一種適合于高壓重載離合器片的摩擦材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種適合于高壓重載離合器片的摩擦材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 船巧、風(fēng)電、礦井、冶金等使用的電磁或液壓離合器環(huán)片，需要輸出極大的瞬間制 動(dòng)功，并提供精準(zhǔn)的制動(dòng)力和制動(dòng)平穩(wěn)性，使得設(shè)備的升降或旋轉(zhuǎn)部件能夠靈敏地調(diào)速或 減速至停。
[0003] 制造離合器片廣泛采用合成材料，普遍采用改性酪醒樹(shù)脂基體，輔W增強(qiáng)材料和 摩擦調(diào)節(jié)劑等。該材料體系耐壓性能、初性、摩擦性能和耐熱性比較全面，因此在工業(yè)上得 到廣泛而持久的應(yīng)用，并在其材料組分更新和性能挖潛方面上形成了許多專利。
[0004] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1202501A公開(kāi)了一種用于制動(dòng)控制系統(tǒng)的摩擦材料，由下臘橡 膠或尼龍改性酪醒樹(shù)脂、玻璃纖維、炭纖維、石墨、炭黑和銅纖維等制成，其摩擦系數(shù)范圍僅 報(bào)道了 100~300°C之間的數(shù)據(jù)，接近一汽集團(tuán)JF04-2A的摩擦系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)；中國(guó)專利文 獻(xiàn)CN102343679A公開(kāi)了一種用于濕式離合器的炭纖維布摩擦材料制備方法，采用炭拉 或炭纖維布為預(yù)制體，浸潰含Si化、Zr化、棚鐵、儘鐵、銘鐵的耐高溫酪醒樹(shù)脂后加壓固化， 再熱粘結(jié)鋼背，所制得的材料可W傳遞比較大的扭矩并有較好的耐磨性；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 103453038A公開(kāi)了一種高耐磨離合器面片，采用無(wú)塵石棉布浸潰酪醒樹(shù)脂，并引入特制的 橡膠漿料后熱壓而成，所得產(chǎn)品摩擦系數(shù)高且耐磨損；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102993635A公開(kāi) 了一種W水溶性酪醒樹(shù)脂溶液為粘結(jié)劑制備離合器面片的方法，采用聚乙締醇和凹凸棒石 等改性水溶性酪醒樹(shù)脂，與纖維和摩擦性能調(diào)節(jié)劑等制巧熱壓成型，制得的離合器片不易 開(kāi)裂，具有較高的熱穩(wěn)定性和耐磨性；中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103939512A公開(kāi)了一種客車用離 合器摩擦片的制備方法，其突出特點(diǎn)是在常溫至350°C之間摩擦系數(shù)波動(dòng)范圍不超過(guò)0. 1， 磨損率的波動(dòng)范圍不超過(guò)0. 2,而且300°C時(shí)摩擦系數(shù)大于0. 25,其有益的效果是半離合狀 況下離合器工作溫度由于摩擦很快提高到300°CW上時(shí)，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，不會(huì)造成離合器抖 動(dòng)現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種適合于高壓重載離合器片 的摩擦材料，采用該摩擦材料所制得的離合器片具有高抗壓、高抗沖擊、高耐熱、高穩(wěn)定摩 擦系數(shù)和高耐磨性的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種適合于高壓 重載離合器片的摩擦材料，由下列重量份比的原料制成：聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂12~16份，高 丙締臘含量橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂12~16份，腰果酪改性酪醒胺固化劑20~22份，粉末 橡膠3~6份，摩擦性能調(diào)節(jié)劑5~12份，炭纖維材料10~13份，硫酸領(lǐng)8~10份，用有 機(jī)活化粘±為填充料加至100份。
[0007] 所述聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂具有如下的分子結(jié)構(gòu)：
[0008]
W09] 環(huán)氧值在0.35~0.37之間，外觀為紅褐色松香狀固體，烙融粘度在60~ 120mPa·S之間，有機(jī)氯含量< 5(K)ppm。選用聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂替代目前普遍使用的酪醒 樹(shù)脂，優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)氧樹(shù)脂固化體系具有優(yōu)異而廣譜的粘結(jié)力，可W對(duì)粉末橡膠、摩擦性能調(diào) 節(jié)劑和炭纖維及有機(jī)活化粘±等產(chǎn)生極強(qiáng)的相互作用，運(yùn)樣可W使制得的離合器片壓縮強(qiáng) 度、沖擊強(qiáng)度和耐熱性提高，更適合于重載、大比壓、緊急調(diào)速和制動(dòng)至急停等苛刻度高的 工況條件。
[0010] 所述高丙締臘含量橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為1250~1500g·eq1， 100°C之下（不包括100°C)烙融粘度為300~SOOmPa.s，高丙締臘含量橡膠所占的重量 比為30~32%。采用橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂可提高離合器片材料的貼合度，穩(wěn)定摩擦系數(shù) 并降低制動(dòng)尖叫聲。 陽(yáng)0川所述腰果酪改性酪醒胺固化劑的胺值為200m巧OH/g，25 °C粘度為8000~ 20000mPa·S，外觀為澄色液體。采用腰果酪改性酪醒胺可W取得適宜的固化速度，并適當(dāng) 提高固化產(chǎn)物的耐溫性，穩(wěn)定高溫下離合器片的摩擦系數(shù)和耐磨性。
[0012] 所述粉末橡膠系下臘橡膠或簇基下臘橡膠，結(jié)合臘含量26~35 %，Π尼粘度76~ 80,粒徑范圍為60~80目。粉末橡膠可降低離合器片的表面硬度，減小制動(dòng)噪音，穩(wěn)定高 速和高溫下離合器片的摩擦系數(shù)。
[0013] 所述摩擦調(diào)節(jié)劑是錯(cuò)英粉、丫-氧化侶和儀侶尖晶石中的至少一種物質(zhì)，粒度小于 300目。該摩擦調(diào)節(jié)劑作為硬質(zhì)單元可W提高離合器片的摩擦系數(shù)，但是由于其莫氏硬度較 高，極易于對(duì)制動(dòng)盤(pán)有攻擊性，所W應(yīng)選用粒徑小于300目的細(xì)粉。
[0014] 所述炭纖維材料是采用水溶性環(huán)氧上漿劑處理過(guò)的短切炭纖維，非炭元素含量 < 9. 0%，纖維等效直徑18~36μm，長(zhǎng)度0. 8~1. 6mm。炭纖維具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐溫及減 摩效果，又可W和環(huán)氧樹(shù)脂良好結(jié)合，因此可W綜合提高離合器片的耐熱性能、機(jī)械性能和 摩擦性能。
[0015] 所述有機(jī)活化粘±是由十六烷基Ξ甲基鹽酸鹽為插層劑活化處理的蒙脫±，插層 后娃酸鹽片層之間的距離控制在2. 2nm。將片層狀材料加入到離合器片材料中，可W發(fā)揮其 層板形貌的優(yōu)勢(shì)，增加離合器片對(duì)制動(dòng)盤(pán)的真實(shí)接觸面積，起到改善貼合性，并穩(wěn)定提高摩 擦系數(shù)的效果。
[0016] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：在配料中使用高耐溫環(huán)氧樹(shù)脂，并輔W增初成 分，所制得離合器片具有耐高比壓、耐高沖擊摩擦并耐瞬間高摩擦生熱的效果，可W輸出極 大的瞬間制動(dòng)功，并提供精準(zhǔn)的制動(dòng)力和制動(dòng)平穩(wěn)性，適合于重載、大比壓、緊急調(diào)速和制 動(dòng)至急停等苛刻度高的工況條件。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1采用的聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂加高丙締臘含量橡膠改性環(huán)氧樹(shù) 脂用腰果酪改性酪醒胺固化后所得產(chǎn)物的TG曲線圖；
[0018] 圖2為采用本發(fā)明實(shí)施例1提供的摩擦材料制得的離合器片在不同制動(dòng)初速度下 的摩擦系數(shù)曲線圖；
[0019] 圖3為采用本發(fā)明實(shí)施例2提供的摩擦材料制得的離合器片在不同制動(dòng)初速度下 的摩擦系數(shù)曲線圖；
[0020] 圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例1提供的摩擦材料制得的離合器片和采用本發(fā)明實(shí)施例 2提供的摩擦材料制得的離合器片在不同溫度下的瞬時(shí)摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果對(duì)比圖。
[0021] 圖5為采用本發(fā)明實(shí)施例3、4、5提供的摩擦材料制得的離合器片在定速試驗(yàn)機(jī)上 在0. 98Mpa比壓下隨著對(duì)偶盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)增加而所得的摩擦系數(shù)變動(dòng)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉W下實(shí)施例，并配合附圖 詳細(xì)說(shuō)明如下： 陽(yáng)02引實(shí)施例1 :
[0024] 一種適合于高壓重載離合器片的摩擦材料，由下列重量份比的原料制成：聯(lián)苯酪 醒環(huán)氧樹(shù)脂16份，高丙締臘含量橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂12份，腰果酪改性酪醒胺固化劑22份，粉末橡膠6份，摩擦性能調(diào)節(jié)劑5份，炭纖維材料13份，硫酸領(lǐng)8份，有機(jī)活化粘± 18 份。
[00巧]所用聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)式為：
[0026]
[0027] 其環(huán)氧值在0. 35~0. 37之間，外觀為紅褐色松香狀固體，烙融粘度在60~ 120mPa·S之間，有機(jī)氯含量< 50化pm。
[0028] 上述高丙締臘含量橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為1250~1500g·eq1， 100°C下烙融粘度為300~500mPa·s，高丙締臘含量橡膠所占的重量比為30~32%。 W29] 上述腰果酪改性酪醒胺固化劑的胺值為200m巧OH/g，25 °C粘度為8000~ 20000mPa·S，外觀為澄色液體。
[0030] 上述粉末橡膠是下臘橡膠或簇基下臘橡膠，結(jié)合臘含量26~35 %，Π尼粘度76~ 80,粒徑范圍為60~80目。
[0031] 上述摩擦性能調(diào)節(jié)劑是錯(cuò)英粉、丫-氧化侶和儀侶尖晶石中的至少一種物質(zhì)，粒度 < 300 目。
[0032] 上述炭纖維材料是采用水溶性環(huán)氧上漿劑處理的短切炭纖維，非炭元素含量 <9.0%，纖維等效直徑18~36μm，長(zhǎng)度0.8~1.6臟。
[0033] 上述有機(jī)活化粘±是采用十六烷基Ξ甲基鹽酸鹽為插層劑活化處理的蒙脫±，插 層后娃酸鹽片層之間的距離為2. 2皿。
[0034] 采用上述摩擦材料制作離合器片的方法：
[0035] 16份聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂混料前與8份的硫酸領(lǐng)一起粉碎至100~120目作為A 組分，12份高丙締臘含量橡膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂混料前與5份摩擦性能調(diào)節(jié)劑一起粉碎至 100~120目為B組分，22份腰果酪改性酪醒胺固化劑混料前與18份的有機(jī)化活性粘±捏 合成泥狀，然后加入粉末橡膠6份和炭纖維13份共捏合，再與A組分和B組分預(yù)混合粉料 拌均，將該物料置于選定的模具內(nèi)合模加熱至8(TC進(jìn)行固化，固化時(shí)間30min，脫模即得離 合器片。
[0036] 所得離合器片的機(jī)械性能如下：
[0037]
[0038] 用該實(shí)施例中純膠粘劑體系（即配方里的聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂與高丙締臘含量橡 膠改性固體環(huán)氧樹(shù)脂，加腰果酪改性酪醒胺固化劑）固化后進(jìn)行TG-DSC熱性能測(cè)試，結(jié)果 顯示，本發(fā)明選用的耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂與腰果酪改性酪醒胺固化產(chǎn)品耐溫性高，其初始熱分 解溫度高達(dá)379°C，在700°C時(shí)的殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)40%W上。
[0039] 聯(lián)苯酪醒環(huán)氧樹(shù)脂加高丙締臘含量橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂用腰果酪改性酪醒胺固化 后所得產(chǎn)物的TG曲線請(qǐng)參見(jiàn)圖1。所得離合器片的不同制動(dòng)初速度下的平均摩擦系數(shù)測(cè)試 結(jié)果請(qǐng)參見(jiàn)圖2。經(jīng)測(cè)試，所得離合器片的磨損率為0. 27cm3/MJ。
[0040] 綜上：采用本實(shí)施例提供的材料制造離合器片，具有高耐沖擊性能、高耐壓、高耐 熱、高穩(wěn)定摩擦系數(shù)和高耐磨性的特征，綜合性能十分優(yōu)異。 陽(yáng)〇