一种双热固性树脂分序浸渍纸基摩擦材料及其制备方法与应用

本发明属于湿式摩擦材料制备，具体涉及一种双热固性树脂分序浸渍纸基摩擦材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、湿式纸基摩擦材料一般由增强纤维、填料和树脂基体构成，广泛应用于湿式离合器、制动器及传动装置。树脂基体用于粘结纤维和填料、传递载荷并维持材料结构，其种类和浸渍状态会直接影响材料的力学性能、吸油性能和使用稳定性。

2、热固性树脂具有固化后强度高、耐热性好和结构稳定等特点，是纸基摩擦材料常用的粘结基体。可用于纸基材料浸渍的热固性树脂包括酚醛树脂、改性酚醛树脂、环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、热固性聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、呋喃树脂、有机硅树脂和热固性聚氨酯树脂等。不同热固性树脂在极性、溶解性、黏度、润湿性、柔韧性及固化温区等方面存在差异，合理配置不同树脂的引入阶段和工艺历程，是调节纸基摩擦材料结构与性能的重要途径。

3、现有技术通常采用单一树脂浸渍，或将多种树脂预先复配形成多元树脂体系后进行浸渍。cn122257299a公开了一种基于多元树脂复配的湿式纸基摩擦材料，采用低浓度第一次浸胶、中间热压和高浓度第二次浸胶工艺，并且第一多元树脂体系与第二多元树脂体系可以相同或不同。该技术能够对两个浸渍阶段的多元树脂总体配方进行调节，但在任一多元树脂体系中，各树脂组分仍以预先复配的状态共同进入纸基纤维网络，并共同经历该阶段的浸渍和热处理过程，因而难以将不同树脂组分分别作为单一树脂独立配置于不同浸渍阶段。

4、因此，有必要提供一种区别于多元树脂预混浸渍的分序浸渍方法，使每一浸渍阶段分别采用单一且不同的热固性树脂，并使两种树脂分别经历不同的浸渍和热处理过程，从而实现树脂种类、引入次序及工艺条件的分阶段独立调节。

技术实现思路

1、为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于解决多元树脂预混浸渍时，各树脂组分在同一阶段共同引入、难以分别独立配置于不同浸渍阶段的问题，提供一种每一浸渍阶段分别采用单一且不同的热固性树脂的分序浸渍制备方法；其中优选采用环氧改性酚醛树脂预浸、腰果壳油改性酚醛树脂复浸。

2、本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的湿式纸基摩擦材料。

3、本发明的再一目的在于提供上述湿式纸基摩擦材料在湿式离合器、制动器或传动装置中的应用。

4、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

5、一种双热固性树脂分序浸渍纸基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

6、（1）将纸基摩擦材料原纸置于第一浸渍液中进行第一次浸渍，除去第一次浸渍后原纸表面的多余浸渍液，对所述原纸进行干燥，随后进行热压预成型；

7、（2）将热压预成型后的原纸置于第二浸渍液中进行第二次浸渍，除去第二次浸渍后原纸表面的多余浸渍液，依次进行干燥和热固化，得到所述湿式纸基摩擦材料；

8、所述第一浸渍液中的树脂组分由第一热固性树脂组成，所述第二浸渍液中的树脂组分由第二热固性树脂组成，且第一浸渍液的树脂质量浓度低于第二浸渍液的树脂质量浓度。

9、优选地，所述第一浸渍液和第二浸渍液分别配制；第一浸渍液中的树脂组分不含第二热固性树脂及其他树脂，第二浸渍液中的树脂组分不含第一热固性树脂及其他树脂。

10、优选地，所述浸渍液还可包含溶剂、固化剂、促进剂以及不作为树脂基体的常规助剂。

11、优选地，所述第一热固性树脂和第二热固性树脂各自独立地选自酚醛树脂、改性酚醛树脂、环氧树脂、苯并噁嗪树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、热固性聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、呋喃树脂、有机硅树脂或热固性聚氨酯树脂中的一种，且第一热固性树脂与第二热固性树脂不同。

12、优选地，所述改性酚醛树脂可选自环氧改性酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、橡胶改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂或双马来酰亚胺改性酚醛树脂。进一步优选地，第一热固性树脂为环氧改性酚醛树脂，第二热固性树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。

13、优选地，所述第一热固性树脂和第二热固性树脂可根据其溶解性、黏度、对纸基纤维网络的浸润性及固化温区进行匹配。第一热固性树脂宜能够以较低浓度浸渍液进入纸基纤维网络，并适于在中间热压过程中进行预成型；第二热固性树脂宜适于在热压预成型后进行第二次浸渍，并在后续热处理过程中完成固化。不同树脂组合所采用的溶剂、固化剂、促进剂、干燥条件、热压温度及最终固化条件可依据相应树脂的溶解和固化特性进行调整。

14、优选地，第一热固性树脂为环氧改性酚醛树脂，第二热固性树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。

15、优选地，第一浸渍液的树脂质量浓度为0.5%～8%，第二浸渍液的树脂质量浓度为8%～30%；

16、进一步优选地，第一浸渍液的树脂质量浓度为1%～5%，第二浸渍液的树脂质量浓度为20%～24%；两者分别采用1%与24%、2%与23%、3%与22%、4%与21%或5%与20%的浓度组合。

17、优选地，步骤（1）所述第一次浸渍的时间为3～8 min，第一次浸渍后的干燥温度为60～70 ℃，干燥时间为20～40 min；热压预成型温度为160～180 ℃，压力为8～15 mpa，时间为0.5～2 min；

18、步骤（2）所述第二次浸渍时间为10～20 min，第二次浸渍后的干燥温度为60～70℃，干燥时间为20～40 min，热固化温度为190～210 ℃，时间为30～50 min。

19、所述原纸的增强纤维和填料可根据湿式纸基摩擦材料的应用要求进行选择。

20、优选地，所述纸基摩擦材料原纸由增强纤维和填料经混合抄造得到；所述增强纤维选自碳纤维、棉纤维、芳纶浆粕中的至少一种，所述填料选自硅藻土、石墨和摩擦粉中的至少一种。

21、一种双热固性树脂分序浸渍纸基摩擦材料，由上述方法制备得到。

22、上述双热固性树脂分序浸渍纸基摩擦材料在湿式离合器、制动器或传动装置中的应用。

23、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

24、（1）本发明在第一次浸渍和第二次浸渍中分别采用单一且不同的热固性树脂，各浸渍液的树脂组分均不含其他树脂，使两种树脂分别独立经历相应阶段的浸渍和热处理过程，形成区别于多元树脂预先复配后共同浸渍的树脂引入方式，并可分别调节两个阶段的树脂种类、引入次序及浸渍液浓度。

25、（2）在最终上胶量均约为33%的条件下，采用ep-pf预浸、cnsl-pf复浸所得材料的剪切强度和洛氏硬度，不仅高于cnsl-pf预浸、ep-pf复浸的反向配置，也高于前后两次均采用ep-pf或前后两次均采用cnsl-pf的同树脂浸渍方案。

26、（3）在最终上胶量为33.01%～33.22%的代表性样品中，ep-pf预浸、cnsl-pf复浸所得材料的剪切强度和洛氏硬度分别为1.8 mpa和77.8 hrr；cnsl-pf预浸、ep-pf复浸所得材料分别为1.1 mpa和69.4 hrr；前后两次均采用ep-pf所得材料分别为1.3 mpa和67.5 hrr；前后两次均采用cnsl-pf所得材料分别为1.5 mpa和74.4 hrr。

27、（4）第一次浸渍后的中间热压能够对材料进行定型和控厚，第二次浸渍用于进一步补充树脂并完成后续固化；所述工艺可利用现有纸基摩擦材料浸渍、热压和固化设备实施。