本发明属于制动装置技术领域，具体地，涉及一种用于制动离合装置的摩擦块及其制备方法。
背景技术：
在整个汽车工业中，制动离合装置是一种举足轻重、不可缺少的零部件，如果缺少它，汽车在公路上的行驶安全将无法保障，况且，该产品既是安全件，又是易损件。在正常情况下一辆车每年至少要更换一次。用于制动离合装置的摩擦块主要材料以各种纤维(石棉、复合纤维、陶瓷纤维、钢纤维、铜纤维、芳纶纤维等)为基材，以树脂为粘合剂混入有机和无机粉状填料粘合而成。
现有技术中公开了一种高分子量热固性二甲苯甲醛树脂制备方法及其应用，该树脂几乎不含氧，是一种固体，可与木粉、棉纤维、玻璃纤维、碳纤维以及各种助剂复合制备复合材料，但制备工艺复杂、苛刻。现有技术中还公开了二甲苯甲醛树脂、苯酚、甲醛在草酸催化条件下制备酚改性二甲苯甲醛树脂的方法，但所获酚改性二甲苯甲醛树脂的固化温度高，固化时间长，其应用受到限制。
摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。现有的用于摩擦块的摩擦材料比较简单，热稳定性和摩擦系数低，不耐高温，不耐磨使用寿命低。
技术实现要素：
发明目的：为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种用于制动离合装置的摩擦块，热稳定性和耐磨性能、强度、硬度、耐高温性能，耐冲刷能力、耐腐蚀性能在内的综合性能好，使用寿命更长。
本发明所采用的技术方案：本发明提供了一种用于制动离合装置的摩擦块，所述用于制动离合装置的摩擦块由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂40~45份、丁腈橡胶粉15~20份、增强纤维10~16份、溶剂18~30份、固化剂5~8份、摩擦改性剂8~20份、耐磨填料10~14份、脱模剂2~5份、颜料1~4份。
进一步的，所述用于制动离合装置的摩擦块由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂45份、丁腈橡胶粉15份、增强纤维16份、溶剂30份、固化剂7份、摩擦改性剂18份、耐磨填料14份、脱模剂3份、颜料3份。
进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂，是由以下重量份的原料制成：二甲苯甲醛树脂100份、苯酚50～60份、双酚a10～30份、多聚甲醛10～20份、催化剂0.1～1份、去离子水10~20份。
更进一步的，所述催化剂为硼酸、盐酸、草酸、对甲苯磺酸或一种或至少两种的混合物。
更进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：a、将加热融化的二甲苯甲醛树脂、熔化的苯酚、双酚a加入反应釜中，加入催化剂0.1~1份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在130~150℃下保持3~5h；b、降温，加入多聚甲醛和剩余另一半量的催化剂，升温至130~150℃，保温1~3h；c、减压脱除未反应物和水即得到二甲苯改性酚醛树脂。
进一步的，所述增强纤维包括碳纤维和芳香聚酰胺纤维，所述碳纤维和芳香聚酰胺纤维的平均纤维长度，优选在5～100mm的范围内，单丝数优选在800～10,000根的范围内。
进一步的，所述溶剂为乙醇和甲基异丁基酮的混合物；所述固化剂为乌洛托品。
进一步的，所述摩擦改性剂为sialon陶瓷粉和碳化硅超细粉的混合物。所述sialon陶瓷粉是以高岭土为原料制备的，晶相由90~95%的β′-sialon和5-10％的莫来石相组成。
进一步的，所述耐磨填料包括滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼、钇离子改性纳米二硼化钛。
更进一步的，所述钇离子改性纳米二硼化钛的制备方法包括如下步骤：a、称取一定量的硝酸钇、乙二醇溶液，将硝酸钇加入至乙二醇溶液中，制成溶液a；b、将纳米二硼化钛、溶液a放入到盛有浓硝酸的烧杯中，将烧杯置于80℃的水浴锅中，反应2h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph值达到7，过滤洗涤，得改性纳米二硼化钛；c、将改性纳米二硼化钛放入90℃的真空干燥箱中干燥2h，粉碎研磨过600目筛，得钇离子改性纳米二硼化钛。步骤a中硝酸钇、乙二醇溶液的质量比为1：2。步骤b中纳米二硼化钛、溶液a、浓硝酸的质量比为1：4：1.2。
进一步的，所述颜料为苯胺黑、油黑、氧化铁红、钛白粉、氧化铬绿中的一种或至少两种。
进一步的，所述的一种用于制动离合装置的摩擦块的制备方法，包括如下步骤：（1）按照组分配方将各原料准备妥当，然后将耐磨填料、脱模剂、颜料的粉状物通过混料机进行共磨，混合均匀，制成共磨粉待用；（2）将二甲苯改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉、增强纤维、溶剂、乌洛托品、摩擦改性剂充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂溶液；（3）将二甲苯改性酚醛树脂溶液预浸共磨粉，然后放在烘干箱中在110~120℃下干燥3h得预浸料；（4）将预浸料称量后置于冷压模具上冷压成型，然后在热压机两电机板间加热、热压三个循环使预浸料固化，热压机的加热温度为180~200℃，热压压力20~40mpa，热压时间为10~20min；（5）最后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料摩擦块。
本发明的有益效果是：
本发明通过使用上述特殊耐磨耐高温的配方得到的用于制动离合装置的摩擦块成品，一方面从成分上改进强化，另一方面从制备方法上进行改进强化，强强联合，大幅度提高了摩擦块的包括热稳定性和耐磨性能、强度、硬度、耐高温性能，耐冲刷能力、耐腐蚀性能在内的综合性能，使摩擦块在用于制动离合装置中的使用寿命更长。具体地，（1）配方中使用二甲苯改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉，添加增强纤维、摩擦改性剂、耐磨填料，通过有机材料和无机材料复合，协同作用，有效改善摩擦块的综合性能；（2）配方中使用的二甲苯改性酚醛树脂具有固化温度低、固化速度快的优点，使用该二甲苯改性酚醛树脂制备的摩擦块具有优异的耐高温潮湿性能和耐摩擦磨损性能，作为制动离合装置中的摩擦块，其使用寿命大大增长。（3）配方中的摩擦改性剂中加入了耐高温、强度高、硬度高的sialon陶瓷粉、碳化硅超细粉，提高了抗热震性能、耐冲刷能力、耐腐蚀性能，大幅度提高摩擦块的强度和硬度；（4）配方中的耐磨填料中加入了钇离子改性二硼化钛，与滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼协同作用，提高了材料的摩擦系数，使摩擦块的耐磨性能和热稳定性有效提高；（5）制备摩擦块的方法简单、各组分间相容性好、混合均匀、生产效率高、成本低。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1：
一种用于制动离合装置的摩擦块，由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂45份、丁腈橡胶粉15份、增强纤维16份、溶剂30份、固化剂8份、摩擦改性剂20份、耐磨填料15份、脱模剂5份、颜料4份。
进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂，是由以下重量份的原料制成：二甲苯甲醛树脂100份、苯酚50份、双酚a15份、多聚甲醛16份、催化剂1份、去离子水16份。
更进一步的，所述催化剂为硼酸、盐酸的混合物。
更进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：a、将加热融化的二甲苯甲醛树脂、熔化的苯酚、双酚a加入反应釜中，加入催化剂1份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在150℃下保持4h；b、降温，加入多聚甲醛和剩余另一半量的催化剂，升温至150℃，保温1h；c、减压脱除未反应物和水即得到二甲苯改性酚醛树脂。
进一步的，所述增强纤维包括碳纤维和芳香聚酰胺纤维，所述碳纤维和芳香聚酰胺纤维的平均纤维长度，优选在5～100mm的范围内，单丝数优选在800～10,000根的范围内。
进一步的，所述溶剂为乙醇和甲基异丁基酮的混合物；所述固化剂为乌洛托品。
进一步的，所述摩擦改性剂为sialon陶瓷粉和碳化硅超细粉的混合物。
所述sialon陶瓷粉是以高岭土为原料制备的，晶相由90~95%的β′-sialon和5-10％的莫来石相组成
进一步的，所述耐磨填料包括滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼、钇离子改性纳米二硼化钛。
更进一步的，所述钇离子改性纳米二硼化钛的制备方法包括如下步骤：a、称取一定量的硝酸钇、乙二醇溶液，将硝酸钇加入至乙二醇溶液中，制成溶液a；b、将纳米二硼化钛、溶液a放入到盛有浓硝酸的烧杯中，将烧杯置于80℃的水浴锅中，反应2h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph值达到7，过滤洗涤，得改性纳米二硼化钛；c、将改性纳米二硼化钛放入90℃的真空干燥箱中干燥2h，粉碎研磨过600目筛，得钇离子改性纳米二硼化钛。步骤a中硝酸钇、乙二醇溶液的质量比为1：2。步骤b中纳米二硼化钛、溶液a、浓硝酸的质量比为1：4：1.2。
进一步的，所述颜料为苯胺黑、油黑、氧化铁红、钛白粉、氧化铬绿中的一种或至少两种。
进一步的，所述的一种用于制动离合装置的摩擦块的制备方法，包括如下步骤：（1）按照组分配方将各原料准备妥当，然后将耐磨填料、脱模剂、颜料的粉状物通过混料机进行共磨，混合均匀，制成共磨粉待用；（2）将二甲苯改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉、增强纤维、溶剂、乌洛托品、摩擦改性剂充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂溶液；（3）将二甲苯改性酚醛树脂溶液预浸共磨粉，然后放在烘干箱中在120℃下干燥3h得预浸料；（4）将预浸料称量后置于冷压模具上冷压成型，然后在热压机两电机板间加热、热压三个循环使预浸料固化，热压机的加热温度为200℃，热压压力20~40mpa，热压时间为15min；（5）最后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料摩擦块。
实施例2：
一种用于制动离合装置的摩擦块，由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂43份、丁腈橡胶粉17份、增强纤维12份、溶剂26份、固化剂7份、摩擦改性剂16份、耐磨填料13份、脱模剂4份、颜料3份。
进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂，是由以下重量份的原料制成：二甲苯甲醛树脂100份、苯酚60份、双酚a30份、多聚甲醛20份、催化剂0.8份、去离子水20份。
更进一步的，所述催化剂为硼酸、草酸、对甲苯磺酸的混合物。
更进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：a、将加热融化的二甲苯甲醛树脂、熔化的苯酚、双酚a加入反应釜中，加入催化剂0.8份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在130℃下保持4h；b、降温，加入多聚甲醛和剩余另一半量的催化剂，升温至130℃，保温2h；c、减压脱除未反应物和水即得到二甲苯改性酚醛树脂。
进一步的，所述增强纤维包括碳纤维和芳香聚酰胺纤维，所述碳纤维和芳香聚酰胺纤维的平均纤维长度，优选在5～100mm的范围内，单丝数优选在800～10,000根的范围内。
进一步的，所述溶剂为乙醇和甲基异丁基酮的混合物；所述固化剂为乌洛托品。
进一步的，所述摩擦改性剂为sialon陶瓷粉和碳化硅超细粉的混合物。
所述sialon陶瓷粉是以高岭土为原料制备的，晶相由90~95%的β′-sialon和5-10％的莫来石相组成
进一步的，所述耐磨填料包括滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼、钇离子改性纳米二硼化钛。
更进一步的，所述钇离子改性纳米二硼化钛的制备方法包括如下步骤：a、称取一定量的硝酸钇、乙二醇溶液，将硝酸钇加入至乙二醇溶液中，制成溶液a；b、将纳米二硼化钛、溶液a放入到盛有浓硝酸的烧杯中，将烧杯置于80℃的水浴锅中，反应2h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph值达到7，过滤洗涤，得改性纳米二硼化钛；c、将改性纳米二硼化钛放入90℃的真空干燥箱中干燥2h，粉碎研磨过600目筛，得钇离子改性纳米二硼化钛。步骤a中硝酸钇、乙二醇溶液的质量比为1：2。步骤b中纳米二硼化钛、溶液a、浓硝酸的质量比为1：4：1.2。
进一步的，所述颜料为苯胺黑、油黑、氧化铁红、钛白粉、氧化铬绿中的一种或至少两种。
进一步的，所述的一种用于制动离合装置的摩擦块的制备方法，包括如下步骤：（1）按照组分配方将各原料准备妥当，然后将耐磨填料、脱模剂、颜料的粉状物通过混料机进行共磨，混合均匀，制成共磨粉待用；（2）将二甲苯改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉、增强纤维、溶剂、乌洛托品、摩擦改性剂充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂溶液；（3）将二甲苯改性酚醛树脂溶液预浸共磨粉，然后放在烘干箱中在110℃下干燥3h得预浸料；（4）将预浸料称量后置于冷压模具上冷压成型，然后在热压机两电机板间加热、热压三个循环使预浸料固化，热压机的加热温度为200℃，热压压力20~40mpa，热压时间为10min；（5）最后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料摩擦块。
实施例3：
一种用于制动离合装置的摩擦块，由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂42份、丁腈橡胶粉18份、增强纤维14份、溶剂22份、固化剂6份、摩擦改性剂12份、耐磨填料12份、脱模剂3份、颜料2份。
进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂，是由以下重量份的原料制成：二甲苯甲醛树脂100份、苯酚58份、双酚a10份、多聚甲醛14份、催化剂0.5份、去离子水14份。
更进一步的，所述催化剂为盐酸、对甲苯磺酸的混合物。
更进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：a、将加热融化的二甲苯甲醛树脂、熔化的苯酚、双酚a加入反应釜中，加入催化剂0.5份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在140℃下保持5h；b、降温，加入多聚甲醛和剩余另一半量的催化剂，升温至140℃，保温3h；c、减压脱除未反应物和水即得到二甲苯改性酚醛树脂。
进一步的，所述增强纤维包括碳纤维和芳香聚酰胺纤维，所述碳纤维和芳香聚酰胺纤维的平均纤维长度，优选在5～100mm的范围内，单丝数优选在800～10,000根的范围内。
进一步的，所述溶剂为乙醇和甲基异丁基酮的混合物；所述固化剂为乌洛托品。
进一步的，所述摩擦改性剂为sialon陶瓷粉和碳化硅超细粉的混合物。
所述sialon陶瓷粉是以高岭土为原料制备的，晶相由90~95%的β′-sialon和5-10％的莫来石相组成
进一步的，所述耐磨填料包括滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼、钇离子改性纳米二硼化钛。
更进一步的，所述钇离子改性纳米二硼化钛的制备方法包括如下步骤：a、称取一定量的硝酸钇、乙二醇溶液，将硝酸钇加入至乙二醇溶液中，制成溶液a；b、将纳米二硼化钛、溶液a放入到盛有浓硝酸的烧杯中，将烧杯置于80℃的水浴锅中，反应2h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph值达到7，过滤洗涤，得改性纳米二硼化钛；c、将改性纳米二硼化钛放入90℃的真空干燥箱中干燥2h，粉碎研磨过600目筛，得钇离子改性纳米二硼化钛。步骤a中硝酸钇、乙二醇溶液的质量比为1：2。步骤b中纳米二硼化钛、溶液a、浓硝酸的质量比为1：4：1.2。
进一步的，所述颜料为苯胺黑、油黑、氧化铁红、钛白粉、氧化铬绿中的一种或至少两种。
进一步的，所述的一种用于制动离合装置的摩擦块的制备方法，包括如下步骤：（1）按照组分配方将各原料准备妥当，然后将耐磨填料、脱模剂、颜料的粉状物通过混料机进行共磨，混合均匀，制成共磨粉待用；（2）将二甲苯改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉、增强纤维、溶剂、乌洛托品、摩擦改性剂充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂溶液；（3）将二甲苯改性酚醛树脂溶液预浸共磨粉，然后放在烘干箱中在120℃下干燥3h得预浸料；（4）将预浸料称量后置于冷压模具上冷压成型，然后在热压机两电机板间加热、热压三个循环使预浸料固化，热压机的加热温度为190℃，热压压力20~40mpa，热压时间为20min；（5）最后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料摩擦块。
实施例4：
一种用于制动离合装置的摩擦块，由包括以下重量份的原料制成：二甲苯改性酚醛树脂40份、丁腈橡胶粉20份、增强纤维10份、溶剂18份、固化剂5份、摩擦改性剂8份、耐磨填料10份、脱模剂2份、颜料1份。
进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂，是由以下重量份的原料制成：二甲苯甲醛树脂100份、苯酚55份、双酚a20份、多聚甲醛10份、催化剂0.1份、去离子水10份。
更进一步的，所述催化剂为硼酸、盐酸、对甲苯磺酸的混合物。
更进一步的，所述二甲苯改性酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：a、将加热融化的二甲苯甲醛树脂、熔化的苯酚、双酚a加入反应釜中，加入催化剂0.1份的一半量，并缓慢加热至沸腾回流，然后在140℃下保持3h；b、降温，加入多聚甲醛和剩余另一半量的催化剂，升温至140℃，保温2h；c、减压脱除未反应物和水即得到二甲苯改性酚醛树脂。
进一步的，所述增强纤维包括碳纤维和芳香聚酰胺纤维，所述碳纤维和芳香聚酰胺纤维的平均纤维长度，优选在5～100mm的范围内，单丝数优选在800～10,000根的范围内。
进一步的，所述溶剂为乙醇和甲基异丁基酮的混合物；所述固化剂为乌洛托品。
进一步的，所述摩擦改性剂为sialon陶瓷粉和碳化硅超细粉的混合物。
所述sialon陶瓷粉是以高岭土为原料制备的，晶相由90~95%的β′-sialon和5-10％的莫来石相组成
进一步的，所述耐磨填料包括滑石粉，碳酸钙、碳化铝、二硫化钼、钇离子改性纳米二硼化钛。
更进一步的，所述钇离子改性纳米二硼化钛的制备方法包括如下步骤：a、称取一定量的硝酸钇、乙二醇溶液，将硝酸钇加入至乙二醇溶液中，制成溶液a；b、将纳米二硼化钛、溶液a放入到盛有浓硝酸的烧杯中，将烧杯置于80℃的水浴锅中，反应2h，之后用去离子水对表面进行洗涤，直到ph值达到7，过滤洗涤，得改性纳米二硼化钛；c、将改性纳米二硼化钛放入90℃的真空干燥箱中干燥2h，粉碎研磨过600目筛，得钇离子改性纳米二硼化钛。步骤a中硝酸钇、乙二醇溶液的质量比为1：2。步骤b中纳米二硼化钛、溶液a、浓硝酸的质量比为1：4：1.2。
进一步的，所述颜料为苯胺黑、油黑、氧化铁红、钛白粉、氧化铬绿中的一种或至少两种。
进一步的，所述的一种用于制动离合装置的摩擦块的制备方法，包括如下步骤：（1）按照组分配方将各原料准备妥当，然后将耐磨填料、脱模剂、颜料的粉状物通过混料机进行共磨，混合均匀，制成共磨粉待用；（2）将二甲苯改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉、增强纤维、溶剂、乌洛托品、摩擦改性剂充分混合均匀制得二甲苯改性酚醛树脂溶液；（3）将二甲苯改性酚醛树脂溶液预浸共磨粉，然后放在烘干箱中在110℃下干燥3h得预浸料；（4）将预浸料称量后置于冷压模具上冷压成型，然后在热压机两电机板间加热、热压三个循环使预浸料固化，热压机的加热温度为180℃，热压压力20~40mpa，热压时间为20min；（5）最后冷却、脱模、加工热处理、机加工得到二甲苯改性酚醛树脂基复合材料摩擦块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。