[發(fā)明專利]一種雙熱壓式復(fù)合摩擦材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710028824.X
• 申請(qǐng)日: 2007-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101074289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳東;謝小鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J5/14
• 分類號(hào): C08J5/14;C08L101/00;C08K7/06
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合摩擦材料，特別是涉及一種雙熱壓式復(fù)合摩擦材料及其制備方法。

背景技術(shù)

復(fù)合摩擦材料是將不同物化特性的材料與強(qiáng)度低、韌性好的高分子聚合物基體組成的。由于高分子材料通常不能承受高的應(yīng)力和高的溫度，為了提高高分子材料的屈服強(qiáng)度，都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性樹(shù)脂，一般為各種改性的酚醛樹(shù)脂。同時(shí)，為了達(dá)到理想的制動(dòng)效果和綜和機(jī)械性能，還需加入各種纖維，潤(rùn)滑材料，磨料以及填料，而其中的高聚物基體材料幾乎只是作為傳遞或分散載荷的媒介。因此，復(fù)合摩擦材料的強(qiáng)度主要取決于包括纖維在內(nèi)的其它組份與基體界面的粘結(jié)強(qiáng)度。目前，在各類摩擦制動(dòng)器中，復(fù)合摩擦材料使用的比例高達(dá)90％以上。

在復(fù)合摩擦材料的發(fā)展過(guò)程中，大量的專利技術(shù)和應(yīng)用研究用來(lái)完善和提高復(fù)合摩擦材料的摩擦學(xué)特性，使它更適用于汽車工業(yè)發(fā)展的需要。復(fù)合摩擦材料的組成是決定其摩擦學(xué)特性的主要因素，在構(gòu)成復(fù)合摩擦材料的諸多組份中，每種組份都對(duì)制動(dòng)效果起到一定的作用。在確定材料配方的過(guò)程中，需要進(jìn)行大量的對(duì)比試驗(yàn)。

復(fù)合摩擦材料的表面顏色和外觀形狀各有不同。但都是由粘結(jié)劑，增強(qiáng)纖維，磨料，潤(rùn)滑材料，填料五大類材料組成。其功用如下：

粘結(jié)劑：將增強(qiáng)纖維、磨料、潤(rùn)滑材料和填料等粉體材料粘合在一起。一般采用的是改性的酚醛樹(shù)脂。常用的有：腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂、丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂、芳脛改性酚醛樹(shù)脂和各種進(jìn)口高溫樹(shù)脂。

增強(qiáng)纖維：在摩擦材料的摩擦過(guò)程中起關(guān)鍵作用，可以起到增強(qiáng)作用及改善摩擦磨損性能特性。常用的增強(qiáng)纖維有：石棉纖維、鋼纖維、銅纖維、蛭石纖維、硅灰石纖維、海泡石纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維、碳纖維、聚丙烯腈纖維等。制動(dòng)材料中加入石棉纖維，具有柔韌性、摩擦系數(shù)高、價(jià)格低廉等特性，但在制作和使用過(guò)程中污染大氣及致癌。碳纖維和芳綸纖維具有強(qiáng)度高、耐熱、耐磨、耐腐蝕等一系列優(yōu)異性能是一種比較理想的增強(qiáng)纖維材料，但價(jià)格昂貴。陶瓷纖維具有耐熱、摩擦系數(shù)高、價(jià)格低等特性，但導(dǎo)熱性差，易使制動(dòng)材料出現(xiàn)裂紋。鋼纖維具有強(qiáng)度高、耐熱、導(dǎo)熱性好，摩擦系數(shù)高且來(lái)源廣泛價(jià)格低廉。

磨料：在摩擦材料中起到提高和穩(wěn)定高溫摩擦系數(shù)的作用。常用的磨料有：氧化鋁、氧化硅、硫酸鋯、氟化鈣、碳化硅、氧化鐵、鑄石粉和難熔金屬等。磨料應(yīng)具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，以保證摩擦過(guò)程中盡量多的能量消耗在磨粒的破損上，但也不能過(guò)高，否則在很大程度上磨損了對(duì)偶材料。同時(shí)對(duì)磨料的粒度大小也有一定的要求，太小起不了作用，太大則會(huì)增大對(duì)偶材料的磨損，甚至引發(fā)噪聲。

潤(rùn)滑材料：在摩擦材料中起到減小摩擦，提高耐磨性，并起到穩(wěn)定摩擦性能的作用，同時(shí)還有助于摩擦材料的壓模成型。常用的潤(rùn)滑材料有：石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、硫化亞銅、氮化硼、硫化銻、氧化鎂、鉛、鉍、銻、焦碳、滑石粉等。潤(rùn)滑材料隨著加入量的增加，耐磨性明顯提高，但摩擦系數(shù)會(huì)下降，材料的機(jī)械強(qiáng)度也會(huì)下降，故加入量不宜太多。

填料：在摩擦材料不僅可改善材料的物理特性，而且還可以起到調(diào)節(jié)制動(dòng)效果、抑制噪音和降低成本的作用。常用的填料有：高嶺土、長(zhǎng)石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、銅屑、石英粉、輪胎粉、橡膠粉、硅灰石粉等。填料是摩擦材料中不可缺少的組份。

專利CN02119505.6介紹了一種無(wú)石棉摩擦材料及制造方法；專利CN97112643介紹用毛發(fā)和鋼纖維替代石棉摩擦材料；專利CN02116595.5一種無(wú)石棉摩擦材料及制造方法等專利都采用的是一次熱壓成型的生產(chǎn)制造方法。以上的專利都屬于復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)制造。

目前，復(fù)合摩擦材料是將以上的這些材料根據(jù)配方和工藝要求，根據(jù)以下步驟制備：

第一步：將原材料按配方稱料，然后在高速混料機(jī)中充分混合。

第二步：將混合粉稱重放入模具內(nèi)。(或先冷壓)

第三步：熱壓成型，保證樹(shù)脂固化反應(yīng)完全。熱壓溫度要根據(jù)樹(shù)脂固化溫度來(lái)確定，一般在140℃以上；壓力12-20Mpa；保溫時(shí)間和放氣次數(shù)根據(jù)材料的形狀和大小來(lái)確定。

第四步：后處理。根據(jù)樹(shù)脂固化溫度來(lái)確定后處理溫度，一般在140℃以上；保溫時(shí)間：4-24h。

第五步：機(jī)械加工，噴漆。得到形狀、機(jī)械性能、摩擦磨損特性各異的復(fù)合摩擦材料。這就是目前生產(chǎn)復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)工藝流程。

上述方法用一次熱壓法生產(chǎn)復(fù)合摩擦材料，制造出來(lái)的摩擦制動(dòng)片，材料的粘接強(qiáng)度較低，同時(shí)孔隙率較少，摩擦表面光滑，易于產(chǎn)生摩擦制動(dòng)噪聲。

發(fā)明內(nèi)容