本發(fā)明涉及一種車用低噪耐磨摩擦材料的制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
摩擦材料是一種應(yīng)用在動(dòng)力機(jī)械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動(dòng)和傳動(dòng)功能的部件材料，它主要包括制動(dòng)器襯片（剎車片）和離合器面片（離合器片）。以往技術(shù)中，摩擦材料一般包含有石棉成份，以滿足耐高溫的要求，但石棉成分的摩擦材料在制作和使用過程中，均會(huì)產(chǎn)生石棉粉懸浮在空氣中，容易造成空氣污染且對(duì)人體有害，因此，世界各國都相繼研制出無石棉摩擦材料。然而，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車等運(yùn)輸工具向高速、大型、重載方向發(fā)展，對(duì)制動(dòng)的安全性提出更高的要求，相對(duì)于大客車、重載車，越來越多的車輛逐步由鼓式制動(dòng)改為盤式制動(dòng)，這對(duì)摩擦材料性能穩(wěn)定性有更高的要求，對(duì)于鼓式制動(dòng)片其單位面積上所承受制動(dòng)的能量要遠(yuǎn)小于盤式片，在制動(dòng)的過程中，大量熱能聚集在摩擦片表面使其溫度劇烈升高，這就要求車輛在高速連續(xù)制動(dòng)的過程中必須有足夠的摩擦系數(shù)來保持安全制動(dòng)距離。
目前，機(jī)動(dòng)車輛和機(jī)械制動(dòng)控制的制動(dòng)摩擦片材料主要是樹脂基摩擦材料，但材料的樹脂基體在溫度超過250℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱分解，造成熱衰退，耐磨性降低，摩擦材料的使用壽命低。且該摩擦材料普遍采用的填料為粉狀碳酸鈣，是從礦山中采礦后粉碎而成，直徑約為0.04～0.05mm。粉狀碳酸鈣顆粒很小，在摩擦材料中作為無機(jī)填料填充于摩擦材料中組分之間的間隙，使得摩擦材料成品氣孔率降低，易導(dǎo)致剎車片在使用過程中產(chǎn)生制動(dòng)噪音。另外，市場上普遍采用的摩擦材料顆粒為黑顏色：由于汽車輪轂的顏色為銀色，黑色顆粒及原材料的應(yīng)用在制動(dòng)后產(chǎn)生黑色粉狀物會(huì)對(duì)輪轂造成顏色污染，導(dǎo)致輪轂外觀很臟，視覺效果很差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)樹脂基摩擦材料在高溫下產(chǎn)生熱分解，造成熱衰退，耐磨性降低，減少了其使用壽命，且存在摩擦材料成品在使用過程中產(chǎn)生制動(dòng)噪音的問題，本發(fā)明首先將甘蔗渣經(jīng)飽和石灰水浸泡、水洗后，用食用陳醋熏蒸，再利用低濃度氫氧化鈉溶液浸泡，經(jīng)洗滌干燥得預(yù)處理甘蔗渣，使甘蔗纖維耐熱性大大提高，降低材料在中高溫環(huán)境中的磨損率，再以糠胺、甲醛、腰果酚為原料，合成成品的固化材料，與研磨后的玄武巖纖維和預(yù)處理甘蔗渣按比例混合后，熱壓成型，烘干后得到車用低噪耐磨摩擦材料。本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料在使用過程中所產(chǎn)生的噪聲小，且在高溫下不易產(chǎn)生熱分解，而影響其耐磨性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取甘蔗渣300～500g，加入盛有800～1000mL飽和石灰水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至甘蔗渣吸水后完全浸沒于飽和石灰水中，浸泡4～6h后，過濾除去濾液，用去離子水洗滌浸泡后的甘蔗渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的甘蔗渣均勻平鋪于蒸籠中，隨后將蒸籠置于盛有1～2L食用陳醋的蒸鍋上，加熱熏蒸45～60min；
（2）待熏蒸結(jié)束，出料，使熏蒸后的甘蔗渣自然冷卻至室溫，再將其投入盛有600～800mL質(zhì)量濃度為3～5%氫氧化鈉溶液的燒杯中，隨后將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器上，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速為320～360r/min，于75～80℃條件下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4～6h，過濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的濾渣轉(zhuǎn)入75～80℃真空干燥箱中，干燥6～8h，得預(yù)處理甘蔗渣，備用；
（3）在帶攪拌器和回流冷凝管的三口燒瓶中，依次加入8～12mL糠胺，10～15mL甲醛，20～30g腰果酚，隨后將三口燒瓶置于65～70℃恒溫水浴鍋中，在520～580r/min轉(zhuǎn)速下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，再將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在75～80℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/3，得紅色粘稠液，備用；
（4）稱取200～250g玄武巖纖維，倒入研缽中，研磨10～15min，得玄武巖短纖維粉末；
（5）按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中，依次加入35～45份步驟（2）備用預(yù)處理甘蔗渣，20～28份步驟（3）制備的紅色粘稠液，30～40份玄武巖短纖維粉末，以1200～1400r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合10～15min，再將所得混合物料倒入模具中，隨后將模具置于熱壓機(jī)中，以160～170℃溫度，18～20MPa壓力，熱壓10～15min，脫模，將所得材料置于120～150℃烘箱中，烘干3～5h，出料，即得車用低噪耐磨摩擦材料。
本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料摩擦系數(shù)為0.3～0.5，硬度達(dá)到100H以上，壓縮強(qiáng)度高于140MPa，磨損率小于1.2×10-8mm3/Nm，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到79.82J/cm2以上，制動(dòng)時(shí)噪聲小于25.2dB。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料摩擦性能佳，摩擦系數(shù)為0.3～0.5；
（2）本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料耐磨性能優(yōu)越，磨損率小于1.2×10-8mm3/Nm；
（3）本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料所產(chǎn)生的噪聲小，制動(dòng)時(shí)噪聲小于25.2dB。
具體實(shí)施方式
首先稱取甘蔗渣300～500g，加入盛有800～1000mL飽和石灰水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至甘蔗渣吸水后完全浸沒于飽和石灰水中，浸泡4～6h后，過濾除去濾液，用去離子水洗滌浸泡后的甘蔗渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的甘蔗渣均勻平鋪于蒸籠中，隨后將蒸籠置于盛有1～2L食用陳醋的蒸鍋上，加熱熏蒸45～60min；待熏蒸結(jié)束，出料，使熏蒸后的甘蔗渣自然冷卻至室溫，再將其投入盛有600～800mL質(zhì)量濃度為3～5%氫氧化鈉溶液的燒杯中，隨后將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器上，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速為320～360r/min，于75～80℃條件下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4～6h，過濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的濾渣轉(zhuǎn)入75～80℃真空干燥箱中，干燥6～8h，得預(yù)處理甘蔗渣，備用；再在帶攪拌器和回流冷凝管的三口燒瓶中，依次加入8～12mL糠胺，10～15mL甲醛，20～30g腰果酚，隨后將三口燒瓶置于65～70℃恒溫水浴鍋中，在520～580r/min轉(zhuǎn)速下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～4h，再將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在75～80℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/3，得紅色粘稠液，備用；接著稱取200～250g玄武巖纖維，倒入研缽中，研磨10～15min，得玄武巖短纖維粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中，依次加入35～45份備用預(yù)處理甘蔗渣，20～28份制備的紅色粘稠液，30～40份玄武巖短纖維粉末，以1200～1400r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合10～15min，再將所得混合物料倒入模具中，隨后將模具置于熱壓機(jī)中，以160～170℃溫度，18～20MPa壓力，熱壓10～15min，脫模，將所得材料置于120～150℃烘箱中，烘干3～5h，出料，即得車用低噪耐磨摩擦材料。
實(shí)例1
首先稱取甘蔗渣500g，加入盛有1000mL飽和石灰水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至甘蔗渣吸水后完全浸沒于飽和石灰水中，浸泡6h后，過濾除去濾液，用去離子水洗滌浸泡后的甘蔗渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的甘蔗渣均勻平鋪于蒸籠中，隨后將蒸籠置于盛有2L食用陳醋的蒸鍋上，加熱熏蒸60min；待熏蒸結(jié)束，出料，使熏蒸后的甘蔗渣自然冷卻至室溫，再將其投入盛有800mL質(zhì)量濃度為5%氫氧化鈉溶液的燒杯中，隨后將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器上，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速為360r/min，于80℃條件下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6h，過濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的濾渣轉(zhuǎn)入80℃真空干燥箱中，干燥8h，得預(yù)處理甘蔗渣，備用；再在帶攪拌器和回流冷凝管的三口燒瓶中，依次加入12mL糠胺，15mL甲醛，30g腰果酚，隨后將三口燒瓶置于70℃恒溫水浴鍋中，在580r/min轉(zhuǎn)速下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h，再將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在80℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/3，得紅色粘稠液，備用；接著稱取250g玄武巖纖維，倒入研缽中，研磨15min，得玄武巖短纖維粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中，依次加入45份備用預(yù)處理甘蔗渣，28份制備的紅色粘稠液，40份玄武巖短纖維粉末，以1400r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合15min，再將所得混合物料倒入模具中，隨后將模具置于熱壓機(jī)中，以170℃溫度，20MPa壓力，熱壓15min，脫模，將所得材料置于150℃烘箱中，烘干5h，出料，即得車用低噪耐磨摩擦材料。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料摩擦系數(shù)為0.5，硬度達(dá)到110H，壓縮強(qiáng)度為145MPa，磨損率為1.1×10-8mm3/Nm，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到79.92J/cm2，制動(dòng)時(shí)噪聲為24.2dB。
實(shí)例2
首先稱取甘蔗渣300g，加入盛有800mL飽和石灰水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至甘蔗渣吸水后完全浸沒于飽和石灰水中，浸泡4h后，過濾除去濾液，用去離子水洗滌浸泡后的甘蔗渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的甘蔗渣均勻平鋪于蒸籠中，隨后將蒸籠置于盛有1L食用陳醋的蒸鍋上，加熱熏蒸45min；待熏蒸結(jié)束，出料，使熏蒸后的甘蔗渣自然冷卻至室溫，再將其投入盛有600mL質(zhì)量濃度為3%氫氧化鈉溶液的燒杯中，隨后將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器上，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速為320r/min，于75℃條件下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)4h，過濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的濾渣轉(zhuǎn)入75℃真空干燥箱中，干燥6h，得預(yù)處理甘蔗渣，備用；再在帶攪拌器和回流冷凝管的三口燒瓶中，依次加入8mL糠胺，10mL甲醛，20g腰果酚，隨后將三口燒瓶置于65℃恒溫水浴鍋中，在520r/min轉(zhuǎn)速下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，再將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在75℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/3，得紅色粘稠液，備用；接著稱取200g玄武巖纖維，倒入研缽中，研磨10min，得玄武巖短纖維粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中，依次加入35份備用預(yù)處理甘蔗渣，20份制備的紅色粘稠液，30份玄武巖短纖維粉末，以1200r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合10min，再將所得混合物料倒入模具中，隨后將模具置于熱壓機(jī)中，以160℃溫度，18MPa壓力，熱壓10min，脫模，將所得材料置于120℃烘箱中，烘干3h，出料，即得車用低噪耐磨摩擦材料。
本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料摩擦系數(shù)為0.3，硬度達(dá)到108H，壓縮強(qiáng)度為145MPa，磨損率為1.18×10-8mm3/Nm，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到80.82J/cm2，制動(dòng)時(shí)噪聲為24.2dB。
實(shí)例3
首先稱取甘蔗渣400g，加入盛有900mL飽和石灰水的燒杯中，用玻璃棒攪拌直至甘蔗渣吸水后完全浸沒于飽和石灰水中，浸泡5h后，過濾除去濾液，用去離子水洗滌浸泡后的甘蔗渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的甘蔗渣均勻平鋪于蒸籠中，隨后將蒸籠置于盛有1L食用陳醋的蒸鍋上，加熱熏蒸50min；待熏蒸結(jié)束，出料，使熏蒸后的甘蔗渣自然冷卻至室溫，再將其投入盛有700mL質(zhì)量濃度為4%氫氧化鈉溶液的燒杯中，隨后將燒杯置于數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器上，設(shè)定攪拌轉(zhuǎn)速為330r/min，于77℃條件下恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)5h，過濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾渣直至洗滌液成中性，再將洗滌后的濾渣轉(zhuǎn)入77℃真空干燥箱中，干燥7h，得預(yù)處理甘蔗渣，備用；再在帶攪拌器和回流冷凝管的三口燒瓶中，依次加入10mL糠胺，12mL甲醛，25g腰果酚，隨后將三口燒瓶置于67℃恒溫水浴鍋中，在530r/min轉(zhuǎn)速下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，再將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在77℃條件下，旋蒸濃縮至原體積的1/3，得紅色粘稠液，備用；接著稱取225g玄武巖纖維，倒入研缽中，研磨12min，得玄武巖短纖維粉末；最后按重量份數(shù)計(jì)，在混料機(jī)中，依次加入40份備用預(yù)處理甘蔗渣，26份制備的紅色粘稠液，35份玄武巖短纖維粉末，以1300r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合12min，再將所得混合物料倒入模具中，隨后將模具置于熱壓機(jī)中，以165℃溫度，19MPa壓力，熱壓12min，脫模，將所得材料置于130℃烘箱中，烘干4h，出料，即得車用低噪耐磨摩擦材料。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的車用低噪耐磨摩擦材料摩擦系數(shù)為0.4，硬度達(dá)到112H，壓縮強(qiáng)度為145MPa，磨損率為1.1×10-8mm3/Nm，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到81.82J/cm2，制動(dòng)時(shí)噪聲為24.2dB。