一種改進型紙基摩擦材料及其制造方法技術

一種改進型紙基摩擦材料，其主要組份的重量百分比為：基體采用竹纖維和無石棉復合纖維４０－６０％；摩擦劑采用硅藻土和二氧化硅５－１０％；摩擦調整劑：４－２０％；成形劑：腰果油改性酚醛樹脂１５－３５％。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種紙基摩擦材料，特別是一種用于制作機械、車輛、船舶等動力傳輸、制動總成中的摩擦片的紙基摩擦材料及其制造方法。
技術介紹
濕式紙基摩擦材料作為濕式離合器的主要摩擦材料，主要的應用領域之一是始自汽車自動變速器，這種離合器片吸收的能量較低，并有大量的冷卻油，設計上選擇紙基摩擦材料的動機是考慮到紙基摩擦材料是借助造紙技術發展起來的一種材料，能工業化生產，價格低，同時動靜摩擦系數高，可以使離合器的結構縮小。CN1084447C公開了“一種紙基摩擦材料及其制造方法”，它是選用竹纖維或/和木纖維作為基體，加入摩擦劑和摩擦調整劑，用熱固性樹脂FM2123P酚醛樹脂作為成形劑浸漬固結而成。這種紙基摩擦材料由于其基體沒有耐高溫的纖維材料，所選用的成形劑實質上又僅是一種未改性的普通酚醛樹脂，在實際使用中無論耐熱性和耐磨性都存在不足。上述專利所述的制造方法是采用濕式球磨法，這種方法每次都必須進行球料分離操作，顯然實現工業化生產難度較大，特別是為了提高摩擦系數，在摩擦劑中添加重晶石粉或鑄石粉，這兩種原料比重與紙纖維的比重相差十分懸殊，這在造紙工藝中，其下沉速度快，很難制造出成份均勻的紙基摩擦材料，從而造成產品性能不穩定，產品質量難控制。而且，大家也知道，紙基摩擦材料的生產工藝希望能控制紙基摩擦襯片的性能，使其與貼合在芯板上后的性能基本趨于一致，這就要求紙基摩擦材料浸漬成形劑后基本處于所要求的最終狀態，所有的成份都各就各位，處于最終的含量，沒有進一步的化學反應和密度孔隙率的變化，而上述專利所公開的方法中，成形劑浸漬后進行的是60-80℃的熱定形工藝，實際上這種工藝得到的紙基摩擦襯片的性能還未定形，因為普通酚醛樹脂的熔化溫度在100℃以上，凝膠固化溫度在150℃以上，可見用上述工藝后的紙基摩擦襯片貼合在芯板上進行熱固化，還要進一步發生化學反應，其密度和孔隙率都要發生變化，顯然該工藝難于控制最終產品的質量。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種摩擦系數高、耐磨性好、耐熱性優良的改進型紙基摩擦材料。本專利技術的另一目的在于提供產品質量易于控制的紙基摩擦材料的制造方法。本專利技術是這樣實現的一種改進型紙基摩擦材料，其主要組份的重量百分比為基體采用竹纖維和無石棉復合纖維(商品名稱NACF復合纖維)40-60％；摩擦劑采用硅藻土和二氧化硅5-10％；摩擦調整劑4-20％；成形劑腰果油改性酚醛樹脂15-35％。本專利技術由于基體采用了耐溫性能優良的無石棉復合纖維，以及與其他相關組份的合理配比，從而使本專利技術所述的紙基摩擦材料耐熱性能等得到提高。上述基體中竹纖維和無石棉復合纖維的配比量，以在基體總量不變的情況下，按3-4∶1配比為佳；上述摩擦劑中硅藻土和二氧化硅的配比量，以在摩擦劑總量不變的情況下，可任意配比。上述成形劑最好選用腰果油改性酚醛樹脂。上述摩擦調整劑是滑石粉或/和云母粉或/和石墨粉。為了提高產品的靜摩擦系數，摩擦調整劑中可適當加入丁晴橡膠粉，其加入量為摩擦調整劑總量的0-4％。本專利技術還可另加入著色劑即各種染料，其加入量為上述各組份總量的0-5％。為了進一步增加本專利技術所述的紙基摩擦材料的摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，上述成品可對其進行表面浸漬處理，所采用的表面浸漬劑為硅酸鹽和樹脂酒精混合溶液。上述硅酸鹽和樹脂酒精混合溶液具體是指至少含28％二氧化硅的硅酸鹽溶液和腰果油改性酚醛樹脂含量為3-4％的樹脂酒精混合溶液，且兩種溶液的混合配比關系是1-3∶1。本專利技術的另一目的是這樣實現的一種改進型紙基摩擦材料的制造方法，其特征在于按上述比例稱量各組份，并對基體、摩擦劑、摩擦調整劑進行疏解制得漿料；對漿料進行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化得成品。如果要提高摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，上述成品可再對其進行表面浸漬處理，熱固化得最終成品。借助造紙工藝發展起來的紙基摩擦材料，首先是把各組份作成漿料，進而在造紙機上實現摩擦原紙的抄造，為了使各組份在水中能得到均勻混合，在懸浮漿液中下沉速度相差不大，從而抄造出組份均勻、厚薄均勻的紙頁，各組份以下列參數為最佳竹纖維和無石棉復合纖維長度介于1.4-8mm之間，纖維平均直徑介于0.01-0.06mm之間；硅藻土的純度為88％，二氧化硅的純度為95％，硅藻土和二氧化硅的顆粒大小為-200目；石墨粉、滑石粉、云母粉顆粒形狀為鱗片狀，顆粒大小為-200目，丁腈橡膠粉顆粒大小為30-40目。一種改進型紙基摩擦材料的制造方法，其特征在于按上述比例稱量各組份，并對基體、摩擦劑、摩擦調整劑進行疏解制得漿料，加入著色劑進行染色；對染色后的漿料進行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化；用表面浸漬劑進行表面浸漬處理、熱固化得成品。制造改進型紙基摩擦材料的具體方法是將疏解后的含干基體量為25-30％的濕漿料，按比例加入摩擦劑和摩擦調整劑后，投料進攪拌機中，再加入含染料的水溶液即著色劑，水溶液總量為基體、摩擦劑和摩擦調整劑總量的5-8倍，水溶液溫度為80-90℃，攪拌時間20-30分鐘，之后放置2-4小時；再進行碎漿和抄造原紙，其中碎漿度為40°-50°，抄造原紙是在改良型的長網造紙機上；進行熱固化的溫度為160-180℃，固化時間為1-2小時；進行表面浸漬處理最好是待表面浸漬劑中的溶劑揮發后，再熱固化，熱固化的溫度仍為160-180℃，固化時間為1-2小時。本專利技術針對紙基摩擦材料的廣泛應用和可以通過配方和工藝的調整獲得各種水平摩擦性能的固有特點，提出一種用著色劑對漿料進行染色而得到不同顏色的紙基摩擦材料，也即用顏色來直觀地標明不同摩擦性能的紙基摩擦材料，這種特別適用于制造汽車自動變速器摩擦片紙基摩擦材料。本專利技術加入著色劑是這樣實現的它是根據摩擦片的顏色要求，而加入不同的染料和摩擦調整劑，比如淺色的加入滑石粉和云母粉，深色的加石墨粉；又比如欲得到桔黃色紙基摩擦材料是在漿料中加入直接染料黃色3％和紅色染料0.9％；欲得到褐灰色紙基摩擦材料是在漿料中加入直接染料黑色1％和嫩黃色染料0.2％；欲得到軍綠色紙基摩擦材料是在漿料中加入直接染料墨綠色1％和嫩黃色0.2％；欲得到黑色紙基摩擦材料是在漿料中加入直接染料黑色1.3％；欲得到咖啡色紙基摩擦材料是在漿料中加入直接染料深棕色1％和嫩黃色0.2％。在本專利技術中，舍棄了木纖維和FM2123P酚醛樹脂及重晶石粉和鑄石粉，而采用耐溫性能優良的無石棉復合纖維和腰果油改性酚醛樹酯，從而使本專利技術所述的紙基摩擦材料耐熱性能得到提高。這是因為木纖維僅是普通的紙纖維，而無石棉復合纖維的主要成份是硅、鈣、鋁、鎂等元素的氧化物，無論從對摩擦材料的增強效果和耐高溫性能都大大優于木纖維，而其纖維長度、粗細度及成本均與木纖維相當；在提高紙基摩擦材料的摩擦性能和耐熱性能等諸方面，腰果油改性酚醛樹脂均優于FM2123P酚醛樹脂；由于舍棄了重晶石粉和鑄石粉，所以在制造過程中，在水漿的混均工序更容易，產品的質量更于控制。為了改善本專利技術所述紙基摩擦材料的摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，在本專利技術中加入了一種摩擦材料的表面浸漬劑，解決了產品的初期磨損量，其耐磨性得到了極大地提高。大家知道，紙基摩擦材料是靠油膜來傳遞扭矩的，所以對紙基摩擦材料的表面狀態和對偶片的表面本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐子才，溫學成，
申請(專利權)人：徐子才，汪懋，卜京，溫學成，楊國東，
類型：發明
國別省市：