[發(fā)明專利]一種納米鈦增強(qiáng)紙基摩擦材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310214204.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103321087A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹麗云;楊朝;李文斌;黃劍鋒;王文靜;費杰
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: D21H17/00
• 分類號: D21H17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)紙基摩擦材料的制備方法，特別涉及一種納米鈦增強(qiáng)紙基摩擦材料的制備方法。

背景技術(shù)

紙基摩擦材料是應(yīng)用于濕式離合器和制動器中的一種關(guān)鍵功能材料，其性能的優(yōu)劣直接影響著傳動裝置傳扭的穩(wěn)定性及行車的安全性。同時紙基摩察材料是一種多組分復(fù)合材料，通常有十多種材料組成。從功能上可將原料分為增強(qiáng)體、粘結(jié)體、摩察性能調(diào)節(jié)劑和填料四種，通常采用造紙的方式生產(chǎn)制造，故此稱其為“紙基”摩擦材料[任剛，鄧海金，李明．汽車技術(shù)，2004(11)：1-4．]。

影響紙基摩察材料性能因素眾多，其中，材料中增強(qiáng)體的性能和它與纖維之間的界面結(jié)合度是影響材料力學(xué)性能、摩察及磨損性能的重要因素之一。選擇好的增強(qiáng)體對于改善紙基摩察材料的力學(xué)性能、摩察及磨損性能具有重要意義。納米粉體因具有特殊的納米物理、化學(xué)效應(yīng)而表現(xiàn)出與常規(guī)材料顯著不同的優(yōu)異性能，因而受到人們的極大關(guān)注。但納米粒子粒徑小，表面能高，具有自發(fā)團(tuán)聚的趨勢，而團(tuán)聚的存在將大大影響納米粉體優(yōu)勢的發(fā)揮，因此如何改善納米粉體在液相介質(zhì)中的分散和穩(wěn)定性是十分重要的研究課題。

采用高分散、高穩(wěn)定性的納米粒子的懸乳液是減少團(tuán)聚的有效途徑。目前在各類納米粉體的研究中，對金屬粉末的分散很少研究，因此通過將均勻分散的金屬粉末懸乳液加入到紙基摩擦片中，以提高摩擦片的摩擦磨損性能，使它能夠應(yīng)用于更加苛刻、復(fù)雜的環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過添加分散均勻的納米鈦懸乳液來有效提高濕式摩擦材料的綜合性能。在較低的溫度下，添加分散均勻的納米鈦的懸乳液，通過鈦本身的金屬性和納米鈦的減震效果，以提高紙基摩擦片的摩察磨損性能和制動過程中的穩(wěn)定性的納米鈦增強(qiáng)紙基摩擦材料的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

步驟一：取1.0g～3.0g酚醛樹脂，溶解在200ml無水乙醇中，待酚醛樹脂充分溶解后靜置20h～30h，封口保存，得到A溶液；

步驟二：將0.5～8.0g直徑為30～100nm的多壁碳納米管分散在250ml質(zhì)量濃度為0.5%～3.0%的十二烷基硫酸鈉（SDS）水溶液中，超聲波分散40～60min得碳納米管懸浮液B；

步驟三：將納米鈦分散在體積比為3:1～5:1的乙醇和油酸鈉的混合液中配制鈦濃度為5%～20%的納米鈦懸乳液200ml，超聲波分散20～40min，得溶漿C；

步驟四：取12～20g直徑為8～15um的短切碳纖維、5～12g打漿度為75～90°SR的竹纖維和能夠完全分散上述原料的水，將其分散在水中得混合懸浮液D；

步驟五：將溶漿C和懸浮液D混合，得懸浮液E，然后繼續(xù)超聲30～60min，然后再將懸浮液B倒入懸浮液E中，得懸浮液F，在振蕩器上震蕩10～30min，封口保存；

步驟六：將懸浮液F倒入疏解機(jī)中分散1000～3000r，取出疏解后的懸浮液F，在抄片機(jī)上抄片并干燥，得到樣片G；

步驟七：先將樣片G放入真空抽濾器中，然后將A溶液緩慢勻速注入，等待40min～80min使A溶液浸透樣片G，拿出樣片G烘干，于硫化機(jī)上熱壓成型，控制硫化機(jī)的熱壓溫度為120～180℃，熱壓時間為350s～600s，熱壓壓力為5～12MPa，即得到摩擦磨損性能穩(wěn)定的納米鈦增強(qiáng)紙基摩擦材料。

本方法通過分散混合工藝將納米鈦懸乳液加入到紙漿混合物中，以使紙基摩察材料透過鈦的金屬性增強(qiáng)紙基摩察材料的耐磨性以及提高紙基摩察材料的摩察系數(shù)，然后再通過熱壓硫化工藝使各個組分之間結(jié)合的更加緊密，從而起到增韌的作用。

有益的效果：

本發(fā)明的有益效果是通過均勻分散混合工藝，使納米鈦在紙基摩察材料基體中均勻分散，促使納米鈦的特性在摩擦片中充分發(fā)揮出來，再通過熱壓硫化工藝使納米鈦和基體的各個組分之間有效的結(jié)合，也可以使酚醛樹脂均勻有效的滲入摩擦片基體的內(nèi)部發(fā)生固化，使本產(chǎn)品的摩察磨損性能得到提高并且使機(jī)動車在制動的過程中更加穩(wěn)定。

具體實施方式

實施例1：

步驟一：取1.0g酚醛樹脂，溶解在200ml無水乙醇中，待酚醛樹脂充分溶解后靜置20h～30h，封口保存，得到A溶液；

步驟二：將0.5g直徑為30～100nm的多壁碳納米管分散在250ml質(zhì)量濃度為0.5%的十二烷基硫酸鈉（SDS）水溶液中，超聲波分散40～60min得碳納米管懸浮液B；

步驟三：將納米鈦分散在體積比為3:1的乙醇和油酸鈉的混合液中配制鈦濃度為5%的納米鈦懸乳液200ml，超聲波分散20～40min，得溶漿C；