[發(fā)明專利]一種稀土改性紙基摩擦材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310476291.7
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103541267A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃劍鋒;李文斌;楊朝;王文靜;費杰;曹麗云
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: D21H13/50
• 分類號: D21H13/50;D21H17/68;D21H17/48;D21H17/00;D21H17/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于摩擦材料領(lǐng)域，涉及一種改性紙基摩擦材料的制備方法，特別涉及一種稀土改性紙基摩擦材料的制備方法。

背景技術(shù)

濕式摩擦材料指工作于潤滑介質(zhì)（主要是潤滑油）中的摩擦材料，主要應(yīng)用于自動變速器、差速器、扭矩管理器和同步器等濕式傳動系統(tǒng)中[P.Marklund,R.Larsson.Tribology?International,2008,41:824–830.]。由于使用條件不同，傳動系統(tǒng)的速度、壓力和載荷差別很大，單一某種材料難以滿足所有工況使用要求，從而發(fā)展出多種濕式摩擦材料，主要包括軟木橡膠基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、紙基摩擦材料和碳/碳復(fù)合材料等。

紙基摩擦材料主要由纖維、粘結(jié)劑、填料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑等組成，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.]。由于其具有摩擦系數(shù)高、摩擦性能穩(wěn)定、動靜摩擦系數(shù)比可調(diào)、耐磨損性能良好、能量吸收能力高等諸多優(yōu)良性能而被廣泛應(yīng)用各類重型車輛和工程機械的濕式離合器和制動器中，特別是作為汽車自動變速器中濕式離合器的摩擦片材料。隨著車輛向高速、重載荷、輕污染等方向發(fā)展，對紙基材料的發(fā)展也提出了更高的要求，研究者們已經(jīng)在紙基材料組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面做出了一些努力和成效[Kim?S?J，Cho?M?H，Lim?D?S，et?al.Wear，2001，(251):1484～1491]。稀土元素電負性低，在摩擦表面易形成富集。稀土對碳氮共滲有催滲作用，使?jié)B層表現(xiàn)出極好的耐磨抗蝕性[薛茂權(quán)，熊黨生，閆杰.稀土潤滑材料的摩擦學(xué)研究[J].稀有金屬，2004,28(1):248-251]。在聚合物中添加稀土化合物，可以顯著改善其物理機械性能及耐磨性。熊黨生等[熊黨生，陳磊，王振中.La₂O₃填充PA1010復(fù)合材料的摩擦磨損性能[J].中國有色金屬學(xué)報，2001,11(4):611-615]考察了含不同稀土化合物的尼龍1010復(fù)合材料的摩擦磨損性能，認為稀土化合物在摩擦過程中產(chǎn)生分解并發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，增強轉(zhuǎn)移膜與偶件表面之間的結(jié)合力，從而改善復(fù)合材料的耐磨性。薛玉君、程先華[Xue?Y?J,Cheng?X?H.Tensile?properties?of?glass?fiber?reinforced?PTFE?using?a?rare-earth?surface?modifier[J].Journal?of?Materials?Science?Letters,2001,20(18):1729-1731]研究了稀土表面改性對玻璃纖維增強PTFE復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過稀土改性的玻璃纖維填充PTFE復(fù)合材料的耐磨性能最好，摩擦系數(shù)和摩擦表面溫度最低，主要以粘著和輕微的磨粒磨損為主；稀土處理增加了玻璃纖維與聚合物之間的粘合性能，改變了材料內(nèi)部的相結(jié)構(gòu)。目前，有關(guān)稀土化合物的特性及其在摩擦學(xué)中的應(yīng)用研究已經(jīng)開展了大量工作，并取得一定的進展，但也存在一些問題值得深入研究。例如，除了玻璃纖維之外，稀土對其他無機纖維進行表面改性處理的效果；稀土表面處理對無機纖維增強樹脂基復(fù)合材料界面的作用機理；稀土改善復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的機制等。同時稀土化合物還沒有應(yīng)用在紙基摩擦材料中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種稀土改性紙基摩擦材料的制備方法，該方法工藝簡單易控，能夠通過添加稀土元素提高紙基摩擦材料的摩擦性能。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟一：將每0.7g～3.0g的腰果殼油改性酚醛樹脂溶解在每50～100mL的無水乙醇中，得酚醛樹脂溶液，靜置，封口保存，得到A溶液；

步驟二：將每0.5～8g的多壁碳納米管分散在每100～500mL的十二烷基磺酸鈉水溶液中，攪拌至多壁碳納米管分散均勻，得懸浮液B；再向每100～500mL的懸浮液B中加入50～100mL的質(zhì)量濃度為1%～4%的稀土元素的硝酸鹽溶液，得到懸浮液C；

步驟三：向每50～100mL的水中加入6～14g的短切碳纖維、5～12g的竹纖維和1～5g的硅藻土，分散均勻，得混合溶液，再將懸浮液C加入到混合溶液中得D溶液，其中每加入6～14g短切碳纖維時加入80～400g懸浮液C；

步驟四：將D溶液進行疏解，然后將疏解后的D溶液抄片并干燥，得到樣片；或者將疏解后的D溶液進行抽濾，將濾餅干燥，得到樣片；

步驟五：將樣片浸漬于A溶液后取出晾干，然后熱壓成型，即得到稀土改性紙基摩擦材料。