[發(fā)明專利]摩擦材料用無石棉復(fù)合增強(qiáng)纖維及其生產(chǎn)工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810019016.1
• 申請(qǐng)日: 2008-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN101235153A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓德忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓德忠
• 主分類號(hào): C08J5/10
• 分類號(hào): C08J5/10;C08J5/14;C09K3/14
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無石棉復(fù)合纖維，具體為一種低成本的無石棉摩擦材料用復(fù)合增強(qiáng)纖維及其生產(chǎn)工藝，屬于制動(dòng)摩擦材料增強(qiáng)纖維，主要用于填加于汽車摩擦片內(nèi)，以增強(qiáng)產(chǎn)品的耐摩擦性能。

背景技術(shù)

增強(qiáng)纖維是摩擦材料的重要組分，是主要承載單元，起骨架作用，使材料具有一定的強(qiáng)度和韌性，可經(jīng)受沖擊、剪切、拉伸等機(jī)械作用而不出現(xiàn)裂紋、斷裂、崩缺等機(jī)械損傷，對(duì)材料的摩擦磨損等性能有著重要影響，增強(qiáng)纖維應(yīng)滿足如下性能要求：足夠的強(qiáng)度和模量以及較好的韌性；在一定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的摩擦系數(shù)及適當(dāng)?shù)哪Σ翐p耗；較高的熱分解溫度，在一定溫度范圍內(nèi)不發(fā)生熱分解、脫水、相變等以及較高的高溫分解殘?zhí)悸剩环稚⑿院茫c基體較好的相容性；適當(dāng)?shù)挠捕龋划a(chǎn)生嚴(yán)重的噪音；量廣、價(jià)廉、無毒性、不污染環(huán)境。石棉作為摩擦材料的增強(qiáng)纖維有一定的歷史，如今石棉代用纖維雖有不少，但仍有一些問題需解決：易結(jié)團(tuán)、分散性差、混合性不好、價(jià)格偏高等。例如美國(guó)Dupont公司出品的Kevlar纖維性能雖較好，但價(jià)格十分昂貴，目前僅用于高檔轎車。為保持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，研制新型低成本可適用于摩擦材料的大生產(chǎn)，可降解無石棉摩擦材料的增強(qiáng)復(fù)合纖維迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新型低成本的摩擦材料用無石棉復(fù)合增強(qiáng)纖維，該纖維環(huán)保、可降解無污染，填加后能增加摩擦材料的抗沖擊強(qiáng)度，在高溫使用時(shí)摩擦系數(shù)穩(wěn)定，摩耗較小。

本發(fā)明的另一目的是提供上述復(fù)合增強(qiáng)纖維的生產(chǎn)工藝，該工藝方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，適于摩擦材料的生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

摩擦材料用無石棉復(fù)合增強(qiáng)纖維，其特征在于它由以下重量份的原料組成：

礦巖棉或粒狀棉50～80份，麻纖維占2～10份，木質(zhì)纖維3～8份，云母粉或陶粉2～20份，偶聯(lián)劑或相容劑1～5份。

偶聯(lián)劑選用硅炳偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑，相容劑選用羥丙基纖維素，所用云母粉或陶粉選用細(xì)度為0.003-0.005μm的納米級(jí)材料。

礦巖棉或粒狀棉主要由以下重量份原料經(jīng)高溫熔爐抽絲生成，其中玄武巖18-20份，輝綠巖58-62份，石灰?guī)r8-12份，白云巖6-12份，冶金焦碳1-3份。

復(fù)合增強(qiáng)纖維的生產(chǎn)工藝包括以下步驟：首先取上述重量份原料，先將礦巖棉或粒狀棉進(jìn)行切割，再通過離心機(jī)水洗除渣得主纖維，并控制渣球含量小于0.5-1％。

主纖維中加入植物纖維(麻纖維與木質(zhì)纖維)和功能纖維(云母粉或陶粉)在2000～2500轉(zhuǎn)高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，然后在滾筒式烘干機(jī)或干燥機(jī)中進(jìn)行混合烘干，并同時(shí)噴入偶聯(lián)劑或相容劑，烘干溫度105-150℃，烘干時(shí)間1-2小時(shí)，即得到復(fù)合增強(qiáng)纖維。所用云母粉或陶粉選用細(xì)度為0.003-0.005μm的納米級(jí)材料。由于植物纖維的麻纖維與木質(zhì)纖維長(zhǎng)度會(huì)較長(zhǎng)，在混合前先要進(jìn)行切割。

本發(fā)明的特色是“100％無石棉”、“高溫摩擦系數(shù)穩(wěn)定”、“可降解”、“高分散性”、“高吸附性”與“低成本”，研發(fā)的無石棉可降解高性能汽車剎車片增強(qiáng)纖維，實(shí)現(xiàn)“傳統(tǒng)材料的高性能化”與“傳統(tǒng)材料的環(huán)保化”，首次從輝綠巖、石灰?guī)r、炭煤磚、石油焦炭等原料中研制出的一種新型纖維。在理論上有所突破，在工程應(yīng)用上有所創(chuàng)新，并能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應(yīng)用于生產(chǎn)。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)100％無石棉復(fù)合增強(qiáng)纖維為一種新產(chǎn)品。

從灰綠巖、玄武巖、礦渣等材料通過高溫溶融、水洗除渣抽絲、有機(jī)偶聯(lián)、高速切割并添加一定量的植物纖維、功能性纖維經(jīng)特殊工藝精制而成復(fù)合型摩擦材料專用增強(qiáng)纖維，100％無石棉，該產(chǎn)品主材料為無機(jī)材料、環(huán)保可降解、無污染。

(2)本產(chǎn)品使用方法簡(jiǎn)單，便于摩擦片材料的大生產(chǎn)。

(3)本產(chǎn)品增強(qiáng)性好，曲折率高，可以增加摩擦材料的抗沖擊強(qiáng)度，在高溫使用時(shí)摩擦系數(shù)穩(wěn)定，摩耗較小，適應(yīng)摩擦材料片生產(chǎn)的需要。

(4)由于纖維表面通過特殊的有機(jī)偶聯(lián)劑處理，親和性好，與摩擦材料配方中樹脂及其它組份材料聯(lián)接性優(yōu)良，不會(huì)傷害摩擦材料的配偶。

(5)本產(chǎn)品的纖維添加一定量納米材料，即納米級(jí)云母粉或陶粉的加入，并通過混合烘干，從而進(jìn)行膨化處理，使得到的纖維比表面積大，且呈絨毛狀，具有優(yōu)良的吸附性能，在摩擦材料使用過程中具有極好的恢復(fù)性，可以明顯提高剎車片的使用壽命。

(6)本材料纖維的臨界形態(tài)比為(L/d)，可以通過控制纖維的直徑(d)和纖維的長(zhǎng)度(L)來調(diào)節(jié)，滿足客戶對(duì)纖維形貌的要求。