[发明专利]一种摩擦片材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种摩擦片材料及其制备方法和应用，该摩擦片材料的原料中，碳纳米管占2‑6wt.％，球形石墨占0.5‑1wt.％，增摩填料占6‑10wt.％，减摩填料占6‑10wt.％，偶联剂占0.1‑0.50wt.％，生胶占8‑10wt.％，树脂占8‑10wt.％，连续纤维占45～55wt.％，余量为添加剂。将碳纳米管和球形石墨表面修饰偶联剂之后加入常规填料中，通过缠绕成型的方法制成摩擦片毛胚；再将摩擦片毛胚热压成摩擦片半成品，最后对摩擦片半成品进行热处理，得到硫化后的摩擦片材料。碳纳米管、球形石墨、偶联剂三者的协同作用使得基体的导热散热性能大大提升，降低了摩擦片的高温磨损率，避免了摩擦过程中基体积累过多的热量导致基体分解，进而使摩擦片产生“打滑”现象或断裂现象。该方法工艺简单，易于工业化批量生产。

技术领域

本发明涉及汽车发动机领域，特别涉及一种摩擦片材料及其制备方法和应用。

背景技术

重型卡车离合器摩擦副包括主动盘、从动盘以及主动盘和从动盘之间的带有波形片的摩擦片，当卡车处于半离合状态下，飞轮旋转最快，摩擦片次之，压盘最慢，摩擦片与飞轮和压盘之间均有相对运动，属滑动摩擦，此时摩擦片发热量最大，摩擦片的摩擦系数随着温度的升高而明显降低，重型卡车在高原地区行驶时，经常需要连续刹车，造成了离合器摩擦片温度高于350℃，导致了离合器出现高温“打滑”的现象，进而影响行车的安全，所以提高离合器摩擦片的导热系数至关重要。

卡车离合器摩擦片主要是由增摩填料、减摩填料、树脂、橡胶、铜丝、玻璃纤维、芳纶纤维组成，连续纤维如铜丝、玻璃纤维、芳纶纤维组成摩擦片的骨架，摩擦片使用过程中结合摩擦所产生的冲击力、剪切力，对偶件的压力、旋转产生的离心力主要靠连续纤维骨架承担；增摩填料、减摩填料、添加剂一般为粉体粒料，它们之间以一定的比例填充在骨架之中，为摩擦片提供稳定的摩擦系数，从而为摩擦片提供较高的耐磨损性能；树脂和橡胶为基体，填充在骨架、填料的空隙，将整个摩擦片连接成整体，树脂和橡胶的耐高温性能是摩擦片高温摩擦系数稳定的重要指标。

现有技术中，为了避免离合器摩擦片过热而产生的“打滑”现象，连续纤维复合的摩擦片，主要采用通过提高摩擦片中片状石墨与铜丝的添加量，来提高摩擦片导热系数。但是随着重载卡车使用的工况越来越恶劣，摩擦片由于热导性能不够，产生的热量累积使基体分解，进而使摩擦片产生“打滑”现象，或者由于热应力产生断裂现象。

发明内容

本发明提供一种摩擦片材料及其制备方法和应用，以解决相关技术中离合器摩擦片容易因过热而产生“打滑”现象的问题。

第一方面，本发明提供一种摩擦片材料，其原料中，碳纳米管占2-6wt.％，球形石墨占0.5-1wt.％，增摩填料占6-10wt.％，减摩填料占6-10wt.％，偶联剂占0.1-0.50wt.％，生胶占8-10wt.％，树脂占8-10wt.％，连续纤维占45～55wt.％，余量为添加剂。

作为上述技术方案的优选，碳纳米管为石墨化程度大于90％的多壁碳纳米管或碳纳米管阵列。

作为上述技术方案的优选，多壁碳纳米管的外径为30-200nm；碳纳米管阵列为取向碳纳米管阵列，外径为7-11nm。

作为上述技术方案的优选，球形石墨的粒径为20-200nm。

作为上述技术方案的优选，增摩填料为金刚玉粉、氧化铝粉、铬铁矿粉、长石粉中的一种或其混合物；减摩填料为片状石墨、二硫化钼粉、铜粉、铅粉中的一种或其混合物；添加剂为橡胶防老剂、消泡剂中的至少一种。

作为上述技术方案的优选，生胶为丁苯橡胶生胶或丁腈橡胶生胶；树脂为酚醛树脂或其改性树脂。