发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高耐磨扇形离合器摩擦块的制备方法，采用海泡石纤维和玄武岩纤维制备纤维基摩擦材料，以替代常规金属基摩擦材料，在保证摩擦块应用效果的基础上降低加工成本，海泡石纤维和玄武岩纤维相对于金属来说，来源广泛、加工低廉且回收容易，可以实现可持续发展。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

高耐磨扇形离合器摩擦块的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海泡石纤维置于马弗炉中，升温煅烧，冷却至80℃以下，再加入乙烯基三丁酮肟基硅烷和有机引发剂，惰性气体保护下进行超声反应，冷却至室温，破碎成微粉，得到改性海泡石纤维；

(2)向混合机中加入改性海泡石纤维、玄武岩纤维、超细聚四氟乙烯粉末和硅微粉，混合均匀，得到混合粉料；

(3)将混合粉料加入模具中，热压成型，设置热压温度在150-200℃，热压压力在10-20MPa，热压时间在5-20min，冷却，脱模，得到半成品；

(4)对半成品进行精加工，得到扇形离合器摩擦块。

所述海泡石纤维的煅烧温度为400-500℃，煅烧时间为1-3h。

所述海泡石纤维、乙烯基三丁酮肟基硅烷的质量比为100:20-50。

所述超声反应的温度为80-100℃，时间为2-10h。

所述有机引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种。

上述有机引发剂属于有机过氧化物引发剂，热稳定性好，引发效率高。

所述有机引发剂的摩尔量为乙烯基三丁酮肟基硅烷摩尔量的0.5-5％。

所述玄武岩纤维为短切玄武岩纤维，长度为1-3mm。

所述改性海泡石纤维、玄武岩纤维、超细聚四氟乙烯粉末、硅微粉的质量比为50-100:10-30:5-15:5-15。

玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃-1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料。玄武岩纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。以玄武岩纤维作为摩擦块的制备原料可以增强耐磨性能，制得高耐磨摩擦块。

海泡石纤维来源广泛，具有较好的耐磨性和耐热性，采用海泡石纤维作为摩擦块制备原料，不仅可以降低制备成本(相对于玄武岩纤维来说，海泡石纤维的价格相对较低，通过添加海泡石纤维可以减少玄武岩纤维的用量)，还可以保证摩擦块的耐磨性能。由于海泡石纤维吸附性强，在物料共混时容易出现团聚的问题，并且海泡石纤维的团聚还连带着影响玄武岩纤维的均匀分散，因此保证海泡石纤维在制备原料中的均匀分散是十分关键的。本发明基于物理改性和化学改性相结合的方式，采用乙烯基三丁酮肟基硅烷对海泡石纤维进行改性处理。乙烯基三丁酮肟基硅烷在引发剂作用下生成聚合物，该聚合物与海泡石纤维相互键合交联成网络结构的复合物，不仅可以改善海泡石纤维与摩擦块制备原料的相容性，还可以调控所制摩擦块的摩擦系数，使所制摩擦块不仅具有优良的耐磨性能并且摩擦系数适中，确保摩擦块的正常工作。

乙烯基三丁酮肟基硅烷属于液体，上述有机引发剂可以溶于乙烯基三丁酮肟基硅烷中，因此在改性海泡石纤维制备时没有添加反应溶剂，这样一来不仅可以降低制备成本，还提高了工艺环保性，在超声波作用下使乙烯基三丁酮肟基硅烷的转化率达到99％以上。

聚四氟乙烯具有优良的耐高温性、耐腐蚀性、电绝缘性和抗老化性，摩擦系数小，可以用来调控离合器摩擦块的摩擦系数；并且聚四氟乙烯的添加还可以保证半成品的顺利脱模，无需在热压模具上涂覆脱模剂，从而降低加工成本。

硅微粉具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、电绝缘和耐候的特点，添加硅微粉可以进一步优化摩擦块的耐磨性能，同时硅微粉的细小颗粒还能调控摩擦块的摩擦系数。

在摩擦块工作过程中摩擦生热会直接影响其使用寿命，因此除了要求摩擦块具有优良的耐磨性能以外，还要求其具有一定的导热性能。而海泡石纤维的导热系数低，这样就会直接影响摩擦块的导热效果。上述改性海泡石纤维不仅可以调控摩擦块的摩擦性能，还可以提高摩擦块的导热性能，使摩擦产生的热量得到快速散失，从而解决热量堆积所产生的不利影响。

本领域常规硅微粉的主要成分是二氧化硅，虽然二氧化硅具有导热性，但导热效果不佳，因此为了优化硅微粉的导热性，本发明还以自制硅微粉替代本领域常规的硅微粉，制备技术方案如下：

所述硅微粉是由石英粉和聚芳醚酮制成，其制备方法为：将聚芳醚酮加热至340℃以上保温搅拌，待聚芳醚酮完全熔融，加入石英粉混合，冷却，破碎成微粉，得到硅微粉。

所述石英粉、聚芳醚酮的质量比为10-20:1-10。

利用聚芳醚酮的结晶性来提高二氧化硅的导热系数，并且聚芳醚酮具有高强度，可以进一步优化摩擦块的摩擦性能。

本发明的有益效果是：本发明采用海泡石纤维和玄武岩纤维制备纤维基摩擦材料，以替代常规金属基摩擦材料，在保证摩擦块应用效果的基础上降低加工成本，海泡石纤维和玄武岩纤维相对于金属来说，来源广泛、加工低廉且回收容易，可以实现可持续发展。