本發(fā)明涉及一種紙基濕式摩擦材料的制備方法，具體涉及一種丙烯酸無損改性碳纖維增強紙基濕式摩擦材料的制備方法。

背景技術(shù)：

在濕式離合器中要求所使用的濕式摩擦材料具有適宜而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、良好的耐磨性、機械強度高、使用壽命長、換擋平穩(wěn)并能夠經(jīng)受過載條件下的熱沖擊、制動過程中對對偶盤損傷小等一系列優(yōu)異的性能。以碳纖維為增強纖維制備出的濕式摩擦材料性能優(yōu)異，可以滿足濕式摩擦工況的特殊要求，但是碳纖維的結(jié)構(gòu)具有一個顯著的缺陷，表面惰性大、表面能低，缺乏有活性的官能團，與樹脂基體的浸潤性差，界面結(jié)合強度弱，界面處存在較多的缺陷，這大大的限制了碳纖維在濕式摩擦材料中的應(yīng)用。因此對碳纖維表面進(jìn)行改性處理，提高纖維表面活性對制備性能更加優(yōu)異的濕式摩擦材料具有重要的意義。

申請?zhí)枮镃N103361768A的中國專利“聚丙烯腈基碳纖維表面改性方法”采用等離子體處理和液相接枝的方法改性碳纖維，提高了碳纖維的表面活性，但這項技術(shù)對設(shè)備要求較高。申請?zhí)枮镃N103696228A的中國專利一種碳纖維表面處理方法，采用低溫等離子體轟擊處理碳纖維，改善了纖維的拉伸強度和彎曲強度。但是此方法嚴(yán)重?fù)p傷單根纖維強度，同時對設(shè)備要求高，耗能大。申請?zhí)枮?03469534A的中國專利在碳纖維表面化學(xué)接枝六亞甲基四按改善與樹脂界面結(jié)合性能，使界面性能提高。但是此方法反應(yīng)劇烈，難以控制，纖維拉伸輕度大大下降，同時對設(shè)備要求高操作過程復(fù)雜等。申請?zhí)枮?00310460902.6.7的中國專利“一種碳纖維表面化學(xué)接枝改性的方法”采用將丙酮清洗后碳纖維放置于溫度為350℃-370℃和壓力為8MPa-14MPa的超臨界丙酮—水體系中浸泡20-30min，來去除纖維的環(huán)氧涂層，這種方法雖然很好的去除了環(huán)氧涂層，但是實驗過程中溫度、壓力高，對設(shè)備要求比較高。申請?zhí)枮镃N103541212A的中國專利“碳纖維表面改性方法和設(shè)備、碳纖維及其復(fù)合材料和應(yīng)用”發(fā)明了一種通過電化學(xué)改性碳纖維的方法，有效的提高了碳纖維復(fù)合材料的結(jié)合強度，但是電化學(xué)處理對碳纖維造成一定損傷并且此技術(shù)并沒有應(yīng)用于摩擦材料中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種丙烯酸無損改性碳纖維增強紙基濕式摩擦材料的制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明在水熱條件下對碳纖維表面進(jìn)行改性，采用一步雙烯合成反應(yīng)在纖維表面無損接枝含羧基的活性官能團，并將改性后的碳纖維作為增強纖維，通過抽濾成型工藝制備出性能優(yōu)異濕式摩擦材料，避免傳統(tǒng)處理工藝對碳纖維的損傷，提高纖維活性同時不損傷碳纖維強度，增強碳纖維與樹脂結(jié)合性能。通過在濕式摩擦材料引入經(jīng)丙烯酸改性后的碳纖維，獲得一種高動摩擦系數(shù)、低磨損率的紙基濕式摩擦材料。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種丙烯酸無損改性碳纖維增強紙基濕式摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡，取出后清洗并烘干，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入丙烯酸溶液，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，取出后清洗并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：將改性碳纖維、紙纖維、芳綸纖維和填料按照質(zhì)量比(12-45)：(8-20)：(8-20)：(5-25)在水中均勻混合制漿，將混合漿料抽濾成型，獲得摩擦材料預(yù)制體并晾干；然后將改性酚醛樹脂溶于乙醇溶劑中制成改性酚醛樹脂乙醇溶液，將晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸漬于改性酚醛樹脂乙醇溶液中使改性酚醛樹脂均勻的滲入晾干后的摩擦材料預(yù)制體中，取出后自然晾干，得到含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙，其中改性酚醛樹脂與改性碳纖維的質(zhì)量比為(10-40)：(12-45)，將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙經(jīng)熱壓固化得到丙烯酸改性濕式摩擦材料。

進(jìn)一步地，步驟一中硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：(3-5)。

進(jìn)一步地，步驟一中每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維。

進(jìn)一步地，步驟二中每0.4-1.5g預(yù)處理的碳纖維中加入25-40ml丙烯酸溶液。

進(jìn)一步地，步驟二中的丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸。

進(jìn)一步地，步驟二中水熱反應(yīng)的溫度為60-100℃，時間為1-3h。

進(jìn)一步地，步驟三中改性酚醛樹脂乙醇溶液的質(zhì)量濃度為9-15％。

進(jìn)一步地，步驟三中將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在壓力為5MPa、溫度為170℃的條件下熱壓15分鐘。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明方法通過在水熱條件下，以丙烯酸為接枝單體采用雙烯合成反應(yīng)改性碳纖維，將含氧官能團接枝到纖維表面，大大改善纖維表面惰性環(huán)境，并在濕式摩擦材料中引入經(jīng)丙烯酸改性碳纖維，極大地提高碳纖維與樹脂基體的結(jié)合強度，從而制備出了性能更加優(yōu)異的紙基濕式摩擦材料，另外這種碳纖維改性工藝簡單，操作方便，原料易得且成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，制備的紙基濕式摩擦材料動摩擦系數(shù)達(dá)到0.11～0.15，摩擦材料磨損率小于1.3×10^-8cm³/J，展現(xiàn)出了優(yōu)異的摩擦磨損性能。

進(jìn)一步地，通過控制反應(yīng)過程的條件，以碳纖維作為雙烯體(具有斥電子基)，丙烯酸作為親雙烯體(具有-COOH)通過一步雙烯合成反應(yīng)成功將含氧官能團接枝到碳纖維表面，不僅提高碳纖維表面活性且對碳纖維幾乎沒有損傷，同時提高纖維表面接枝率和接枝物的穩(wěn)定性，增強與樹脂基體的相容性，改性后碳纖維制備樣品拉伸強度、剪切強度均比未改性碳纖維制備樣品提高一倍以上。

附圖說明

圖1為丙烯酸接枝體與碳纖維接枝改性原理圖；

圖2為原始碳纖維和改性碳纖維的剪切強度對比圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施方式做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

一種丙烯酸無損改性碳纖維增強紙基濕式摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將原始碳纖維首先在丙酮溶液中浸泡10h，去除碳纖維表面上漿劑和污染物，用蒸餾水清洗3-5次后烘干備用，然后將去除上漿劑和污染物的碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡1-3h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：(3-5)，取出后清洗3-5次后在50-80℃烘箱中烘干，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，其中每0.4-1.5g預(yù)處理的碳纖維中加入25-40ml丙烯酸溶液，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為60-100℃，時間為1-3h，取出后清洗3-5次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：將改性碳纖維、紙纖維、芳綸纖維和填料按照質(zhì)量比(12-45)：(8-20)：(8-20)：(5-25)在水中均勻混合制漿，將混合漿料抽濾成型，獲得摩擦材料預(yù)制體并晾干；然后將改性酚醛樹脂溶于乙醇溶劑中制成質(zhì)量濃度為9-15％的改性酚醛樹脂乙醇溶液，將晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸漬于改性酚醛樹脂乙醇溶液中使改性酚醛樹脂均勻的滲入晾干后的摩擦材料預(yù)制體中，取出后自然晾干，得到含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙，其中改性酚醛樹脂與改性碳纖維的質(zhì)量比為(10-40)：(12-45)，將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在壓力為5MPa、溫度為170℃的條件下熱壓15分鐘得到丙烯酸改性濕式摩擦材料。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實施例1

步驟一：將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡2h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：5，取出后用蒸餾水清洗3次，隨后在60℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將1.5g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入40ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為80℃，時間為2h，取出后用蒸餾水清洗3次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維9.0g，芳綸纖維4.0g，紙纖維1.6g，填料1.0g(其中氧化鋅0.8g、高嶺土0.2g)。先將2g腰果殼油改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為10％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液6min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了4.4g(即ΔW＝4.4g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.14～0.15，磨損率為1.0×10^-8cm³/J。

實施例2

步驟一：將瀝青基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡3h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：4，取出后用蒸餾水清洗5次，隨后在80℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將1.0g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入30ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為100℃，時間為2h，取出后用蒸餾水清洗5次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維6.0g，芳綸纖維1.6g，紙纖維2.4g，填料2.0g(其中石英粉1.0g、高嶺土1.0g)。先將8g丁腈改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為15％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液6min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了8g(即ΔW＝8g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.12～0.14，磨損率為1.2×10^-8cm³/J。

實施例3

步驟一：將瀝青基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡1h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：5，取出后用蒸餾水清洗4次，隨后在50℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將0.4g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入25ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為60℃，時間為2h，取出后用蒸餾水清洗4次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維2.4g，芳綸纖維3.0g，紙纖維4.0g，填料4.6g(其中氧化鋅1.8g、硫酸鋇2.8g)。先將6g丁腈改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為12％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液8min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了6g(即ΔW＝6g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.11～0.12，磨損率為1.3×10^-8cm³/J。

實施例4

步驟一：將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡2h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：4，取出后用蒸餾水清洗3次，隨后在50℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將0.8g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入28ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為60℃，時間為3h，取出后用蒸餾水清洗3次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維5g，芳綸纖維3.0g，紙纖維2.0g，填料5g(其中氧化硅2.8g、石英粉2.2g)。先將4g硼改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為12％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液6min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了5g(即ΔW＝5g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.11～0.14，磨損率為1.2×10^-8cm³/J。

實施例5

步驟一：將聚丙烯腈基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡2h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：3，取出后用蒸餾水清洗5次，隨后在80℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將1.3g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入38ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為80℃，時間為3h，取出后用蒸餾水清洗4次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維8g，芳綸纖維2.4g，紙纖維3.6g，填料4.0g(其中硅藻土1.4g、高嶺土2.6g)。先將5g腰果殼油改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為9％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液5min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了2g(即ΔW＝2g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.13～0.14，磨損率為1.1×10^-8cm³/J。

實施例6

步驟一：將瀝青基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡2h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：5，取出后用蒸餾水清洗4次，隨后在60℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將0.6g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入27ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為100℃，時間為1h，取出后用蒸餾水清洗5次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維3g，芳綸纖維2.5g，紙纖維2.5g，填料4.0g(其中氧化鋅2.5g、高嶺土1.5g)。先將5g丁腈改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為15％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液10min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了8g(即ΔW＝8g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.13～0.14，磨損率為1.1×10^-8cm³/J。

實施例7

步驟一：將瀝青基碳纖維浸入硝酸與水的混合溶液中浸泡1h，每100mL的硝酸與水的混合溶液中浸入3g碳纖維，且硝酸與水的混合溶液中硝酸與水的體積比為1：4，取出后用蒸餾水清洗3次，隨后在70℃烘箱中干燥24h，得到預(yù)處理的碳纖維；

步驟二：將1.1g經(jīng)過預(yù)處理的碳纖維放入水熱反應(yīng)釜中，加入35ml丙烯酸溶液(丙烯酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5％的精酸)，在水熱條件下進(jìn)行雙烯合成反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為80℃，時間為1h，取出后用蒸餾水清洗3次并烘干得到改性碳纖維；

步驟三：分別稱取改性碳纖維7g，芳綸纖維3.5g，紙纖維2.5g，填料3.0g(其中氧化鋅1.4g、高嶺土1.6g)。先將4g硼改性酚醛樹脂溶入乙醇溶劑中配制成質(zhì)量濃度為10％的酚醛樹脂-乙醇溶液，然后將各種纖維和無機填料在水中均勻混合制漿，將混合漿料采用特殊抽濾裝置進(jìn)行抽濾成型，它可以使?jié){料混合更加均勻快速，獲得摩擦材料預(yù)制體并烘干。將預(yù)制體放置于空氣中，待其完全晾干后稱量晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量，記為W₁；將預(yù)制體浸入改性酚醛樹脂-乙醇溶液6min，使樹脂充分并且均勻的滲入預(yù)制體后，自然晾干得到含酚醛樹脂的摩擦材料原紙，稱量含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量，記為W₂；計算含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙的質(zhì)量與晾干后的摩擦材料預(yù)制體的質(zhì)量之差ΔW(ΔW＝W₂－W₁)，得出晾干后的摩擦材料預(yù)制體浸入了4g(即ΔW＝4g)的改性酚醛樹脂。然后將含改性酚醛樹脂的摩擦材料原紙在熱壓溫度170℃、壓力5MPa的條件下，熱壓15分鐘，獲得所述紙基摩擦材料。這種摩擦材料的動摩擦系數(shù)為0.13～0.14，磨損率為1.2×10^-8cm³/J。