一種紙基摩擦材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紙基摩擦材料的制備方法，屬于紙基摩擦材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]紙基摩擦材料一般工作于潤(rùn)滑油介質(zhì)中。為了獲得良好的傳扭和制動(dòng)效果，紙基摩擦材料要求有較高的熱穩(wěn)定性、良好的物理力學(xué)性能、高而穩(wěn)定的動(dòng)摩擦系數(shù)、較低的靜摩擦系數(shù)和較小的磨損率，而這些性能的獲得依賴(lài)于材料的組成，也依賴(lài)于材料界面組織結(jié)構(gòu)、孔隙率及回彈性。所以，紙基摩擦材料通常由增強(qiáng)纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑、粘結(jié)劑和填料組成。在紙基摩擦材料用增強(qiáng)纖維和粘結(jié)劑中，可選擇的增強(qiáng)纖維和粘結(jié)劑種類(lèi)較多，但它們的耐熱性、柔韌性、物理力學(xué)性能、摩擦和磨損性能差異較大，采用不同的增強(qiáng)纖維和粘結(jié)劑會(huì)導(dǎo)致紙基摩擦材料在摩擦磨損性能和物理/力學(xué)性能上的差異。
[0003]盡管高性能纖維，如芳綸、碳纖維等具有較高的力學(xué)性能、耐摩擦性能和耐熱性，但由于其表面疏水性較大，因此在紙頁(yè)成型過(guò)程中很難分散在水相介質(zhì)中，當(dāng)與植物纖維配抄時(shí)，極易導(dǎo)致紙頁(yè)勻度變差，并且由于其纖維表面呈現(xiàn)較強(qiáng)的化學(xué)惰性，在紙頁(yè)后期浸漬增強(qiáng)樹(shù)脂后，此類(lèi)纖維與增強(qiáng)基體樹(shù)脂之間的界面結(jié)合較弱，使最終成型的紙基摩擦材料的力學(xué)性能、摩擦性能以及磨損均不夠理想，在摩擦材料使用過(guò)程中很容易導(dǎo)致在外界應(yīng)力作用下纖維/樹(shù)脂之間的界面破壞，以致出現(xiàn)綜合性能急劇下降的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)目前纖維由于其表面疏水性能較大，很難分散在水相介質(zhì)中，導(dǎo)致其均勻度變差，使其呈現(xiàn)較強(qiáng)的化學(xué)惰性，而使得其摩擦性能較差，磨損率高的問(wèn)題，提供一種將纖維經(jīng)氧化、炭化及洗滌，并經(jīng)與淀粉混合，而水解生成的氨基酸與氫氧化鈉反應(yīng)，生成氨基酸納，再經(jīng)氨化，鹽析，熱壓處理即可。本發(fā)明制備的紙基摩擦材料材料具有較高的力學(xué)性能和摩擦性能，以及大大降低了其磨損率。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)將聚丙烯腈基碳纖維，竹纖維與酚醛基碳纖維按質(zhì)量比1:1:2進(jìn)行混合后，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的雙氧水中浸泡40?50min后，向其加入碳纖維混合物質(zhì)量2?3%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %的濃硫酸，對(duì)其攪拌混合，反應(yīng)10?15min，對(duì)其過(guò)濾，收集過(guò)濾物，并用去離子水對(duì)其洗滌2?3次，至其pH值為6.5?7.0 ；
(2)將上述洗滌后的過(guò)濾物與蒸餾水按1:2進(jìn)行混合后，向其加入過(guò)濾物質(zhì)量50?60%的淀粉，對(duì)其攪拌均勻后，向其加入淀粉質(zhì)量30?40 %的淀粉酶，并對(duì)其進(jìn)行密閉反應(yīng)，控制溫度為35?37°C，反應(yīng)30?45min后，使其自然冷卻至室溫，得氨基酸混合濁液；
(3)取30?40g的氫氧化鈉與350?400mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液進(jìn)行攪拌，直至氫氧化鈉完全溶解于乙醇溶液中，并對(duì)其加熱升溫，控制溫度為40?50°C，在加熱的同時(shí)，將上述制備的氨基酸混合濁液加入其中，加入的量與氫氧化鈉乙醇溶液的體積比1:1，并對(duì)其攪拌反應(yīng)40?50min; (4)待反應(yīng)完成后，向其加入上述混合濁液質(zhì)量30?40%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氨水溶液，對(duì)其攪拌均勻后，向其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鈉溶液，對(duì)其攪拌均勻后，過(guò)濾，得過(guò)濾物，將過(guò)濾物置于低溫干燥機(jī)中干燥，得干燥混合物；
(5)將上述制備的干燥混合物進(jìn)行熱固化和熱壓處理，控制熱壓溫度為150?200°C，壓力為10?15MPa，熱壓時(shí)間為30?40min，待處理完成后，使其自然冷卻至室溫，即可制備得紙基摩擦材料。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將上述制備的紙基摩擦材料適用于差速器閉鎖離合器、停車(chē)制動(dòng)器以及要求高靜摩擦系數(shù)的其他應(yīng)用。測(cè)其動(dòng)摩擦系數(shù)為1.3?1.4，穩(wěn)定系數(shù)96?98%，磨損率降低至1.3X 10一8。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的紙基摩擦材料動(dòng)摩擦系數(shù)為1.3?1.4，穩(wěn)定系數(shù)96?98%，磨損率降低至 1.3X10—8;
(2)制備步驟簡(jiǎn)單，所需成本低。
【具體實(shí)施方式】
[0008]首先將聚丙烯腈基碳纖維，竹纖維與酚醛基碳纖維按質(zhì)量比1:1:2進(jìn)行混合后，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的雙氧水中浸泡40?50min后，向其加入碳纖維混合物質(zhì)量2?3%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %的濃硫酸，對(duì)其攪拌混合，反應(yīng)10?15min，對(duì)其過(guò)濾，收集過(guò)濾物，并用去離子水對(duì)其洗滌2?3次，至其pH值為6.5?7.0 ；
再將上述洗滌后的過(guò)濾物與蒸餾水按1: 2進(jìn)行混合后，向其加入過(guò)濾物質(zhì)量50?60%的淀粉，對(duì)其攪拌均勻后，向其加入淀粉質(zhì)量30?40 %的淀粉酶，并對(duì)其進(jìn)行密閉反應(yīng)，控制溫度為35?37°C，反應(yīng)30?45min后，使其自然冷卻至室溫，得氨基酸混合濁液;再取30?40g的氫氧化鈉與350?400mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液進(jìn)行攪拌，直至氫氧化鈉完全溶解于乙醇溶液中，并對(duì)其加熱升溫，控制溫度為40?50 0C，在加熱的同時(shí)，將上述制備的氨基酸混合濁液加入其中，加入的量與氫氧化鈉乙醇溶液的體積比1:1，并對(duì)其攪拌反應(yīng)40?50min;
待反應(yīng)完成后，向其加入上述混合濁液質(zhì)量30?40%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氨水溶液，對(duì)其攪拌均勻后，向其加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氯化鈉溶液，對(duì)其攪拌均勻后，過(guò)濾，得過(guò)濾物，將過(guò)濾物置于低溫干燥機(jī)中干燥，得干燥混合物;將上述制備的干燥混合物進(jìn)行熱固化和熱壓處理，控制熱壓溫度為150?200°C，壓力為10?15MPa，熱壓時(shí)間為30?40min，待處理完成后，使其自然冷卻至室溫，即可制備得紙基摩擦材料。
[0009]實(shí)例I
首先將聚丙烯腈基碳纖維，竹纖維與酚醛基碳纖維按質(zhì)量比1:1:2進(jìn)行混合后，置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的雙氧水中浸泡50min后，向其加入碳纖維混合物質(zhì)量3 %的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %的濃硫酸，對(duì)其攪拌混合，反應(yīng)15min，對(duì)其過(guò)濾，收集過(guò)濾物，并用去離子水對(duì)其洗滌3次，至其PH值為7.0;再將上述洗滌后的過(guò)濾物與蒸餾水按1: 2進(jìn)行混合后，向其加入過(guò)濾物質(zhì)量60 %的淀粉，對(duì)其攪拌均勻后，向其加入淀粉質(zhì)量40 %的淀粉酶，并對(duì)其進(jìn)行密閉反應(yīng)，控制溫度為37°C，反應(yīng)45min后，使其自然冷卻至室溫，得氨基酸混合濁液;再取40g的氫氧化鈉與400mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液進(jìn)行攪拌，直至氫氧化鈉完全溶解于乙醇溶液中，并對(duì)其加熱升溫，控制溫度為500