一种纸基摩擦材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纸基摩擦材料的制备方法，属于纸基摩擦材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002]纸基摩擦材料一般工作于润滑油介质中。为了获得良好的传扭和制动效果，纸基摩擦材料要求有较高的热稳定性、良好的物理力学性能、高而稳定的动摩擦系数、较低的静摩擦系数和较小的磨损率，而这些性能的获得依赖于材料的组成，也依赖于材料界面组织结构、孔隙率及回弹性。所以，纸基摩擦材料通常由增强纤维、摩擦性能调节剂、粘结剂和填料组成。在纸基摩擦材料用增强纤维和粘结剂中，可选择的增强纤维和粘结剂种类较多，但它们的耐热性、柔韧性、物理力学性能、摩擦和磨损性能差异较大，采用不同的增强纤维和粘结剂会导致纸基摩擦材料在摩擦磨损性能和物理/力学性能上的差异。
[0003]尽管高性能纤维，如芳纶、碳纤维等具有较高的力学性能、耐摩擦性能和耐热性，但由于其表面疏水性较大，因此在纸页成型过程中很难分散在水相介质中，当与植物纤维配抄时，极易导致纸页匀度变差，并且由于其纤维表面呈现较强的化学惰性，在纸页后期浸渍增强树脂后，此类纤维与增强基体树脂之间的界面结合较弱，使最终成型的纸基摩擦材料的力学性能、摩擦性能以及磨损均不够理想，在摩擦材料使用过程中很容易导致在外界应力作用下纤维/树脂之间的界面破坏，以致出现综合性能急剧下降的现象。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前纤维由于其表面疏水性能较大，很难分散在水相介质中，导致其均匀度变差，使其呈现较强的化学惰性，而使得其摩擦性能较差，磨损率高的问题，提供一种将纤维经氧化、炭化及洗涤，并经与淀粉混合，而水解生成的氨基酸与氢氧化钠反应，生成氨基酸纳，再经氨化，盐析，热压处理即可。本发明制备的纸基摩擦材料材料具有较高的力学性能和摩擦性能，以及大大降低了其磨损率。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)将聚丙烯腈基碳纤维，竹纤维与酚醛基碳纤维按质量比1:1:2进行混合后，置于质量分数为10%的双氧水中浸泡40?50min后，向其加入碳纤维混合物质量2?3%的质量分数为60 %的浓硫酸，对其搅拌混合，反应10?15min，对其过滤，收集过滤物，并用去离子水对其洗涤2?3次，至其pH值为6.5?7.0 ；
(2)将上述洗涤后的过滤物与蒸馏水按1:2进行混合后，向其加入过滤物质量50?60%的淀粉，对其搅拌均匀后，向其加入淀粉质量30?40 %的淀粉酶，并对其进行密闭反应，控制温度为35?37°C，反应30?45min后，使其自然冷却至室温，得氨基酸混合浊液；
(3)取30?40g的氢氧化钠与350?400mL的质量分数为30%的乙醇溶液进行搅拌，直至氢氧化钠完全溶解于乙醇溶液中，并对其加热升温，控制温度为40?50°C，在加热的同时，将上述制备的氨基酸混合浊液加入其中，加入的量与氢氧化钠乙醇溶液的体积比1:1，并对其搅拌反应40?50min; (4)待反应完成后，向其加入上述混合浊液质量30?40%的质量分数为10%的氨水溶液，对其搅拌均匀后，向其加入质量分数为30%的氯化钠溶液，对其搅拌均匀后，过滤，得过滤物，将过滤物置于低温干燥机中干燥，得干燥混合物；
(5)将上述制备的干燥混合物进行热固化和热压处理，控制热压温度为150?200°C，压力为10?15MPa，热压时间为30?40min，待处理完成后，使其自然冷却至室温，即可制备得纸基摩擦材料。
[0006]本发明的应用方法:将上述制备的纸基摩擦材料适用于差速器闭锁离合器、停车制动器以及要求高静摩擦系数的其他应用。测其动摩擦系数为1.3?1.4，稳定系数96?98%，磨损率降低至1.3X 10一8。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的纸基摩擦材料动摩擦系数为1.3?1.4，稳定系数96?98%，磨损率降低至 1.3X10—8;
(2)制备步骤简单，所需成本低。
【具体实施方式】
[0008]首先将聚丙烯腈基碳纤维，竹纤维与酚醛基碳纤维按质量比1:1:2进行混合后，置于质量分数为10%的双氧水中浸泡40?50min后，向其加入碳纤维混合物质量2?3%的质量分数为60 %的浓硫酸，对其搅拌混合，反应10?15min，对其过滤，收集过滤物，并用去离子水对其洗涤2?3次，至其pH值为6.5?7.0 ；
再将上述洗涤后的过滤物与蒸馏水按1: 2进行混合后，向其加入过滤物质量50?60%的淀粉，对其搅拌均匀后，向其加入淀粉质量30?40 %的淀粉酶，并对其进行密闭反应，控制温度为35?37°C，反应30?45min后，使其自然冷却至室温，得氨基酸混合浊液;再取30?40g的氢氧化钠与350?400mL的质量分数为30%的乙醇溶液进行搅拌，直至氢氧化钠完全溶解于乙醇溶液中，并对其加热升温，控制温度为40?50 0C，在加热的同时，将上述制备的氨基酸混合浊液加入其中，加入的量与氢氧化钠乙醇溶液的体积比1:1，并对其搅拌反应40?50min;
待反应完成后，向其加入上述混合浊液质量30?40%的质量分数为10%的氨水溶液，对其搅拌均匀后，向其加入质量分数为30%的氯化钠溶液，对其搅拌均匀后，过滤，得过滤物，将过滤物置于低温干燥机中干燥，得干燥混合物;将上述制备的干燥混合物进行热固化和热压处理，控制热压温度为150?200°C，压力为10?15MPa，热压时间为30?40min，待处理完成后，使其自然冷却至室温，即可制备得纸基摩擦材料。
[0009]实例I
首先将聚丙烯腈基碳纤维，竹纤维与酚醛基碳纤维按质量比1:1:2进行混合后，置于质量分数为10 %的双氧水中浸泡50min后，向其加入碳纤维混合物质量3 %的质量分数为60 %的浓硫酸，对其搅拌混合，反应15min，对其过滤，收集过滤物，并用去离子水对其洗涤3次，至其PH值为7.0;再将上述洗涤后的过滤物与蒸馏水按1: 2进行混合后，向其加入过滤物质量60 %的淀粉，对其搅拌均匀后，向其加入淀粉质量40 %的淀粉酶，并对其进行密闭反应，控制温度为37°C，反应45min后，使其自然冷却至室温，得氨基酸混合浊液;再取40g的氢氧化钠与400mL的质量分数为30%的乙醇溶液进行搅拌，直至氢氧化钠完全溶解于乙醇溶液中，并对其加热升温，控制温度为500