湿式纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种摩擦材料的制备方法，特别涉及一种湿式纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]润滑摩擦装置(也叫湿式摩擦装置)是一种寿命长和磨损量相对较小的摩擦装置，在润滑摩擦装置中所使用的是一种工作厚度为0.4?2.0mm的湿式摩擦材料，其厚度仅是干式摩擦装置中摩擦材料厚度的1/10到1/50。目前，在自动(挡)汽车自动变速器以及各种湿式离合器或湿式制动器中，使用量最大的一种湿式摩擦材料是采用类似造纸工艺生产的纤维增强树脂基摩擦材料，称为湿式纸基摩擦材料或纸基摩擦材料。
[0003]制备湿式纸基摩擦材料工艺流程复杂，制浆过程需要耗费大量的工业用水，又需通过烘干过程去除水分，并浸渍大量粘合剂树脂溶液，耗费大量能源，且污染环境。在现有技术中，这种湿式纸基摩擦材料通常采用类似造纸工艺制备，其方法是将含有短纤维、摩擦性能调节剂、填料等成分的原材料采用湿法打浆混匀，抄纸成型为薄型预制体材料，烘干水分，再浸渍液体粘合剂树脂溶液，然后将有机溶剂挥发至材料处于干燥状态后，在加热加压条件下使材料固化成型，经过后处理获得湿式纸基摩擦材料。
[0004]文献I“申请公开号为CN102305255A的中国发明专利”公开了一种纸基摩擦材料的制备方法，采用纸浆纤维与高性能纤维作为增强体与腰果壳油改性酚醛树脂、部分纳米级摩擦性能调节剂及多种氧化物和石墨等复合而成，同时通过对传统工艺的合理调整，将纸基材料的基体树脂固化工序与粘合剂树脂固化工序合并为一道工序，并使产品先冲裁后浸胶替代产品先浸胶固化后冲裁工序，改进后的生产工艺为配料一打浆一抄造一干燥一冲裁一浸胶一刷胶一贴片一装配一粘接固化一磨片一总检。所制备的摩擦材料具有稳定性好、摩擦系数高、耐高温等优点，同时生产过程简化，制浆利用率大大提高，但是该方法需要使用大量的水进行制浆，对水资源是一种巨大的消耗，而且抄造成型之后又需要通过烘干将水分去除，耗费大量能源，同时预制体需要浸渍大量的粘合剂树脂溶液，不仅浪费资源而且污染环境。
[0005]文献2“授权公告号为CN100572488C的中国发明专利”公开了一种双层摩擦材料的制造方法，以碳纤维或芳纶纤维增强纸基摩擦材料为表面层，丁基橡胶软木型摩擦材料为底层，按体积比1:2?4，将两种摩擦材料混合，在200?300 0C、3?1MPa下压制在衬片上，最后在140?180°C下固化2?6小时，制得双层摩擦材料。这种双层摩擦材料同时结合了纸基和软木橡胶基摩擦材料的优点，不仅利用了纸基的多孔结构，增强抗热衰退性能，而且由于软木橡胶的弹性，减少纸基材料对对偶片的磨损，降低了磨损率，具有摩擦系数高、传递扭矩大等优点，但是该摩擦材料同时使用湿法工艺和橡胶辊炼工艺，生产流程长，生产工艺复杂，纸基生产耗费大量的水、有机溶剂及能源，极大地提高了成本。
[0006]现有技术制备湿式纸基摩擦材料产品的质量稳定、效率高，但都需要采用类似造纸工艺的湿法制备技术，存在着使用大量工业用水，成型预制体需要干燥和浸渍粘合剂树脂溶液，生产工艺复杂，导致生产过程耗能很大。
【发明内容】
[0007]为了克服现有摩擦材料的制备方法浪费能源的不足，本发明提供一种湿式纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法。该方法将短纤维、摩擦性能调节剂及填料通过干法混料后，在捏合设备中加入液体粘结剂树脂溶液进行捏合，其中液体粘结剂中树脂的质量分数为40?70%，待捏合均匀并保持一定粘度后，将捏合后的半干态原材料加入挤压设备中薄通至厚度为0.4?2.5mm的薄片型材料，烘干，再将烘干后的薄片型材料在热压设备中固化成型，得到湿式纤维增强树脂基摩擦材料。该制备方法整个制备过程用水量为0，有机溶剂使用量比【背景技术】节约45?90%，同时工艺流程由12步减少为6步，可以节省大量能源。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案:一种湿式纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法，其特点是包括以下步骤:
[0009]步骤一、干法混料:将质量百分含量为15?35%的短纤维、质量百分含量为5?30%的摩擦性能调节剂和质量百分含量为20?55%的填料，先通过干法高速搅拌混匀，制成混合干料；
[0010]步骤二、半干法捏合:将质量百分含量为10?30%的粘结剂树脂配成质量分数为40?70 %的树脂溶液，与混合干料经半干法捏合得到混匀的半干状态摩擦材料；
[0011 ]步骤三、薄通:通过挤压半干状态摩擦材料使其薄通至所需厚度0.4?2.5mm，获得薄片型材料；
[0012]步骤四、干燥与冲裁:将薄片型材料置于干燥处I?4天晾干，冲裁得到所需薄片型摩擦材料预制体；
[0013]步骤五、热压固化:将薄型材料在温度130?180°C、压力0.3?1Mpa条件下保温保压200?2000s得到固化成型的薄片型摩擦材料预制体；
[0014]步骤六、热处理:将固化成型的薄片型摩擦材料预制体置于烘箱中在温度梯度80?100°C —110?130°C—150?180°C下热处理，每个阶段的保温时间分别是50?70min、80?1001]1；[11、120?1401]1；[11，最后获得湿式纤维增强树脂基摩擦材料。
[0015]所述的短纤维是植物纤维、矿物纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、钛酸盐晶须、无机钙盐晶须或碳化硅晶须的任一种或任几种。
[0016]所述的摩擦性能调节剂是氧化铝、硅酸锆、长石、铬铁矿、萤石、碳化硅、氮化硅、石墨或二硫化钼的任一种或任几种。
[0017]所述的摩擦性能调节剂粉体粒度是80?400目。
[0018]所述的填料是腰果壳油摩擦粉、蛭石、重晶石、硅藻土、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、云母或黑胶粉的任一种或任几种。
[0019]所述的填料粉体粒度是80?600目。
[0020]所述的粘结剂树脂是酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂或丁腈橡胶改姓酚醛树脂的任一种或任几种。
[0021 ]本发明的有益效果是:该方法将短纤维、摩擦性能调节剂及填料通过干法混料后，在捏合设备中加入液体粘结剂树脂溶液进行捏合，其中液体粘结剂中树脂的质量分数为40?70%，待捏合均匀并保持一定粘度后，将捏合后的半干态原材料加入挤压设备中薄通至厚度为0.4?2.5mm的薄片型材料，烘干，再将烘干后的薄片型材料在热压设备中固化成型，得到湿式纤维增强树脂基摩擦材料。该制备方法整个制备过程用水量为O，有机溶剂使用量比【背景技术】节约45?90%，同时工艺流程由12步减少为6步，节省了大量能源。
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
【附图说明】
[0023]图1是本发明湿式纤维增强树脂基摩擦材料的制备方法实施例1制备的湿式纤维增强树脂基摩擦材料的照片。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:
[0025](I)称取短纤维共2.6kg，分别为木纤维0.5kg、硫酸|丐晶须0.8kg、碳纤维1.3kg，称取摩擦性能调节剂共3.5kg，石墨0.8kg、长石1.2kg、萤石粉1.5kg，称取填料共9.3kg，娃藻土2kg、重晶石粉3.0kg、腰果壳油摩擦粉4.5kg，将所称取的粉状原材料依次加入到高速混料机中，开启设备混料；
[0026](2)待所有原材料混匀后，转入到捏合设备中，开启设备，分次加入酚醛树脂含量为40 %的酚醛树脂-乙醇溶液5.3kg反复捏合；
[0027](3)至所有材料捏合均匀后，铺于双辊辊压设备入口处，在出口引出薄片型材料，厚度为0.4mm;
[0028](4)将薄片型材料置于干燥处I天后晾干，冲裁得到所需薄片型摩擦材料预制体；
[0029](5)将薄片型摩擦材料预制体放入平板型热压设备中，在130°C、0.3MPa下热压固化200s成型；
[0030](6)将热压固化后的薄片型摩擦材料预制体置于烘箱中，在80°C — 110°C — 150°C温度梯度下分别保温50min、80min、120min进行热处理，获得最终的摩擦材料。
[0031]从图1可以看出，本实施例制备的湿式纤维增强树脂基摩擦材料呈薄片型，质地均匀。
[0032]实施例2:
[0033](I)称取短纤维共4kg，分别为木纤维0.5kg、玻璃纤维1.5kg、非石棉矿物纤维2kg，称取摩擦性能调节剂共2kg，分别为石墨0.3kg、铬铁矿粉0.5kg、萤石粉1.2kg，称取填料共10kg，分别为重晶石粉3kg、硅藻土 7kg，将所称取的粉状原材料依次加入到高速混料机中，开启设备混料；
[0034](2)待所有原材料混匀后，转入到捏合设备中，开启设备，分次加入酚醛树脂含量为50 %的酚醛树脂-乙醇溶液8kg反复捏合；
[0035](3)至所有材料捏合均匀后，铺于双辊辊压设备入口处，在出口引出薄片型材料，厚度为0.8mm;
[0036](4)将薄片型材料置于干燥处2天后晾干，冲裁得到所需薄片型摩擦材料预制体；
[0037](5)将薄片型摩擦材料预制体放入平板型热压设备中，在140°C、2MPa下热压固化500s成型；
[0038](6)将热压固化后的薄片型摩擦材料预制体置于烘箱中，在85°C — 110°C — 160°C温度梯度下分别保温60min、80min、130min进行热处理，获得最终的摩