CN103570957B - 一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法 - Google Patents

一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，将改性酚醛树脂溶解在无水乙醇中得溶液A；在真空浸渍槽中放入筛网并将碳布置于筛网上，密封真空浸渍装置，然后抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取溶液A进入真空浸渍槽中，使清洗后的碳布浸没到溶液A中浸渍1-5分钟，最后将溶液A从真空浸渍槽中抽出后取出样品B晾干得样品C；将样品C于硫化机上热压成型，即得到真空浸渍碳布湿式摩擦材料。本发明在真空条件下可以使碳布孔隙中的空气在抽真空过程逸出，有利于树脂溶液的迅速扩散，从而使浸渍时间大幅度缩短，并且使树脂分布更为均匀，从而保证了硫化过程中树脂网状结构的连续性，有效提高了碳布湿式摩擦材料的摩擦学性能。

Description

一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法
技术领域
本发明属于摩擦材料领域，具体涉及一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法。
背景技术
湿式摩擦材料是指工作于润滑油、润滑脂等润滑介质中的摩擦材料，用于实现装置的传扭制动功能。主要应用于汽车自动变速器、差速器、同步器、扭矩管理器以及其它湿式离合器中。
“公开号为CN102757621A的中国专利”公开了一种湿式复合摩擦材料及其制备方法，摩擦材料的组分包括：作为材料骨架的炭纤维布、热固性树脂、固化剂和摩擦性能调节剂。制备方法为将丙酮或无水乙醇作为溶剂、酚醛树脂、乙二胺和陶瓷颗粒一次混合并进行超声波分散，制成混合均匀、粘度适中的浸渍液，然后浸渍炭纤维布，干燥后对炭纤维布进行热压固化及后续固化热处理。同样，“公开号是CN102031087A的中国专利”公开了一种重载差速器用湿式摩擦材料及其制备方法，其主要由质量百分比为40-50％的碳布、质量百分比为25-40％的改性酚醛树脂、质量百分比为2-10％的石墨、质量百分比为3-8％的氧化铝和质量百分比为10-20％的填料制备而成。其浸渍过程为将碳布平铺在预先制备的酚醛树脂溶液中，使溶液浸渗到碳布中，然后自然晾干，获得摩擦材料预制体。由于上述两种摩擦材料使用的浸渍方法为普通浸渍方法，即将碳布直接放入酚醛树脂溶液中浸渍，使得酚醛树脂溶液浸渍不够均匀，从而导致了摩擦材料的摩擦稳定性下降。同时，浸渍时间一般需要6h左右，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，该方法浸渍时间短，并且使树脂能够均匀的分布在碳布上，有效提高了碳布湿式摩擦材料的摩擦学性能。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为包括以下步骤：
1)将改性酚醛树脂溶解在无水乙醇中，得溶液A；
2)在真空浸渍槽中放入筛网，并将清洗后的碳布置于筛网上，密封真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取溶液A进入真空浸渍槽中，使清洗后的碳布浸没到溶液A中，再浸渍1-5分钟，最后将溶液A从真空浸渍槽中抽出后取出碳布晾干，得样品C；
3)将样品C于硫化机上热压成型，即得到真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
所述的步骤1)中每375-1000g的改性酚醛树脂溶解在1500mL无水乙醇中。
所述的步骤1)溶液A采用如下方法配制的：将改性酚醛树脂加入到无水乙醇中，磁力搅拌1-3小时，并静置直到改性酚醛树脂溶于无水乙醇中。
所述的步骤1)中改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂或硼改性酚醛树脂。
所述的步骤2)中的碳布是采用如下方法进行清洗的：将碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，然后放于无水乙醇中浸泡24小时，在自然条件下晾干。
所述的步骤2)中碳布的机织类型为平纹、斜纹或缎纹。
所述的步骤3)热压成型的热压温度为160℃，热压时间为5-10分钟，热压压力为5-8MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明将碳布置于真空浸渍装置的真空浸渍槽中，待装置抽真空后，在真空条件下浸渍一段时间，这样就能够使碳布孔隙中的空气在抽真空过程中逸出，有利于改性酚醛树脂溶液的迅速扩散，从而使浸渍时间大幅度缩短，并且使树脂分布更为均匀，保证了硫化过程中树脂网状结构的连续性，有效提高了碳布湿式摩擦材料的摩擦学性能。
附图说明
图1为空气条件下浸渍的碳布湿式摩擦材料；
图2为真空条件下浸渍的碳布湿式摩擦材料；
图3为真空和空气浸渍条件下浸渍碳布湿式摩擦材料动摩擦系数随制动次数的变化趋势。
具体实施方式
实施例1：
1)将375g的腰果壳油改性酚醛树脂加入到1500mL的无水乙醇中，磁力搅拌1小时，并静置24小时，此时腰果壳油改性酚醛树脂全部溶于无水乙醇中，得溶液A；
2)将平纹碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，并放于无水乙醇中浸泡24小时后取出，自然条件下晾干，得清洗后的碳布，即样品B；
3)在真空浸渍槽中放入一个直径为25cm的铁质容器，铁质容器里放入一个直径20cm、高25mm、目数为200目的筛网，并将样品B置于筛网上，密封真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取1500mL的溶液A进入真空浸渍槽中，使样品B浸没到溶液A中，浸渍1分钟后，将溶液A从真空浸渍槽中全部抽出后取出样品B，自然条件下晾干，得样品C；
4)将样品C于硫化机上热压成型，控制热压温度为160℃，热压时间为5分钟，热压压力为5MPa，即得到树脂交联均匀的真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
实施例2：
1)将643g的硼改性酚醛树脂加入到1500mL的无水乙醇中，磁力搅拌2小时，并静置24小时，此时硼改性酚醛树脂全部溶于无水乙醇中，得溶液A；
2)将缎纹碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，并放于无水乙醇中浸泡24小时后取出，自然条件下晾干，得清洗后的碳布即样品B；
3)在真空浸渍槽中放入一个直径为25cm的铁质容器，铁质容器里放入一个直径20cm、高25mm、目数为200目的筛网，并将样品B置于筛网上，密封将真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取1500mL的溶液A进入真空浸渍槽中，使样品B浸没到溶液A中，浸渍2分钟后，将溶液A从真空浸渍槽中全部抽出后取出样品B，自然条件下晾干，得样品C；
4)将样品C于硫化机上热压成型，控制热压温度为160℃，热压时间为7分钟，热压压力为6MPa，即得到树脂交联均匀的真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
实施例3：
1)将807g的丁腈橡胶改性酚醛树脂加入到1500mL的无水乙醇中，磁力搅拌2小时，并静置24小时，此时丁腈橡胶改性酚醛树脂全部溶于无水乙醇中，得溶液A；
2)将斜纹碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，并放于无水乙醇中浸泡24小时后取出，自然条件下晾干，得清洗后的碳布即样品B；
3)在真空浸渍槽中放入一个直径为25cm的铁质容器，铁质容器里放入一个直径20cm、高25mm、目数为200目的筛网，并将样品B置于筛网上，密封真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取1500mL的溶液A进入真空浸渍槽中，使样品B浸没到溶液A中，浸渍3分钟后，将溶液A从真空浸渍槽中全部抽出后取出样品B，自然条件下晾干，得样品；
4)将样品C于硫化机上热压成型，控制热压温度为160℃，热压时间为8分钟，热压压力为7MPa，即得到树脂交联均匀的真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
实施例4：
1)将1000g的丁腈橡胶改性酚醛树脂加入到1500mL的无水乙醇中，磁力搅拌3小时，并静置24小时，此时丁腈橡胶改性酚醛树脂全部溶于无水乙醇中，得溶液A；
2)将斜纹碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，并放于无水乙醇中浸泡24小时后取出，自然条件下晾干，得清洗后的碳布即样品B；
3)在直径为29cm的真空浸渍槽中放入一个直径为25cm的铁质容器，铁质容器里放入一个直径20cm、高25mm、目数为200目的筛网，并将样品B置于筛网上，密封真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取1500mL溶液A进入真空浸渍槽中，使样品B浸没到溶液A中，浸渍5分钟后，将溶液A从真空浸渍槽中全部抽出后取出样品B，自然条件下晾干，得样品C；
4)将样品C于硫化机上热压成型，控制热压温度为160℃，热压时间为10分钟，热压压力为8MPa，即得到树脂交联均匀的真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
从图1和图2可以看出，真空条件下浸渍的真空浸渍碳布湿式摩擦材料树脂浸渍比较均匀，没有颗粒状杂质，而且由图3连续制动500次摩擦磨损实验中动摩擦系数的变化趋势可以看出，真空条件下浸渍的碳布湿式摩擦材料动摩擦系数稳定在0.133左右，比空气条件下浸渍的碳布湿式摩擦材料高，其动摩擦系数变化幅度也比较小，说明在长时间制动过程中，真空条件下浸渍的碳布湿式摩擦材料稳定好，其磨损率也从6.15×10-8cm-3/J降低到3.22×10-8cm-3/J。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术法案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照每1500mL无水乙醇中溶解375-1000g改性酚醛树脂的比例将改性酚醛树脂溶解在无水乙醇中，得溶液A；
2)在真空浸渍槽中放入筛网，并将清洗后的碳布置于筛网上，碳布的清洗方法为：将碳布裁剪成12cm×12cm的正方形，然后放于无水乙醇中浸泡24小时，在自然条件下晾干，密封真空浸渍装置，然后将真空浸渍装置抽真空，直到真空度达到10KPa，利用真空压力抽取溶液A进入真空浸渍槽中，使清洗后的碳布浸没到溶液A中，再浸渍1-5分钟，最后将溶液A从真空浸渍槽中抽出后取出碳布晾干，得样品C；
3)将样品C于硫化机上热压成型，即得到真空浸渍碳布湿式摩擦材料。
2.根据权利要求1所述的制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，其特征在于：所述的步骤1)溶液A采用如下方法配制的：将改性酚醛树脂加入到无水乙醇中，磁力搅拌1-3小时，并静置直到改性酚醛树脂溶于无水乙醇中。
3.根据权利要求1所述的制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，其特征在于：所述的步骤1)中改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂或硼改性酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，其特征在于：所述的步骤2)中碳布的机织类型为平纹、斜纹或缎纹。
5.根据权利要求1所述的制备真空浸渍碳布湿式摩擦材料的方法，其特征在于：所述的步骤3)热压成型的热压温度为160℃，热压时间为5-10分钟，热压压力为5-8MPa。
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