[發明專利]一種高性能環保紙基摩擦材料原紙及摩擦片的制作方法

有效

• 申請號: 201010108363.9
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101805589A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 陸趙情;張大坤;王志杰;花莉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;D21H13/50;D21H17/53;D21H17/37;D21H17/09;C08J5/14;F16D69/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種紙基摩擦材料原紙及其摩擦片的制作方法，特別涉及一種 可在剎車和離合器中工作的高性能紙基摩擦材料以及利用這種材料制作摩擦片 的方法。

背景技術

紙基摩擦材料是指利用濕法造紙工藝生產均質多物料原紙，然后通過模切、 浸漬、疊合熱壓成型的方法制備摩擦片，廣泛應用于工程機械、農業機械、礦 山機械、重型汽車、轎車和船舶等機械的離合和制動系統中用以傳遞扭矩、減 速和制動。

在中國，以往的摩擦材料廣泛采用干法粉末冶金模壓制造摩擦片。其優點 是一次成型，物料組成中可以充分的利用粉體摩擦原料，摩擦片的生產成本低 廉；其缺點是摩擦材料的孔隙結構得不到控制，影響摩擦性能的壓縮回彈不能 調節，摩擦系數低，動/靜摩擦差異大。而引進傳統意義上的紙基摩擦材料，其 主要采用用石棉作為增強纖維基體，利用石棉纖維高抗張強度、高撓性、耐化 學和熱侵蝕以及其價格低廉；但是石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病。同 時，隨著現代機械向著高速、重載的方向發展，對耐熱性好、壽命長的高級紙 基摩擦材料的需求，人們對無石棉紙基摩擦材料進行了研究和開發。

紙基摩擦材料的研究，國外主要集中在增強纖維、填料和調節劑、粘結劑， 工藝上進行了研究，例如：纖維的采用上美國專利552966中使用的是的5-35％ 芳綸纖維和15-55％的棉纖維；美國專利6331358中介紹使用25％的纖維素纖維 和15％的聚酰胺纖維；美國專利5989390中使用纖維索纖維、碳纖維和Novoloid 纖維(一種芳綸纖維)。粘結劑的使用上美國專利5529666中采用了30-15％的 Novolac樹脂(一種酚醛樹脂)和30-10％的硅酮樹脂；美國專利6331358和美國 專利6182804中也使用了酚醛樹脂和硅酮樹脂。填料和調節劑上美國專利 4256801加入了20-30％的層片狀石墨。工藝上美國專利6060536介紹了用造紙 機分別制造基層與摩擦層并合成紙基摩擦材料的方法。

中國專利03114475.6公開了一種碳纖維增強紙基摩擦材料及其制備方法，該方 法的主要特點是通過邊角料的回收利用，使生產成本降低。中國專利 040073261.2雙層紙基摩擦材料及摩擦片制作方法采用分別制造基層與摩擦層 并合成紙基摩擦材料的方法，同時還回收利用邊角料。

通過對以上專利的研究可以看到：紙基摩擦材料的應用中，對原材料的研究和 邊角料的回收應用都做得可行了，問題的關鍵是紙基摩擦材料的摩擦性能是由 原料和工藝共同影響的。例如：紙基摩擦材料的抄造原紙的勻度、孔隙結構； 浸漬工藝后摩擦材料摩擦片的壓縮回彈性能等等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能環保紙基摩擦材料及摩擦片制作方法， 此系列摩擦材料具有優良的摩擦性能，良好的導油、導熱和耐高溫性能，高強 的耐磨性能，可以用于高級汽車與建筑和礦場重載汽車的離合器和制動系統中。

本發明解決的技術方案：

組份的重量百分比例：

基體采用：碳纖維7-15％、短切芳綸纖維5-10％、芳綸漿粕5-10％和 竹纖維漿9-30％；

摩擦劑采用：硅藻土10-20％和腰果殼粉8-12％；

摩擦性能調節劑采用：橡膠顆粒2-4％、碳酸鈣5-10％和片狀石墨10- 15％；

成形黏結劑采用：氟橡膠1-2％、硅酮樹脂3-15％和酚醛樹脂3-15％。

一種采用權利要求1所述的高性能環保紙基摩擦材料制作摩擦材料原紙的 方法，

(1)先將竹纖維打漿，打漿濃度為1-4％，打漿度為25-50SR，再將碳纖維、 短切芳綸纖維和芳綸漿粕在聚氧乙烯PEO和苯磺酸鈉混合液中分散均勻，其質 量濃度為0.05-0.1％的苯磺酸鈉、質量濃度為0.05-0.1％聚氧乙烯PEO，再加入 質量濃度為0.01-0.05％聚丙烯酞胺；

(2)按常規造紙工藝抄造后，通過壓榨脫水和真空干燥制成原紙板，壓 榨工藝：壓力0.2-0.4MPa，時間1-3min；

(3)干燥工藝：真空度0.06-0.08MPa，溫度90-150℃，時間10-30min。

一種采用上述所述制作的摩擦材料原紙制作摩擦片的方法，