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濕式紙基新摩擦材料
來源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時間: 2014-08-28
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濕式紙基摩擦材料作為濕式離合器的主要摩擦材料，主要的應用領域之一是始自汽車自動變速器，這種離合器片吸收的能量較低，并有大量的冷卻油，設計上選擇紙基摩擦材料的動機是考慮到紙基摩擦材料是借助造紙技術發(fā)展起來的一種材料，能工業(yè)化生產(chǎn)，價格低，同時動靜摩擦系數(shù)高，可以使離合器的結構縮小。
目前紙基摩擦材料及其制造方法，是選用竹纖維或/和木纖維作為基體，加入摩擦劑和摩擦調整劑，用熱固性樹脂F(xiàn)M2123P酚醛樹脂作為成形劑浸漬固結而成。這種紙基摩擦材料由于其基體沒有耐高溫的纖維材料，所選用的成形劑實質上又僅是一種未改性的普通酚醛樹脂，在實際使用中無論耐熱性和耐磨性都存在不足。
現(xiàn)有制造方法是采用濕式球磨法，這種方法每次都必須進行球料分離操作，顯然實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)難度較大，特別是為了提高摩擦系數(shù)，在摩擦劑中添加重晶石粉或鑄石粉，這兩種原料比重與紙纖維的比重相差十分懸殊，這在造紙工藝中，其下沉速度快，很難制造出成份均勻的紙基摩擦材料，從而造成產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品質量難控制。
而且，大家也知道，紙基摩擦材料的生產(chǎn)工藝希望能控制紙基摩擦襯片的性能，使其與貼合在芯板上后的性能基本趨于一致，這就要求紙基摩擦材料浸漬成形劑后基本處于所要求的最終狀態(tài)，所有的成份都各就各位，處于最終的含量，沒有進一步的化學反應和密度孔隙率的變化，而上述專利所公開的方法中，成形劑浸漬后進行的是60-80℃的熱定形工藝，實際上這種工藝得到的紙基摩擦襯片的性能還未定形，因為普通酚醛樹脂的熔化溫度在100℃以上，凝膠固化溫度在150℃以上，可見用上述工藝后的紙基摩擦襯片貼合在芯板上進行熱固化，還要進一步發(fā)生化學反應，其密度和孔隙率都要發(fā)生變化，顯然該工藝難于控制最終產(chǎn)品的質量。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：國內最新研制成功一種摩擦系數(shù)高、耐磨性好、耐熱性優(yōu)良的改進型紙基摩擦材料。
新技術提供產(chǎn)品質量易于控制的紙基摩擦材料的制造方法。
新技術是這樣實現(xiàn)的：一種改進型紙基摩擦材料，其主要組份的重量百分比為：基體采用竹纖維和納凱夫纖維(商品名稱：NACF復合纖維)40-60％；摩擦劑采用硅藻土和二氧化硅5-10％；摩擦調整劑：4-20％；成形劑：腰果油改性酚醛樹脂：15-35％。新技術由于基體采用了耐溫性能優(yōu)良的納凱夫纖維，以及與其他相關組份的合理配比，從而使新技術所述的紙基摩擦材料耐熱性能等得到提高。
上述基體中竹纖維和納凱夫纖維的配比量，以在基體總量不變的情況下，按3-4∶1配比為佳；上述摩擦劑中硅藻土和二氧化硅的配比量，以在摩擦劑總量不變的情況下，可任意配比。
新技術的另一目的是這樣實現(xiàn)的：一種改進型紙基摩擦材料的制造方法，對基體、摩擦劑、摩擦調整劑進行疏解制得漿料；對漿料進行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化得成品。
如果要提高摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，上述成品可再對其進行表面浸漬處理，熱固化得最終成品。
借助造紙工藝發(fā)展起來的紙基摩擦材料，首先是把各組份作成漿料，進而在造紙機上實現(xiàn)摩擦原紙的抄造，為了使各組份在水中能得到均勻混合，在懸浮漿液中下沉速度相差不大，從而抄造出組份均勻、厚薄均勻的紙頁，各組份以下列參數(shù)為最佳：竹纖維和納凱夫纖維長度介于1.4-8mm之間，纖維平均直徑介于0.01-0.06mm之間；硅藻土的純度為88％，二氧化硅的純度為95％，硅藻土和二氧化硅的顆粒大小為-200目；石墨粉、滑石粉、云母粉顆粒形狀為鱗片狀，顆粒大小為-200目，丁腈橡膠顆粒大小為30-40目。
一種改進型紙基摩擦材料的制造方法，其特征在于：按上述比例稱量各組份，并對基體、摩擦劑、摩擦調整劑進行疏解制得漿料，加入著色劑進行染色；對染色后的漿料進行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化；用表面浸漬劑進行表面浸漬處理、熱固化得成品。
制造改進型紙基摩擦材料的具體方法是：將疏解后的含干基體量為25-30％的濕漿料，按比例加入摩擦劑和摩擦調整劑后，投料進攪拌機中，再加入含染料的水溶液即著色劑，水溶液總量為基體、摩擦劑和摩擦調整劑總量的5-8倍，水溶液溫度為80-90℃，攪拌時間20-30分鐘，之后放置2-4小時；再進行碎漿和抄造原紙，其中碎漿度為40°-50°，抄造原紙是在改良型的長網(wǎng)造紙機上；進行熱固化的溫度為160-180℃，固化時間為1-2小時；進行表面浸漬處理是待表面浸漬劑中的溶劑揮發(fā)后，再熱固化，熱固化的溫度仍為160-180℃，固化時間為1-2小時。
新技術針對紙基摩擦材料的廣泛應用和可以通過配方和工藝的調整獲得各種水平摩擦性能的固有特點，提出一種用著色劑對漿料進行染色而得到不同顏色的紙基摩擦材料，也即用顏色來直觀地標明不同摩擦性能的紙基摩擦材料，這種特別適用于制造汽車自動變速器摩擦片紙基摩擦材料。
新技術加入著色劑是這樣實現(xiàn)的：它是根據(jù)摩擦片的顏色要求，而加入不同的染料和摩擦調整劑，比如：淺色的加入滑石粉和云母粉，深色的加石墨粉；又比如：欲得到桔黃色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黃色3％和紅色染料0.9％；欲得到褐灰色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黑色1％和嫩黃色染料0.2％；欲得到軍綠色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料墨綠色1％和嫩黃色0.2％；欲得到黑色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黑色1.3％；欲得到咖啡色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料深棕色1％和嫩黃色0.2％。
新技術中，舍棄了木纖維和FM2123P酚醛樹脂及重晶石粉和鑄石粉，而采用耐溫性能優(yōu)良的納凱夫纖維和腰果油改性酚醛樹脂，從而使新技術所述的紙基摩擦材料耐熱性能得到提高。這是因為木纖維僅是普通的紙纖維，而納凱夫纖維的主要成份是硅、鈣、鋁、鎂等元素的氧化物，無論從對摩擦材料的增強效果和耐高溫性能都大大優(yōu)于木纖維，而其纖維長度、粗細度及成本均與木纖維相當；在提高紙基摩擦材料的摩擦性能和耐熱性能等諸方面，腰果油改性酚醛樹脂均優(yōu)于FM2123P酚醛樹脂；由于舍棄了重晶石粉和鑄石粉，所以在制造過程中，在水漿的混均工序更容易，產(chǎn)品的質量更于控制。
為了改善新技術所述紙基摩擦材料的摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，在新技術中加入了一種摩擦材料的表面浸漬劑，解決了產(chǎn)品的初期磨損量，其耐磨性得到了極大地提高。大家知道，紙基摩擦材料是靠油膜來傳遞扭矩的，所以對紙基摩擦材料的表面狀態(tài)和對偶片的表面光潔度提出了更高的要求。在紙基摩擦材料進行表面浸漬處理后，形成了外涂層，這相當于在紙基摩擦材料表面上了一層如人的牙齒表層的釉質，使新技術具有出色的完整性和光潔度，對新技術的耐磨性起到了重要作用。
新技術所述及的制造方法，舍棄了濕式球磨工藝和熱定形工藝，而采用造紙行業(yè)的碎漿機和樹脂摩擦材料的熱固化工藝，這樣更利于工業(yè)化生產(chǎn)。這是因為球磨工藝中，瓷球的重量和體積影響了漿料的產(chǎn)量，且每次都必須做球料分離的操作，額外地增加了勞動量，難于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，而采用碎漿機，漿料反復經(jīng)過一對滾刀被截短和混合均勻，只需控制碎漿度，漿料質量便得到控制，結束時只需打開溢漿閥，所得漿料就可全部放出，從制漿生產(chǎn)量和制漿工藝，顯然是一種工業(yè)化的生產(chǎn)工藝。
