無金屬無石棉工業(yè)用摩擦材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的用于存在大量可燃易爆氣體環(huán)境，以及潮濕易銹環(huán)境下的制動器用摩擦材料及其制造技術(shù)。本發(fā)明的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料是將非金屬纖維材料、粘合材料、增摩材料、潤滑材料、填料的原材料通過混合、模壓、熱處理、后處理工藝制成，本發(fā)明的非金屬類纖維材料的組分包括芳綸纖維、玻璃纖維、工程纖維。本發(fā)明提供的無石棉無金屬摩擦材料及其制造方法，它能夠安全適用于存在大量可燃易爆氣體環(huán)境，以及潮濕易銹環(huán)境的機械制動，特別是礦井、船舶、港口等特殊環(huán)境對摩擦材料的高性能要求。
【專利說明】無金屬無石棉工業(yè)用摩擦材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是礦山、采油、船舶、冶金等工業(yè)行業(yè)廣泛使用的制動器用摩擦材料 的制造技術(shù)，特別是用于存在大量可燃易爆氣體環(huán)境，以及潮濕易銹環(huán)境下的制動器用摩 擦材料及其制造技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦材料至今已有百余年的歷史，在其發(fā)展歷程中，一直以石棉基產(chǎn)品為主。自 1972年國際腫瘤醫(yī)學討論會確認石棉對人體的致癌危害性問題后，摩擦材料制造業(yè)的無石 棉化運動首先在歐美國家興起，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會以及國際標準委員會有關(guān)標準中明 文規(guī)定：禁止生產(chǎn)、銷售和使用石棉產(chǎn)品。國家技術(shù)監(jiān)督局在國家標準GB12676-1999中強 制規(guī)定："從2003年10月1日起，制動襯片不應(yīng)含有石棉"。
[0003] 作為摩擦材料中的骨架增強材料，棄用石棉就必須找到其它替代纖維。二十世紀 八十年代誕生的半金屬基摩擦材料的金屬纖維替代了石棉纖維并迅速得到推廣和普及，半 金屬基摩擦材料和金屬基摩擦材料至今仍占據(jù)著摩擦材料制品的重大份額。
[0004] 但由于金屬纖維（主要指鋼纖維）的物理、化學性能指標有其自身不同于石棉等 其他無機纖維的特征，大量金屬成份的存在，導(dǎo)致產(chǎn)品存在：硬度高、易銹蝕、導(dǎo)熱率高、摩 擦過程容易產(chǎn)生火花等缺陷。這些缺陷的存在，對于存在大量可燃易爆氣體的環(huán)境（如礦 井），以及潮濕易銹環(huán)境的（如船舶、港口）有可能引發(fā)的安全隱患、抗銹蝕差等一系列問 題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是：提供一種無石棉無金屬摩擦材料及其制造方法，它采 用工程纖維取代慣用的金屬纖維，能夠安全適用于存在大量可燃易爆氣體環(huán)境，以及潮濕 易銹環(huán)境的機械制動，特別是礦井、船舶、港口等特殊環(huán)境對摩擦材料的高性能要求。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，組分重量百分比為：非金屬纖維材料15?25%、 粘合材料10?25%、增摩材料15?20%、潤滑材料4?10%、填料余量，所述非金屬類纖 維材料的組分包括芳綸纖維，玻璃纖維，工程纖維。
[0008] 上述非金屬類纖維材料各組分占摩擦材料總重量的百分比為：芳綸纖維1?3%， 玻璃纖維8?11 %，工程纖維3?5%。
[0009] 上述粘合材料的組分包括改性酚酸樹脂，粉末丁腈橡膠，其中粘合材料各組分占 摩擦材料總重量的百分比為：改性酚酸樹脂9?16%，粉末丁腈橡膠3?6%。
[0010] 上述增摩材料的組分包括沉淀硫酸鋇，鋯英石，鋁礬土，碳化硅，其中增摩材料各 組分占摩擦材料總重量的百分比為：沉淀硫酸鋇3?8%，鋯英石2?5%，鋁礬土 3-9%， 碳化娃0· 3?1 %。
[0011] 上述潤滑材料的組分包括石墨，硫化膠粉，其中潤滑材料各組分占摩擦材料總重 量的百分比為：石墨1?5%，硫化膠粉1?3%。
[0012] 上述填料是重晶石、摩擦粉、蛭石、云母和炭黑粉的粉?；旌衔?。其中各填料重量 百分比含量為：重晶石5?10%，摩擦粉1?3%，蛭石5?10%，云母6?12%，炭黑粉 0· 5 ?3%。
[0013] 制備方法包括以下步驟：
[0014] 1、配料：按照上述各組分材料的重量百分比稱取原料。
[0015] 2、混合：將稱量配制后的粉狀料用犁耙式混料機攪拌混合20?30分鐘。
[0016] 3、模壓：將混合后的粉狀料投入液壓式成型機中進行模壓，出模冷卻后得到成型 產(chǎn)品。
[0017] 固化壓制工藝是：溫度150?180°C '，壓力8?20MPa，壓制時間5?8分鐘，頭3 分鐘每隔10?20秒排氣一次。
[0018] 還可以進一步包括以下步驟
[0019] 4、熱處理：將成型產(chǎn)品放入烘箱中進行8?10小時的烘干，烘干溫度為140? 220。。。
[0020] 5、后處理工序：將烘干后的產(chǎn)品通過磨削加工、噴漆處理和附件裝配工序，制成無 石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料。
[0021] 本發(fā)明其組成中無石棉無金屬，含有多種有機及無機材料，具有如下優(yōu)異的摩擦 性能指標和機械力學性能指標：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，組分重量百分比為：非金屬纖維材料15 - 25%、粘合 材料10 - 25%、增摩材料15 - 20%、潤滑材料4 一 10%、填料余量，所述非金屬類纖維材料的 組分包括芳綸纖維，玻璃纖維，工程纖維。
2. 如權(quán)利要求1所述的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，其特征在于，所述非金屬類纖 維材料各組分占摩擦材料總重量的百分比為：芳綸纖維1 一 3%，玻璃纖維8 - 11%，工程纖 維 3 - 5%。
3. 如權(quán)利要求1所述的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，其特征在于，所述粘合材料的 組分包括改性酚酸樹脂，粉末丁腈橡膠，其中粘合材料各組分占摩擦材料總重量的百分比 為：改性酚酸樹脂9 一 16%，粉末丁腈橡膠3 - 6%。
4. 如權(quán)利要求1所述的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，其特征在于，所述增摩材料的 組分包括沉淀硫酸鋇，鋯英石，鋁礬土，碳化硅，其中增摩材料各組分占摩擦材料總重量的 百分比為：沉淀硫酸鋇3 - 8%，鋯英石2 - 5%，鋁礬土 3-9%，碳化硅0. 3 - 1%。
5. 如權(quán)利要求1所述的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，其特征在于，所述潤滑材料的 組分包括石墨，硫化膠粉，其中潤滑材料各組分占摩擦材料總重量的百分比為：石墨1 一 5%，硫化膠粉1 一 3%。
6. 如權(quán)利要求1所述的無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料，其特征在于，所述填料是重晶 石、摩擦粉、蛭石、云母和炭黑粉的混合物；其中各填料重量百分比含量為：重晶石5 - 10%， 摩擦粉1 一 3%，蛭石5 - 10%，云母6 - 12%，炭黑粉0· 5 - 3%。
7. 無石棉無金屬工業(yè)用摩擦材料的具體制備方法，包括以下步驟： 配料：按照如下重量百分比稱取原料： 芳綸纖維1 一 3%，玻璃纖維8 - 11%，工程纖維3 - 5%，改性酚酸樹脂9 一 16%，粉末 丁腈橡膠3 - 6%，沉淀硫酸鋇3 - 8%，鋯英石2 - 5%，鋁礬土 3-9%，碳化硅0. 3 - 1%，石墨 1 一 5%，硫化膠粉1 一 3%，重晶石5 - 10%，摩擦粉1 一 3%，蛭石5 - 10%，云母6 - 12%，炭 黑粉 0· 5 - 3% ; 混合：將稱量配制后的粉料用犁耙式混料機攪拌混合20 - 30分鐘； 模壓：將混合后的粉狀料投入液壓式成型機中進行模壓，出模冷卻后得到成型產(chǎn)品。
8. 如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的模壓步驟中固化壓制工藝是：模 具溫度150 - 180° C，壓機壓力8 - 20MPa，壓制時間5 - 8分鐘，頭3分鐘每隔10 - 20 秒排氣一次。
9. 如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟： 熱處理：將成型產(chǎn)品放入烘箱中進行8 - 10小時的烘干，烘干溫度為140 - 220° C。
10. 如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，還包括以下步驟： 后處理工序：將烘干后的產(chǎn)品通過磨削加工、噴漆處理和附件裝配工序，制成無石棉無 金屬工業(yè)用摩擦材料。
【文檔編號】C09K3/14GK104277764SQ201410398684
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】李全武, 劉禮安, 曾立宏, 龍瑜 申請人:貴陽天龍摩擦材料有限公司