[发明专利]一种非石棉纤维增强的抗衰退摩擦材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩擦材料的制备，具体涉及一种非石棉纤维增强的抗衰退摩擦材料的制备方法。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，对车辆行驶的安全性和舒适性要求越来越高。摩擦材料是汽车关键性配件之一，对车辆的安全性和舒适性有非常大的影响。目前国内外的摩擦材料绝大部分都采用树脂橡胶片摩擦材料，在高温高压的工作环境下，摩擦材料的树脂材料会发生分解造成摩擦系数的大幅度下降，导致材料的热衰退，直接影响制动稳定性和行车安全。

芳纶是一种新型高科技纤维，具有很高的强度和模量，优良的耐高温和耐酸碱性，以及质量轻等优良性能，其强度是钢丝的5-6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而密度仅为钢丝的1/5左右，在500℃的温度下，不分解，不融化。

但在芳纶纤维分子链中，酰胺基团位于2个苯环之间，与苯环形成大π键共轭结构，内旋位阻高，并且芳纶纤维表面光滑，化学活性低，对树脂、橡胶材料的吸附能力差，因此其与摩擦材料配方中的树脂及其他纤维的界面粘接性不强，在摩擦制动产生的高温条件下摩擦材料中的有机组分容易发生热分解从基质材料中脱落，产生热衰退现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种非石棉纤维增强的抗衰退摩擦材料的制备方法，降低了摩擦材料的热衰退性以及磨损率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种非石棉纤维增强的抗衰退摩擦材料的制备方法，其制备工艺包括以下步骤：

（1）LiCl水溶液处理：

配制质量分数为20wt%的LiCl水溶液，将60-75重量份芳纶/聚氨酯纳米短纤维放入溶液中，在水浴锅中加热反应，控制温度为78-83℃，反应4-6小时后取出，用蒸馏水冲洗4-7次，转移到表面皿中，放入鼓风干燥箱中在95-100℃下烘干备用；

（2）将上述处理后的芳纶/聚氨酯纳米短纤维经水洗后，配制成浆料质量浓度为2-3%的纤维悬浮液，采用槽式打浆机经两段联合打浆工序打浆，经抽滤、洗涤、干燥后得到改性芳纶浆粕；

（3）将20-30份腰果油酚醛树脂、8-14份膨润土、10-18份氧化铝及上述改性芳纶浆粕按顺序分批加入高速混料机中，开机混料，混料时间为15-30分钟，物料混合均匀后，出料，得到混合料；

（4）预成型：

将上述混合料按压制片要求的投料量进行称量，投入预成型模中，在40-70MPa单位压力的作用下，在室温下预成型制成冷坯；

（5）然后放入155-170℃的模腔内，进行热压成型，成型压力为15-20MPa，热压时间为10min，最后将热压成型的产品放入热处理烘箱中，在175-185℃温度条件下，热处理5-7小时，即得。

其中，所述的芳纶/聚氨酯纳米短纤维是使用芳纶纺丝液与质量分数为20%的聚氨酯纺丝液混合，得到均匀的混合纺丝液，进行纺丝，收卷，进入切断机切成长度为4-8mm的短纤维。

其中，所述的芳纶纺丝液是通过以下步骤制备而成：在氮气保护下，向反应釜中加入160-210重量份N,N-二甲基乙酰胺、6-11份无水氯化钙，升高温度至55-64℃，待氯化钙完全溶解后，冷却至室温，加入24-38份对苯二胺、21-32份3,4’-二氨基二苯醚，搅拌溶解后，将溶液冷却至-10℃至-5℃，然后加入6-11份对苯二甲酰氯剧烈搅拌，待出现爬杆现象后，升温至76-83℃，持续搅拌反应20-30分钟，加入氢氧化钙中和，得到聚合物原液，用适量N,N-二甲基乙酰胺溶剂稀释，配置成质量分数为10-15%的芳纶纺丝液。

其中，纺丝工艺条件为：设置电压26KV、纺丝距离15cm、推进速度0.0001mm/s、接收器转速50r/min、纺丝温度40-50℃、湿度40%RH、纺丝时间1.5小时。

其中，所述的联合打浆工序中第一段打浆压力为10-20kg，第二段打浆压力为2-6kg。

其中，所述的联合打浆工序中第一段打浆时间为30-50分钟，第二段打浆时间为15-20小时。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明中使用LiCl水溶液对纺丝纤维进行预处理，LiCl能与芳纶纤维分子链中的羰基发生络合，破坏芳纶纤维分子链间的氢键，从而破坏芳纶纤维分子链的规整性，对芳纶纤维表面进行刻蚀，使芳纶纤维表面形成沟槽，表面粗糙度增大，经打浆处理后得到的改性芳纶浆粕的比表面积增大，提高了对树脂、橡胶材料的吸附能力。