專(zhuān)利名稱：芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種摩擦材料，特別是一種用于制造制動(dòng)片的摩擦材料。
背景技術(shù)：
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家從五十年代開(kāi)始應(yīng)用腰果克油合成樹(shù)脂和CNSL樹(shù)脂制造摩擦材料，目前以改性樹(shù)脂為基體的復(fù)合摩擦材料，如VPH1814樹(shù)脂的熱分解溫度可達(dá)到450度以上，在700度時(shí)的分解殘留物還有63％，這種改酚醛樹(shù)脂在國(guó)外摩擦材料行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)對(duì)酚醛樹(shù)脂的研究開(kāi)始于八十年代，在酚醛樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)組成研究特別是改性方面的研究落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，九十年代中期普遍采用純酚醛樹(shù)脂做原料，其存在的缺點(diǎn)是1.耐熱性差，熱分解溫度低(只有350℃)，造成摩擦材的高溫摩擦系數(shù)迅速降低，不適合高溫摩擦片的生產(chǎn)；2.樹(shù)脂的內(nèi)聚強(qiáng)度低，造成摩擦制品的磨損率高，使用壽命短；3.樹(shù)脂的韌性差，車(chē)輛在剎車(chē)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，摩擦片易碎裂損壞；4.游離酚含量高(5％以上)，所生產(chǎn)的摩擦片致密性較差。目前改性酚醛樹(shù)脂特別是多環(huán)多核芳香烴樹(shù)脂樹(shù)脂的生產(chǎn)還是空白，更沒(méi)有多環(huán)多核芳香烴樹(shù)脂樹(shù)脂摩擦材料的生產(chǎn)。為了生產(chǎn)高性能摩擦材料，近幾年，國(guó)內(nèi)摩擦材料生產(chǎn)廠除引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備外，不得不從國(guó)外大量引進(jìn)改性酚醛樹(shù)脂。由于進(jìn)口樹(shù)脂價(jià)格高、供貨周期長(zhǎng)，制約了摩擦材料工業(yè)的發(fā)展。這就迫切要求我們將新的技術(shù)應(yīng)用到摩擦材料行業(yè)中，提高我國(guó)摩擦材料工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平，趕超世界先進(jìn)水平。近幾年，中科院酚醛樹(shù)脂化學(xué)與應(yīng)用研究所在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了改性酚醛樹(shù)脂的研究工作，取得了重大進(jìn)展，在制備出了酚醛樹(shù)脂/蒙脫土納米復(fù)合材料之后，與中南大學(xué)合作的重大成果---COPNA樹(shù)脂(COPNA樹(shù)脂即縮合多環(huán)多核芳香烴樹(shù)脂)研制成功，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有摩擦材料的改性樹(shù)脂完全依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，利用COPNA樹(shù)脂性能好、價(jià)格低的國(guó)產(chǎn)新材料制備成具有復(fù)合化、多功能化、高性能化的摩擦材料。
制動(dòng)片由背板、粘接劑和摩擦材料組成，背板是制動(dòng)片的支撐骨架，由鋼板制作。本發(fā)明的技術(shù)方案包括用以下重量份的COPNA樹(shù)脂12-20％，碳基復(fù)合纖維18-35％，填料40-65％，摩擦性能調(diào)節(jié)劑10-20％配制摩擦材料浮料；用COPNA樹(shù)脂18-23％，碳基復(fù)合纖維30-45％和填料20-40％配制摩擦材料底料，采用熱壓方法使摩擦材料和背板壓制在一起，壓制時(shí)底料最先靠近背板。
上述的填料為硫酸鋇、焦炭和無(wú)機(jī)物的混合物。摩擦性能減性調(diào)節(jié)劑用石墨、二硫化鉬配制，還可以用鉻鐵礦粉和長(zhǎng)石粉配制成增強(qiáng)性調(diào)節(jié)劑。
COPNA樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐熱性、親和性、粘結(jié)性及磁性，用在摩擦材料上可與當(dāng)今世界上最耐熱的聚酰亞胺樹(shù)脂媲美，性能遠(yuǎn)優(yōu)于酚醛樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂，其強(qiáng)度和模量基本與酚醛樹(shù)脂相當(dāng)。但COPNA樹(shù)脂和炭素的親和性十分優(yōu)異，且具有優(yōu)異的滑動(dòng)特性，在高溫環(huán)境中用COPNA樹(shù)脂加石墨制成的復(fù)合物表現(xiàn)有比其他材料都低的比磨耗量，而且具有極大的PV極限值(達(dá)到11700Kgf/cm.s)。實(shí)驗(yàn)證明，COPNA樹(shù)脂與炭纖維的結(jié)合情況明顯好于使用酚醛樹(shù)脂，另外以COPNA樹(shù)脂為基材的炭纖維復(fù)合材料的抗沖擊性也大大優(yōu)于使用聚酰胺類(lèi)樹(shù)脂，其優(yōu)異的親和性亦使COPNA樹(shù)脂可做為粘結(jié)劑而用于摩擦材料中。
本發(fā)明的摩擦材料具有內(nèi)聚強(qiáng)度高、熱分解溫度高、韌性好、粘結(jié)強(qiáng)度高，并改善傳統(tǒng)摩擦材料綜合性能，顯著降低摩擦材料的磨損率，提高摩擦材料的耐熱性和抗沖擊性能。
四

無(wú)五具體實(shí)施例方式下面以制動(dòng)片為例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述制動(dòng)片由背板、粘接劑和摩擦材料組成，背板是制動(dòng)片的支撐骨架，由鋼板制作。用以下重量份的COPNA樹(shù)脂20％，碳基復(fù)合纖維25％，填料45％，摩擦性能調(diào)節(jié)劑10％配制摩擦材料浮料，采用COPNA樹(shù)脂20％，碳基復(fù)合纖維40％和填料40％配制摩擦材料底料，將底料和浮料采用壓機(jī)熱壓在背板上，使背板與摩阻材料粘接在一起。填料為硫酸鋇、焦炭和無(wú)機(jī)物的混合物(按現(xiàn)有配量)。摩擦性能減性調(diào)節(jié)劑用石墨、二硫化錳配制(按現(xiàn)有配量)，還可以添加部分鉻鐵礦和滑石粉配制成增強(qiáng)性調(diào)節(jié)劑。此外需在背板上貼有減振片，以降低導(dǎo)熱速度并吸收制動(dòng)噪音。
生產(chǎn)工藝流程包括背板沖壓、清洗、涂膠、干燥，配料、檢驗(yàn)、混合、稱量，將背板和配料進(jìn)行熱壓、熱處理、加工、表面燒蝕、噴漆、噴碼，最后完成成品檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù)。
按照上述配方和工藝生產(chǎn)的COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料(即制動(dòng)片總成)，經(jīng)物理性能測(cè)試、大、小臺(tái)架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)檢測(cè)，其物理機(jī)械性能、摩擦、磨損性能均已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。其性能如下(1)、摩擦系數(shù)(μ)和磨損率(v)

(2)剪切強(qiáng)度和密度

(3)燒蝕量

(4)硬度和導(dǎo)熱系數(shù)

4.裝車(chē)道路試驗(yàn)(本實(shí)驗(yàn)車(chē)型為奧迪)。

COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料制動(dòng)片經(jīng)過(guò)大臺(tái)架試驗(yàn)證明，制動(dòng)器工作正常，制動(dòng)盤(pán)工作表面無(wú)刮傷痕跡，制動(dòng)過(guò)程無(wú)噪音；測(cè)試后制動(dòng)片完整、無(wú)脫層、表面無(wú)裂紋現(xiàn)象，制動(dòng)性能滿足了設(shè)計(jì)要求。由道路試驗(yàn)證明，COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料制動(dòng)片行駛7萬(wàn)公里無(wú)需更換。
權(quán)利要求
1.COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料，其特征是包括用以下重量份的COPNA樹(shù)脂12-20％，碳基復(fù)合纖維18-35％，填料40-65％，摩擦性能調(diào)節(jié)劑10-20％配制摩擦材料浮料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料，其特征是用COPNA樹(shù)脂18-23％，碳基復(fù)合纖維30-45％和填料20-40％配制摩擦材料底料，與摩擦材料浮料壓制在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料，其特征是上述的填料為硫酸鋇、焦炭和無(wú)機(jī)物的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料，其特征是摩擦性能減性調(diào)節(jié)劑用石墨、二硫化鉬配制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的COPNA芳香烴樹(shù)脂基摩擦材料，其特征是摩擦性能調(diào)節(jié)劑還包括鉻鐵礦粉和長(zhǎng)石粉配制成增強(qiáng)性調(diào)節(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種摩擦材料，特別是一種用于制造制動(dòng)片的摩擦材料。本發(fā)明的技術(shù)方案包括用以下重量份的COPNA樹(shù)脂12－20％，碳基復(fù)合纖維18－35％，填料40－65％，摩擦性能調(diào)節(jié)劑10－20％配制摩擦材料浮料；用COPNA樹(shù)脂18－23％，碳基復(fù)合纖維30－45％和填料20－40％配制摩擦材料底料，將上述兩種材料采用熱壓方法壓制在背板上(底科靠近背板)，使背板與摩阻材料粘接在一起。本發(fā)明的摩擦材料具有內(nèi)聚強(qiáng)度高、熱分解溫度高、韌性好、粘結(jié)強(qiáng)度高，并改善傳統(tǒng)摩擦材料綜合性能，顯著降低摩擦材料的磨損率，提高摩擦材料的耐熱性和抗沖擊性能。
文檔編號(hào)C08J5/14GK1414028SQ0213554
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者杜東升, 杜效德, 丁德順 申請(qǐng)人:東營(yíng)信義汽車(chē)配件有限公司