[發明專利]一種碳布增強濕式摩擦材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410127213.0
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103897334A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 費杰;王洪坤;黃劍鋒;曹麗云;歐陽海波;李翠艷
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08K9/02;C08K7/06;C08K3/04;C08J5/14;C09K3/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明屬于摩擦材料領域，涉及一種碳布增強濕式摩擦材料的制備方法。

背景技術

濕式摩擦材料是指工作于潤滑油、潤滑脂等潤滑介質中的摩擦材料，用于實現裝置的傳扭制動功能。主要應用于汽車自動變速器、差速器、同步器、扭矩管理器以及其它濕式離合器中。

碳布由預氧化的聚丙烯腈纖維織物經炭化或碳纖維經紡織而成，其不但具有高承載壓力和優異摩擦學性能，而且具有碳纖維的自潤滑、高比模量、高比強度、耐高溫、耐腐蝕、低熱膨脹系數和高導熱等一系列優點。文獻“公開號為CN102757621A的中國專利”公開了一種濕式復合摩擦材料及其制備方法，摩擦材料的組分包括：作為材料骨架的炭纖維布、熱固性樹脂、固化劑和摩擦性能調節劑。制備方法為將丙酮或無水乙醇作為溶劑、酚醛樹脂、乙二胺和陶瓷顆粒一次混合并進行超聲波分散，制成混合均勻、粘度適中的浸漬液，然后浸漬炭纖維布，干燥后對炭纖維布進行熱壓固化及后續固化熱處理。但是其使用的炭纖維布未經任何處理，其碳纖維表面缺乏活性官能團，表面能低，表面惰性大，與基體樹脂間的界面結合性差，界面存在較多缺陷，限制了碳纖維增強復合材料的優異性能的發揮。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳布增強濕式摩擦材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案。

在水熱條件下利用濃硝酸對碳布進行氧化處理，將氧化處理后的碳布在改性酚醛樹脂溶液中進行浸漬，浸漬后再經過熱壓成型得到碳布增強濕式摩擦材料。

所述氧化處理前對碳布進行預處理，預處理的方法包括以下步驟：將碳布浸泡于丙酮或乙醇中進行清洗，然后晾干。

所述改性酚醛樹脂溶液為質量分數20-40%的改性酚醛樹脂無水乙醇溶液。

所述氧化處理的條件為：控制溫度為80-120℃，處理時間為1-4小時。

所述碳布增強濕式摩擦材料的制備方法具體包括以下步驟：

步驟1：將75-200g改性酚醛樹脂加入300mL無水乙醇中，然后攪拌1-3小時，攪拌后靜置24小時，獲得溶液A；

步驟2：將碳布裁剪成5cm*7cm的長方形狀，然后放于丙酮中浸泡24小時后取出，然后晾干得樣品A；

步驟3：將樣品A和50mL濃硝酸放入水熱反應釜中后將所述水熱反應釜放到均相反應器中，然后控制溫度為80-120℃反應1-4小時，反應結束后取出水熱反應釜中的碳布，并用去離子水進行清洗，然后于60-100℃下烘干得樣品B；

步驟4：將樣品B置于溶液A中8-10分鐘后取出，然后晾干得樣品C；

步驟5：將樣品C置于硫化機上熱壓成型，得到碳布增強濕式摩擦材料。

所述熱壓成型的條件為：熱壓溫度為160℃，熱壓時間為5-10分鐘，熱壓壓力為5-8MPa。

所述碳布（即碳纖維布）的機織類型是平紋、斜紋或緞紋；碳布的規格是1K、3K、6K或12K。

所述改性酚醛樹脂是腰果殼油改性酚醛樹脂、丁腈橡膠改性酚醛樹脂或者硼改性酚醛樹脂。

本發明的有益效果體現在：

本發明將碳布在水熱條件下進行氧化處理后浸漬改性酚醛樹脂，然后熱壓成型，該方法具有設備簡單、高效、腐蝕均勻和制備的碳布表面含氧官能團多等優點，減少了碳布與樹脂基體間孔隙數量，從而改善了碳布與樹脂基體的結合，是一種低成本、低能耗、高效率、操作簡單、條件可控的制備方法。

附圖說明

圖1為碳纖維對比圖，其中（a）為未經濃硝酸氧化處理碳纖維表面微觀形貌，（b）為水熱溫度為120℃條件下濃硝酸氧化處理碳纖維表面微觀形貌（實施例4）；

圖2為未經濃硝酸氧化處理碳布制備的碳布增強濕式摩擦材料；

圖3為水熱條件下濃硝酸處理碳布制備的碳布增強濕式摩擦材料（實施例4）。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。

為了使碳纖維表面由憎液性轉變為親液性，使用前需進行表面處理。本發明在水熱條件下對碳布進行濃硝酸氧化處理能有效改善碳纖維表面活性。

實施例1：

步驟1：取75g丁腈橡膠改性酚醛樹脂加入300mL無水乙醇中，然后磁力攪拌1小時，磁力攪拌后靜置24小時（改性酚醛樹脂全部溶于無水乙醇中），獲得溶液A；

步驟2：將碳布裁剪成5cm*7cm的長方形狀，然后將一塊裁剪成5cm*7cm的長方形狀碳布放于丙酮中浸泡24小時后取出，取出后自然條件下晾干得樣品A；