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无石 棉 层压 摩擦材料及其制造方法

阅读：561发布：2020-05-12

专利汇可以提供无石棉层压摩擦材料及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及无石棉层压摩擦材料及其制造方法。本发明的无石棉层压摩擦材料由粘合剂、增强纤维和摩擦性能调节剂组成。其中增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱。本发明的无石棉层压摩擦材料的制造方法，包括步骤：获得摩擦纺丝；二次捻合获得捻好的线；编织网格布；浸渍粘合剂，烘烤；剪裁；叠好后压硫化；表面进行打磨，制得成品。本发明的无石棉摩擦材料生产成本低，基体材料整体结合性更好，金属丝分布更为均匀，摩擦材料导热、散热更快、更优。所制成的摩擦元件尺寸较现有方法精度更高。完全避免了层压产品的生产中往往会出现起泡、肿胀、分层以及翘曲现象的产生。所得制成品的固化程度更高，摩擦系数更稳定。，下面是无石棉层压摩擦材料及其制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.无石棉层压摩擦材料，由粘合剂、增强纤维和摩擦性能调节剂组成，其中，所述粘合剂为液体酚醛树脂或改性液体酚醛树脂，所述增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱，所述摩擦纺纱由粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维混纺而成。
2.如权利要求1所述的无石棉层压摩擦材料，其特征在于各成分的重量百分比为:成分含量(WT%) 玻璃纤维 40 〜50 芳纶纤维 10 〜12 铜丝 10 〜15 摩擦纺纱 10 〜15 酚醛树脂 20 〜25
3.如权利要求2所述的无石棉层压摩擦材料，其特征在于摩擦纺纱由粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维按重量比1:1:1混纺而成。
4.如权利要求1-3任一所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，包括以下步骤: 1)将粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维按重量比1:1:1混纺获得摩擦纺丝； 2)将玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱以一定比例进行合股，获得捻好的线； 3)然后将捻好的线上编织机编织成网格布； 4)将网格布放入装满液体酚醛树脂或改性液体酚醛树脂的浸槽里进行充分浸溃，捞出滴干，进入烘箱烘烤后取出； 5)然后根据想要得到的摩擦元件的尺寸进行剪裁； 6)按照每一层布为Imm的·厚度计算出所需摩擦元件的厚度，叠好后放入平板热压机进行加压硫化； 7)冷却取出后对表面进行打磨，制得成品。
5.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，所述步骤2)中合股捻度为9〜10/10CM。
6.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，所述步骤3)中网格布宽900mm，经线密度38/CM，纬线密度30/CM。
7.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，所述步骤4)中烘箱温度为100°C烘烤时间I小时。
8.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，所述步骤6)中硫化温度为150°C〜200°C，压力为15〜30Mpa，硫化时间为30〜120分钟。
9.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，所述步骤7)中，打磨后的成品再进入烘箱120°C〜180°C烘烤，时间为120〜240分钟。
10.如权利要求4所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，其特征在于，在步骤7)之后还包括质量检验以及包装入库的步骤。

说明书全文

无石 棉 层压 摩擦材料及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是矿山、采油、船舶、汽车、冶金、造纸等行业广泛使用的制动器和离合器用摩擦材料及其制造技术，特别是用于大功率制动力矩的制动器和离合器的摩擦材料及其制造技术。

背景技术

[0002] 摩擦材料是用于诸多运动机械和装备中起传动、制动、减速、转向、驻车等作用的功能配件，可以说从有机械运动开始，人类就有了刹车制动的要求，木块、牛皮、橡胶等都曾经被用来作为制动材料。在上世纪七、八十年代以前石棉摩擦材料作为传统产品一直被人类大量使用，在此之后，由于盛传石棉会引起肺部病变及间皮瘤并与肺癌的发生有关。1972年国际肿瘤医学讨论会确认石棉纤维含有致癌物质，此后，摩擦制品的无石棉化和无污染化逐渐成为世界性发展的共识。联合国欧洲经济委员会(ECE)第13号法规及国际标准委员会(ISO)有关标准中，明文规定禁止生产、销售和使用石棉产品。国际海事组织1974S0LAS公约2000修正案明确规定“对于所有船舶，含有石棉材料的新颖安装应禁止，除非有特殊要求。”国家技术监督局在强制性国家标准GB12676-1999中规定，“从2003年10月I日起，制动衬片应不含有石棉”。

[0003] 在现有的无石棉摩擦材料技术中，作为石棉纤维增强材料的替代材料很多，金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维和芳纶纤维都是制造各类制动器、离合器衬片等摩擦元件的原材料中的较为理想的增强材料，其特性和价格以及相互之间的配比很大程度上决定着摩擦元件的性能和应用前景。摩擦材料主要由三部分组成:1、粘合剂；2、增强纤维；3、摩擦性能调节剂。必须根据所要达到的预期目标来进行各种配方和组成材料的选择，并选择合适的制造方法和生产工艺。

发明内容

[0004] 为了克服现有“压制型摩擦材料”进行机械加工后成型不好，特别是进行机械插齿后齿部强度较差，不能满足用户要求的缺点；本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度，易加工，摩擦性能优良，使用寿命长，无污染，高品质的无石棉层压摩擦材料及制造方法。

[0005] 本发明提供一种由粘合剂、增强纤维和摩擦性能调节剂组成的无石棉层压摩擦材料。其中，粘合剂为液体酚醛树脂或改性液体酚醛树脂，增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱，摩擦纺纱由粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维混纺而成。

[0006] 玻璃纤维的使用是由于它具有良好的耐热性能和机械性能，耐磨性能也不错，价格便宜。芳纶纤维(例如，杜邦公司商品名为=Kevlar)质轻、比表面积大、强度高、耐高温、耐磨损、蓬松、与树脂的相容性好，但是价格较贵。铜丝具有良好的导热性，可以避免摩擦材料制动时产生局部高温造成的刹车失灵，加上它相对于其他材料材质较硬可以起到清洁刹车表面所生成的碳化层的作用，从而增强摩擦材料的恢复性能。摩擦纺纱的使用是为了提高酚醛树脂的浸润性和树脂含量，增强其粘接性能。

[0007] 本发明提供的无石棉层压摩擦材料各成分的重量百分比为:

[0008]成分含量(WT%) 玻璃纤维 40〜50 芳纶纤维 10 〜12 铜丝 10 〜15 摩擦纺纱 10 〜15 酚醛树脂 20 〜25 [0009] 其中摩擦纺纱由粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维按重量比1:1:1混纺而成。

[0010] 同时本发明还提供所述的无石棉层压摩擦材料的制造方法，包括以下步骤:

[0011] I)将粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维按重量比1:1:1混纺获得摩擦纺丝；

[0012] 2)将玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱以一定比例进行合股，获得捻好的线，其中可根据需要或成本选用不同直径的铜丝，通常选择0.1〜1_，优选0.2mm；

[0013] 3)然后将捻好的线上编织机编织成网格布；

[0014] 4)将网格布放入装满液体酚醛树脂或改性液体酚醛树脂的浸槽里进行充分浸溃，捞出滴干，进入烘箱烘烤后取出；

[0015] 5)然后根据想要得到的摩擦元件的尺寸进行剪裁；

[0016] 6)按照每一层布为Imm的厚度计算出所需摩擦元件的厚度，叠好后放入平板热压机进行加压硫化；

[0017] 7)冷却取出后对表面进行打磨，制得成品。

[0018] 本发明中用浸溃网格布按层数叠好后进行热压的生产方式能节约大量的模具费用，还非常利于硫化过程中产生的气体的排出，从而能有效避免造成制品起泡、肿胀、分层以及翘曲现象的产生。

[0019] 本发明制品可以根据用户的不同需求，进行各种不同规格和尺寸的摩擦元件的加工，既可以满足用户多样化的需求，还可以满足其小批量订货的需求。节约大量的模具成本，缩短产品交货周期。

[0020] 与现有的无纺布或包芯纺纺纱的摩擦增强材料相比，本发明的各基体材料通过二次捻线直接结合，无需外包层，降低了生产成本，基体材料整体结合性更好，与对偶面直接贴合，同时金属铜丝分布更为均匀，摩擦材料导热、散热更快、更优。现有包芯纱技术是将构成摩擦材料基体的玻璃纤维和金属纤维作为芯部材料，通过在其外包缠一层或多层外包纤维层而使其芯部基体材料被紧束，由于有外包层的存在，摩擦基体材料与摩擦对偶面的贴合性差，在实际使用中，首先需要通过一定时间的摩擦，破坏掉外包层，才能使被包覆其中的基体材料发挥作用，本发明采用玻璃纤维、芳纶纤维、以及金属铜丝作为基体材料，无需使用外包层，通过一次初捻将经膨化过的玻璃纤维与芳纶纤维直接捻成股线，再将初捻所得股线与金属铜丝通过二次复捻成线，基体材料整体结合性更好，同时分布更为均匀，在实际使用中，与对偶面直接贴合性也更好。同时由于金属丝直接与其他纤维材料共同混纺成线，使得铜丝在整体材料里分布规律且更为均匀，因而本发明所得摩擦材料的导热散热性也较现有方法所得摩材更优异。

[0021] 本发明通过二次捻线所得的混纺摩擦股线，上编织机编织成网格布，经线密度、纬线密度可通过调节纺线股数控制，因而，所制成的摩擦元件尺寸较现有方法精度更高，每层布的厚度可精度到1mm。

[0022] 本发明所述浸溃液体树脂以后的网格布，首先经过一次烘烤，再将其按层数叠好后热压硫化。该生产方法，非常利于硫化过程中产生的气体的排出；这层压产品的生产中，特别是尺寸越大产品往往会出现起泡、肿胀、分层以及翘曲现象的产生，这些都会和热压过程中产生的气体不能有效排出有极大的关系。该方法能够彻底解决此难题。所得制成品的固化程度更高，摩擦系数更稳定。附图说明

[0023] 图1为本发明的无石棉层压摩擦材料剖面结构示意图。

具体实施方式

[0024] 选用液体酚醛树脂(或改性酚醛树脂)为粘接剂。可使用或不适用摩擦性能调节齐U。增强材料为:玻璃纤维、芳纶纤维、铜丝和摩擦纺纱。摩擦纺纱由粘胶纤维、玻璃纤维和晴纶纤维按1:1:1混纺而成。其配方如下:

[0025]成分含量(WT%)
玻璃纤维 40〜50
芳纶纤维 10〜12
0.20mm 铜丝 IO〜15`
摩擦纺纱 10〜15
酚醛树脂 20〜25

[0026] 制造方法如下:

[0027] 将玻璃纤维、芳纶纤维、0.2mm铜丝和摩擦纺纱按上述比例进行合股，合股捻度为9 〜10/10CM。

[0028] 然后将捻好的线上编织机编织成900mm宽的网格布，经线密度38/CM，纬线密度30/CM。

[0029] 将网格布放入装满液体酚醛树脂的浸槽里进行充分浸溃，捞出滴干，进入烘箱100°C烘烤I小时后取出。

[0030] 然后根据想要得到的摩擦元件的尺寸进行剪裁，按照每一层布为Imm的厚度计算出所需摩擦元件的厚度，叠好后放入平板热压机进行加压硫化，硫化温度为150°C〜200°C，压力为15〜30Mpa，硫化时间为30〜120分钟。

[0031] 冷却取出后对表面进行打磨，再进入烘箱120°C〜180°C烘烤，时间为120〜240分钟，制品达到最优性能。

[0032] 对制品进行外观和摩擦性能检验，合格产品包装入库。

[0033] 本发明制品不但具有良好的摩擦学性能，而且还具有优良的各种力学和机械性能，具体表现为:[0034]

[0035] 以上具体实施例只是对本发明宗旨的描述，而不能理解为对本发明范围的限制。

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