[发明专利]混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料及其制备方法

权利要求书

1.混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料，其特征在于，混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料按质量分数计算，各组分含量为：混杂纤维多尺度增强体6～23％，腰果壳油改性酚醛树脂0～40％、沉淀硫酸钡8～19％、硅灰石5～24％、钛酸钾片晶5～20％、硫化锑2～12％、天然石墨2～20％、二硫化钼1～5％、腰果油壳摩擦粉1～6％；其中混杂纤维多尺度增强体由按质量分数30～60％的芳纶纤维和质量分数40～70％的天然纤维组成。

2.如权利要求1所述的混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料，其特征在于，所述天然纤维包括黄麻纤维、红麻纤维、蕉麻纤维、苎麻纤维、洋麻纤维、亚麻纤维和棉纤维的其中任意三种，三种天然纤维的质量分数比为1:1:1。

3.如权利要求1所述的混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1.1制备混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料中所述混杂纤维多尺度增强体，包括下列步骤：

1.1.1将2～6根长丝芳纶纤维作为缠绕中心，间隔120°放置的三种连续天然纤维按顺时针缠绕在长丝芳纶纤维上，形成螺旋形混杂纤维束；

1.1.2将步骤1.1.1所得到的连续螺旋形混杂纤维束浸泡在装有纳米二氧化硅与偶联剂溶液所形成的悬浮液的可加热接枝处理装置中；

1.1.3将步骤1.1.2所得到的连续纳米二氧化硅-螺旋形混杂纤维束放入超声清洗机中进行清洗；

1.1.4将步骤1.1.3所得到的超声清洗后的连续纳米二氧化硅-螺旋形混杂纤维束通过烘干设备进行烘干处理；

1.1.5将步骤1.1.4所得到的干燥连续纳米二氧化硅-螺旋形混杂纤维束通过腰果壳油改性酚醛树脂粉末喷洒装置，将树脂粉末均匀的喷洒在纤维束表面，加热并风冷固化；

1.1.6将步骤1.1.5所得到的固化后的连续纳米二氧化硅-螺旋形混杂纤维束在拉应力的作用下进行剪切，形成混杂纤维多尺度增强体；

1.2将所述混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料的所有原材料进行充分混合，并将最终混料体进行烘干处理；

1.3热压处理-热处理-机械加工处理，包括以下步骤：

1.3.1将步骤1.2所得到的混料体放入模具中进行热压处理和热处理；

1.3.2将步骤1.3.1所得到的制动摩擦材料样块在烧蚀机中进行表面烧蚀，冷却到室温后进行表面打磨，最终得到混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料。

4.如权利要求3所述的混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤1.1.1中，所述连续天然纤维为粗纱，介于2～4支之间；所述螺旋形混杂纤维束的螺旋升角为20°～70°；步骤1.1.2中，所述偶联剂溶液由无水乙醇、偶联剂和蒸馏水组成，各组分的质量比为：40～80:5～12:15～48；所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种；所述纳米二氧化硅粒径为1～110nm，悬浮液中纳米二氧化硅的质量分数为0.3～20％；所述螺旋形混杂纤维束在悬浮液中浸泡时间为t1，20s≤t1≤1500s；所述悬浮液的温度为T1，25℃≤T1≤95℃；步骤1.1.3中，所述超声清洗的超声功率为P1，120W≤P1≤200W；超声清洗时间为t2，20s≤t2≤1300s；超声清洗温度为室温；超声清洗介质为蒸馏水；步骤1.1.4中，所述烘干温度为T2，70℃≤T2≤115℃；烘干时间为t3，180s≤t3≤2400s；烘干处理后的混杂纤维束含水量为ω1：3％≤ω1≤7％；步骤1.1.5中，所述连续纳米二氧化硅-螺旋形混杂纤维表面的树脂厚度为δ，10μm≤δ≤100μm；加热温度为T3，110℃≤T3≤130℃；加热时间为t4，5s≤t4≤20s；冷却时间为t5，15s≤t5≤40s；步骤1.1.6中，所述拉应力为P1，10MPa≤P1≤300MPa，剪切长度为L1，5mm≤L1≤120mm。

5.如权利要求3所述的混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤1.2中，所述混合时间为t6，10s≤t6≤20s；烘干时间为t7，240s≤t7≤1200s；烘干温度为T4，80℃≤T4≤100℃。

6.如权利要求3所述的混杂纤维多尺度增强NAO型制动摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤1.3.1中，压力为N1，30MPa≤N1≤100MPa，在压力N1下，第一阶段的温度为T5，100℃≤T5≤145℃，时间为t8，60min≤t8≤120min，第二阶段的温度为T6，160℃≤T6≤200℃，时间为t9，120min≤t9≤180min；将压力降至N2，20MPa≤N2≤60MPa，在压力N2下，第三阶段的温度为T7，90℃≤T7≤150℃，时间为t10，100min≤t10≤150min，第四阶段，压力减小为零，温度冷却到室温；步骤1.3.2中，所述烧蚀温度为T₈：600℃≤T8≤850℃；烧蚀时间为t11：20min≤t11≤40min。