[发明专利]无石棉层压摩擦材料及其制造方法

说明书

技术领域

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

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1974SOLAS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1日起，制动衬片应不含有石棉”。

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

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。

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。

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。

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：

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。

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：

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，其中可根据需要或成本选用不同直径的铜丝，通常选择0.1～1mm，优选0.2mm；

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渍，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1mm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。

本发明中用浸渍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。

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。