[发明专利]一种陶瓷纤维纸基摩擦片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷纤维纸基摩擦片及陶瓷纤维纸基摩擦片的制作方法；所述摩擦片适用于工程机械、农业机械、矿山机械、重型汽车、轿车和船舶等机械中的离合器和制动系统。

背景技术

目前国内普遍使用的湿式摩擦材料，广泛采用干法粉末冶金模压制造丁腈橡胶基湿式摩擦片。其优点是一次成型，物料组成结构中可以充分地利用粉体摩擦原料和块状橡胶材料，生产成本低廉；其缺点是摩擦材料的孔隙结构得不到控制，影响摩擦效果的压缩回弹性能不可调节，摩擦系数低，动/静摩擦之比差异大。而传统意义上的纸基摩擦材料，主要采用石棉作为增强纤维基体，具有石棉纤维的高抗张强度、高挠性、耐化学和热侵蚀性能，因而价格低廉；但是石棉基纸基摩擦材料的耐高温性能比较差，而且石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病，国内目前已明令禁止使用。随着现代机械向着高速、重载的方向发展，对耐热性好、寿命长的高级纸基摩擦材料的需求已成主流；因此人们开始了对无石棉纸基摩擦材料的研究和开发。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种陶瓷纤维纸基摩擦片及其制作方法，所制成的摩擦片应具有摩擦系数高、摩擦性能稳定、耐磨损性能良好、动静摩擦系数比可调、能量吸收能力高的特点，以及良好的导油、导热和耐高温性能；所述的制作方法应具有工序简单、制作方便容易的特点。

本发明提供的技术方案是：一种陶瓷纤维纸基摩擦片，其中包括的成分以及相应的重量份是：

1）、基体材料：陶瓷纤维：40～60份、碳纤维4～7份、芳纶浆粕纤维5～10份；长纤维棉纸10～15份；

2）、摩擦性能调节剂：硅藻土8～20份、腰果壳油摩擦粉4～8份、碳酸钙晶须3～8份、碳化硼0.5～2份、钾长石粉3～7份、橡胶颗粒5～10份、硫化梯3～5份、云母4～10份；明钒1～4份；氧化镁3～5份、腰果壳油改性酚醛树脂6～9份；

3）、成形黏结剂：粉末氟橡胶1～2份、丁腈胶乳5～10份、硼－桐油改性酚醛树脂5～8份；

适量聚丙烯酰胺、适量聚环氧乙烯、适量十二烷基苯磺酸钠。

所述陶瓷纤维直径为16-24um，长度为4～8mm；所述碳纤维直径为35～60um，长度为6～10mm；芳纶浆粕纤维直径为16-24um，长度为9～12mm；碳酸钙晶须直径为1-2um，长度为50～80um。

所述各种原材料中，硼－桐油改性酚醛树脂、硫化梯、硅藻土、云母、碳化硼、钾长石粉、氧化镁、明钒的粒度≥350目，所述腰果壳油摩擦粉的粒度为20～40目，所述粉末氟橡胶、橡胶颗粒的粒度为80～100目。

一种陶瓷纤维纸基摩擦片的制作方法，按照以下步骤进行：

一、制作陶瓷纤维纸基摩擦材料原纸

（1）预处理：在55-65℃的5-20份水中加入十二烷基苯磺酸钠3～12份，再加入陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、碳酸钙晶须以及碳纤维，然后搅拌6-15分钟，用清水清洗干燥后，得到预处理料备用；干燥温度100～110℃，时间60～90分钟；

（2）先将长纤维棉纸放入适量水中打浆，打浆浓度为5～8%，打浆度为35～55°SR；接着加入步骤（1）中获得的预处理料中，加入浓度为0.04～0.15的聚环氧乙烯溶液2-4份，用疏解机疏解均匀，再加入浓度为0.01-0.05的聚丙烯酞胺溶液1-3份，搅拌均匀后得混合料；

（3）在步骤（2）制得的混合料中加入硼－桐油改性酚醛树脂、碳化硼、硫化梯、硅藻土、云母、钾长石粉、氧化镁、明钒、腰果壳油摩擦粉、粉末氟橡胶、橡胶颗粒以及丁腈胶乳，搅拌均匀使丁腈胶乳均匀分布在浆料中并且充分吸附在纤维和摩擦性能调节剂上；然后加入浓度为0.01-0.05的聚丙烯酰胺1-3份并搅拌均匀使丁腈胶乳与纤维、摩擦性能调节剂充分絮聚并结合；最后加入浓度为0.04～0.16的聚环氧乙烷溶液2-4份搅拌后形成物料分散均匀的浆料；

（4）抄造原纸：在常规造纸设备上抄造纸基摩擦材料原纸，纸浆浓度为0.03%～0.05%，原纸定量为90g·m^-2，抄造压力0.2～0.4Mpa，获得原纸；

二、制作陶瓷纤维纸基摩擦片，其步骤是：

（1）将原纸放入腰果壳油改性酚醛树脂6～9份溶液中浸渍，浸渍时间18-25分钟，然后干燥；干燥温度60～70℃，时间40～50分钟；

（2）将干燥后陶瓷纤维纸基摩擦材料原纸进行热压固化，其热压固化的工艺：温度150±5℃，时间8～15分钟，冷却后剪切成长条状备用；