的摩擦材料，在持续制动时，摩擦材料与对偶件之间摩擦生热，使其表面急剧升温，致使其产生摩擦系数降低，磨损率显著增大的“热衰退”现象，而基体树脂是摩擦材料中对热最敏感的组分，因此提高基体树脂的热稳定性是研制高性能摩擦材料的关键因素之一。此外，酚醛树脂结构中较多的苯环使其质地脆硬、朝性差，不利于其粘结性能和成型加工条件。因此，摩擦材料用酚醛树脂的研究和开发主要聚焦在：(1)提高耐热性；(2)改善酚醛树脂的韧性。