採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法

2023-07-17 22:36:01

專利名稱：採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法
技術領域：
本發明涉及到以酚醛樹脂作為膠粘劑製備摩擦材料的方法，具體地說是採用雙組份酚醛樹脂作為膠粘劑，冷壓成型製備摩擦材料的方法。
本發明中的摩擦材料指的是汽車剎車襯片、汽車離合器面片、火車剎車片、地鐵剎車片、工程機械剎車及工程機械離合器面片。本發明的摩擦材料，可以是石棉摩擦材料，也可以是無石棉摩擦材料。無石棉磨擦材料中所用的無石棉纖維指的是鋼纖維、銅纖維、鋁纖維、玻璃纖維、有機纖維和非石棉類礦棉。以酚醛樹脂作為膠粘劑製備的有石棉和無石棉摩擦材料已被廣泛採用。目前國內外普遍採用熱壓法製備摩擦材料，即摩擦材料需要在150℃～180℃的模具內壓力定型，然後做進一步的處理。材料在壓機內停留的時間也要在10-20分鐘之間。熱壓法的缺點是能耗高，生產效率低，環境汙染較為嚴重。冷壓法製備磨擦材料是一種發展中的新技術。所謂冷壓法，就是在常溫條件下，將混合的摩擦材料原料在模具內壓力定型，成為成型料，將成型料直接進行熱處理，從而避免了摩擦材料在150℃～180℃的模具內壓力定型的工藝過程。目前所報導的冷壓法製備磨擦材料工藝，例如，公開號為CN1143662A、CN1211604A的兩項中國專利申請中，採用的膠粘劑均為通用型酚醛樹脂，該樹脂活性低，成型料在熱處理過程中，不僅變形大，而且結構鬆散。為了克服這種缺點，不得不使用夾具固定成型料，其結果是需要大量的夾具，並且在生產過程夾具裝拆麻煩。除此外，目前的冷壓工藝還有一些其它苛刻要求，例如，公開號為CN1211604A的中國專利申請中要求成型料的熱處理溫度為315～325℃，摩擦材料生產企業普遍難以採用如此高的熱處理溫度。此外，如此高的熱處理溫度將會使摩擦材料硬度過大，這會導致摩擦材料工作時產生噪音的概率大大增加。由於冷壓工藝不夠成熟，因此目前在磨擦材料製備工業中極少採用。
本發明的目的在於提供一種採用雙組份酚醛樹脂作為膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，它不但能製備高性能的摩擦材料，而且可以大幅度降低生產能耗、提高生產效率，從而使冷壓製備摩擦材料的技術產業化、工程化。
為達到上述目的，本發明採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法是這樣實現的採用甲、乙雙組份樹脂作為膠粘劑，將膠粘劑、纖維、填料混合後，模壓成型，再將成型料直接進行熱處理製成磨擦材料；所採用的甲組份樹脂為腰果殼油液體樹脂、硼化物改性腰果殼油液體樹脂、酚改性腰果殼油液體樹脂或硼和酚雙改性腰果殼油液體樹脂中的一種，所採用的乙組份樹脂為酚醛液體樹脂或胺類化合物改性酚醛液體樹脂；所述甲組份樹脂和乙組份樹脂的重量比在5∶1～1∶2的範圍內，需要材料柔韌性好硬度低時，甲組份樹脂可多用些；反之，需要硬度高時，則乙組份樹脂可以多用些。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，所述模壓成型的溫度範圍為0～60℃，其模具溫度在0～60℃範圍內，模壓料的溫度在0～60℃範圍內，模壓成型壓力為10～200Mpa，在壓力下持續時間為5～30秒；成型料在70～200℃溫度範圍內不使用夾具而直接進行熱處理，處理時間為8～20小時。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，所述硼化物為硼酸或三氧化二硼(B2O3)，所述酚改性指的是用苯酚或甲酚改性，所述硼和酚雙改性指的是使用硼化物和酚改性中的各一種同時改性，所述胺類化合物指的是三聚氰胺或苯胺。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，作為甲組份樹脂的腰果殼油樹脂採用如下的方法製備將腰果殼油和催化劑在反應釜內加熱，腰果殼油和催化劑的重量比為100∶(0.5～6)，在180～280℃的溫度下進行熱聚合反應，反應時間為2～10小時。採用粘度測量控制腰果殼油自聚合反應終點。達到所需要的粘度後，將樹脂溫度冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，作為甲組份樹脂的硼改性腰果殼油樹脂可採用如下方法製備將腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種和催化劑同時加入反應釜。腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、催化劑三者的重量比為100∶(2～15)∶(0.5～6)。在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時。採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點。達到所需要的粘度後將樹脂冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，作為甲組份樹脂的酚改性腰果殼油樹脂採用如下的方法製備將腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種和催化劑同時加入反應釜。腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種、催化劑三者的重量比為100∶(5～50)∶(0.5～6)。在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時。採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點。達到所需要的粘度後，在180～220℃減壓蒸餾0.5～1小時，真空度為5～70mm汞柱，以除去未反應的游離酚。將樹脂冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，作為甲組份樹脂的硼和酚雙組份改性腰果殼油樹脂採用如下方法製備將腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、催化劑先同時加入。腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、苯酚或甲酚的一種或兩種、催化劑四者的重量比為100∶(2～25)∶(5～50)∶(0.5～6)。在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時。採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點。達到所需要的粘度後，在180～220℃減壓蒸餾0.5～1小時，以除去未反應的游離酚。冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，合成甲組份樹脂所用的催化劑為路易斯酸催化劑，例如氯化鋅、四氯化錫、三氯化鋁、四氯化鈦、硫酸、五氧化二磷及磷酸等，也可採用有機磺酸類催化劑，例如對甲苯磺酸、苯磺酸。所用的腰果殼油原料包括未經過任何處理的腰果殼油；經過脫羧處理的腰果殼油；經過蒸餾精製的腰果殼油——腰果酚。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，甲組份樹脂中可以加入溶劑稀釋，溶劑可以是乙醇、醋酸乙脂、甲苯、二甲苯或汽油；樹脂的含固量控制在75～85％。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，採用如下兩種方法中的一種除去甲組份樹脂中催化劑(1)將甲組份樹脂冷卻到100～140℃，加入甲苯或二甲苯，再冷卻到90～95℃，用85～95℃的熱水，水洗數遍，將水沉澱分離後，蒸餾出剩餘的水分和溶劑；(2)採用鹼性調節劑中和路易斯酸類催化劑或有機磺酸，鹼性調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、碳酸氫鈉及有機胺(脂肪胺或芳香胺)。操作時先將甲組份樹脂冷卻到80～95℃，再加入鹼性調節劑即可。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，作為乙組份樹脂的酚醛 和甲醛的摩爾比為1∶(1.05～1.5)，苯酚或甲酚和鹼性催化劑的重量比為100∶(O.2～4)，在65～95℃的條件下進行縮合反應，反應時間為1～6小時。測量反應物的聚合速度以控制反應終點，樹脂在150℃金屬熱板上的聚合速度為80～250秒反應終點。達到所要求的反應終點後，加入相應的酸性調節劑以中和鹼性催化劑，減壓脫水到80～95℃，真空度為5～70mm汞柱，即為乙組分成品。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓制各摩擦材料的方法，作為乙組份樹脂的胺類化合物改性酚醛液體樹脂採用如下的方法製備將苯酚或甲酚的一種或二種、胺類化合物、甲醛、鹼性催化劑同時加入反應釜，苯酚或甲酚、胺類化合物、甲醛三者的摩爾比為1∶(0.02～0.2)∶(1.05～1.6)，苯酚或甲酚和鹼性催化劑的重量比為100∶(0.2～4)。在65～95℃的條件下反應1～6小時，測量反應物的聚合速度以控制反應終點，樹脂在150℃金屬熱板上的聚合速度為100～300秒反應終點。加入相應的酸性調節劑以中和鹼性催化劑，減壓脫水到80～95℃，真空度為5～70mm汞柱，即為乙組分成品。
本發明中，酸性調節劑可以是草酸、順丁烯二酸酐或硫酸。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，合成乙組份樹脂所用的催化劑為鹼性催化劑，所述鹼性催化劑可以是氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋇或氫氧化鎂。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，乙組份樹脂中可以加入溶劑稀釋，溶劑可以是甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯或汽油。也可以不加溶劑，不加溶劑的為水基樹脂。樹脂的含固量控制在75～85％。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，甲、乙雙組份樹脂中可以加入適量六次甲基四胺，用量為甲組份樹脂重量的O～6％，當乙組份樹脂用量偏少時，六次甲基四胺用量可以偏上限；反之偏下限。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，摩擦材料的配方中各成份的重量含量如下(1)石棉磨擦材料中樹脂15～30％，纖維35～45％，橡膠0～8％，填料或磨擦調節劑19～50％；(2)無石棉磨擦材料中樹脂15～30％，纖維10～35％，橡膠0～8％，填料或磨擦調節劑29～75％。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其短纖維增強離合器面片(絨製品)或制動摩擦材料的冷壓製造過程如下將填料、纖維、樹脂、固化劑(六次甲基四胺)及橡膠等在混料機內混合，混料機內的溫度控制在50～90℃，混料時間為0.5～3小時。混料機為帶有夾套的捏合機或密煉機。用蒸汽和冷卻水調節混料機內的溫度。混料機上裝有抽真空裝置，在混合15～30分鐘後，開動真空泵，真空度為10～70mm汞柱，將混合料中的溶劑和水分除去。如樹脂用量偏多，例如按重量百分比為25～30％，則需採用造粒機將混合的模壓料造成藥片大小的顆粒；如樹脂用量偏少，例如按重量百分比為15～18％，則不須採用造粒工藝。將混合後或造粒後的模壓料送到壓機去壓制。模具模腔溫度和模壓料的溫度為0～60℃，冷壓所需的壓力為10～200Mpa，模壓料在壓力下維持的時間為5～30秒。模壓時所使用的脫模劑為潤滑脂或凡士林。將壓制好的制動片送到烘箱內進行熱處理，固化時採用階梯式升溫固化。經熱處理後的摩擦材料，經磨削處理，即為摩擦材料成品。
上述採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，模具模腔溫度和模壓料的溫度最好在15～25℃，冷壓所需的壓力最好為40～80Mpa，模壓料在壓力下維持的時間最好為8～12秒。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其長纖維增強離合器面片(纏繞型)採用如下一步浸漬法工藝製造將甲、乙雙組份樹脂、溶劑和填料進行混合，配製成粘度適當的漿料，將長纖維在漿料內浸漬後，經過膠輥擠壓，再送去乾燥，乾燥溫度為70～90℃，在乾燥烘道內通過的時間為20～60分鐘。浸漬後的纖維束或纖維布經剪裁送入纏繞機纏繞。一步浸漬法中，甲組份和乙組份的重量比例為1.5∶1～3∶1。長纖維可以是纖維束，也可以是編織布。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其長纖維增強離合器面片(纏繞型)採用如下二步浸漬法工藝製造第一次浸漬是將甲、乙雙組份樹脂，用溶劑配製成粘度較低的漿料，將纖維束和纖維布經過第一次浸漬。適當烘乾後，再進行第二次浸漬。第二次浸漬和一步法中的浸漬步驟相同。第一次浸漬配製的樹脂溶液粘度較低，樹脂的含固量為25～35％；第二次浸漬溶液粘度可以高些，粘度可以比一次浸漬法的混合漿液要高。二步浸漬法，兩次所用的雙組份樹脂比例可以不同。二步浸漬法中的第一次浸漬液甲組份和乙組份的比例為2∶1～1∶2，第二次浸漬液甲組份和乙組份的比例為2∶1～5∶1。將經過浸漬和乾燥的長纖維束送入纏繞機纏繞，經過浸漬和乾燥的纖維布須經過剪裁，再送入纏繞機纏繞。再將經過纏繞的模壓料送去冷壓和熱處理。其過程同制動摩擦材料的過程相同。長纖維可以是纖維束，也可以是編織布。
採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，採用下述工藝步驟在配方體系中添加丁苯橡膠或丁氰橡膠將橡膠經過塑煉，再用溶劑將其溶解，並加入硫化劑、促進劑和防老劑。在混料時，將製備好的橡膠乳膠與甲、乙組份樹脂同時加入混料機。由於甲組份樹脂和橡膠乳膠有良好的相容性，也可以將甲組份樹脂和橡膠乳膠直接混合，物理製備成橡膠改性腰果殼油樹脂，以備使用，混料時再與乙組份樹脂一起加入混料機。
眾所周知，高分子樹脂具有這種特點溫度升高時，粘度會顯著降低，即流動性會顯著增長；在固化程度(交聯)增加時，粘度會顯著增大，即流動性會顯著降低直到成為不溶不熔的固體。本發明方法中採用的雙組份樹脂具有以下特點甲、乙雙組份分別單獨存放，不會發生反應；甲、乙雙組份混合後，在室溫下(≤35℃)可放置3～90天，不會發生較明顯的反應；雙組份混合後，在70～90℃維持1～4小時，可發生較明顯的固化反應，例如，在80℃的金屬熱板上，雙組份混合後凝膠時間為30～120分鐘；雙組份混合後，在120～160℃則會發生較快的固化反應，例如，在150℃的金屬熱板上，雙組份混合後凝膠時間為20～100秒鐘。添加填料和纖維材料的雙組份樹脂，經混合和冷壓後，在70～90℃條件下，不會立即發生流動；隨著溫度由表層深入內部，一種趨勢是非常緩慢的蠕變流動發生，另一種趨勢是比較緩慢交聯固化發生。在本發明方法中第二種趨勢快於第一種趨勢，這樣就可以保證在加熱固化處理的過程中，不會發生蠕變流動導致材料變形，從而保證冷壓成型料具有良好的保型(外型不發生改變)效果。本發明方法採用的雙組份膠粘劑還具有以下優點只要遵循適合的熱處理工藝，能夠確保材料內部結構均勻緻密，不會產生氣泡、氣孔、分層等內部缺陷，材料會具有良好的機械性能和摩擦磨損性能。同時，從上述技術方案中可看出，本發明方法可以使膠粘劑中的腰果殼油含量在30～85％之間任意調節，這大大超過了現有腰果殼油改性酚醛樹脂中腰果殼油的含量(10～30％)。因此，採用本發明方法製備的摩擦材料，其柔韌性好、硬度低、摩擦係數穩定、磨耗低、噪音低的優點更為突出。本發明雙組份固化後的樹脂，實際上為硼改性或胺類化合物改性酚醛樹脂，這類樹脂具有良好的耐高溫性能。例如，硼、三聚氰胺雙改性腰果殼油酚醛樹脂具有極為優良的耐高溫性能。採用本發明方法，可以根據摩擦材料不同的使用條件，優選硼化物、胺類化合物、腰果殼油和酚類化合物的含量，使摩擦材料的綜合性能最佳化。此外，按照本發明方法製備摩擦材料時，添加適量六次甲基四胺，可以在其內部形成均勻的納米級到微米級的微孔，這是在熱處理過程中，六次甲基四胺緩慢均勻地釋放出氨氣所致，具有這種結構的材料是一種優良的吸噪音材料。因此，採用本發明方法製備摩擦材料，可以大幅度地降低噪音產生的概率。本發明方法革除了熱壓法對模具和模壓料進行電加熱的工藝步驟，可以大幅度降低生產能耗。與熱壓法製備摩擦材料時材料通常需要在壓機內停留10～20分鐘相比，冷壓法製備的摩擦材料在壓機內只需停留5～30秒，故冷壓法的生產效率可以大幅提高；本發明方法製備摩擦材料在熱處理過程中不需要採用夾具，避免了生產過程中安裝和拆卸夾具的麻煩，同時也節約了大批量夾具的設備費用；另外，本發明方法除了在冷壓時具有良好的定型效果外，在加熱固化處理過程中也同樣具有良好的保型效果。綜上所述，本發明的方法具有明顯的優越性(1)製備的摩擦材料具有良好的性能；(2)製備工藝可以大幅度降低生產能耗；(3)製備工藝可以大幅度提高生產效率。
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。


圖1本發明方法中熱處理升溫曲線示意圖。圖中橫坐標每格代表0.5～3小時，其中曲線1表示熱處理最高溫度為160℃，曲線2表示熱處理最高溫度為180℃，曲線3表示熱處理最高溫度為200℃。
實施例一石棉製動摩擦材料的製備(1)甲組份樹脂的製備以重量份數計，將100份腰果殼油，90％濃度硫酸2份、對甲苯磺酸0.2份，加入反應釜中，升溫到250℃，保溫4～6小時，取樣測定粘度，粘度控制在指標80℃時為1000～4000MPas。達到所需要的粘度，冷卻到130℃，加入30份二甲苯，攪拌均勻。當釜內溫度降到95℃，加入80～90℃熱水50份，攪拌10分鐘，停止攪拌，待水和樹脂分層，分離出水。反覆水洗3遍。升溫到180℃，蒸出未分離的水分和二甲苯，冷卻到95℃，加入22份甲苯。按此操作步驟製備的腰果殼油樹脂，含固量約為80±2％，粘度為1500～15000MPas(25℃)。
(2)乙組份樹脂的製備以重量份數計，將苯酚100份，37％濃度甲醛122份，氫氧化鋇1.5份，同時加入反應釜中，升溫到85℃，反應3～4小時，取樣測定聚合速度，聚合速度度控制指標150℃時為80～250秒。達到所要求的指標，加入草酸，使ph值為6～7。減壓脫水，當釜內溫度達到92℃，真空度為10mm汞柱時，停止減壓脫水，加入20份工業酒精稀釋。按此操作步驟製備的液體酚醛樹脂，含固量為80±2％，粘度為300～1500MPas(25℃)。
(3)摩擦材料的製備按下列配方製備石棉製動摩擦材料甲組份樹脂 15份乙組份樹脂 10份六次甲基四胺 0.8份石棉 45份輪胎粉 3份氧化鋅 1份焦炭粉 5份土狀石墨 2份長石 11.2份重晶石 13份將上述原料按比例加入捏合機，開啟捏合機及其加熱裝置，攪拌30～40分鐘，當溫度升到80℃時，啟動真空泵，對捏合腔內抽真空，真空度維持在20mm汞柱，繼續捏合60分鐘。將混合好的模壓料送至壓機上壓制。壓制時，模壓料和模具溫度為25℃，壓力為60Mpa，保壓時間為10秒。將壓制好的成型料送入烘箱，按圖1所示的曲線3進行熱處理，即可得剎車片半成品。
實施例二無石棉汽車剎車片的製備(1)改性腰果殼油樹脂(甲組份)的製備以重量份數計，將100份腰果殼油、11份硼酸、90％濃度磷酸5份、對甲基磺酸0.4份加入反應釜中，升溫到230℃，在230℃溫度下反應3～5小時，取樣測定粘度，粘度控制指標80℃時為600～2000MPas，達到所規定的粘度，冷卻到95℃，加入氫氧化鈣4份，繼續升溫到180℃,180℃溫度下保持0.5小時，冷卻到80℃，加入24份工業酒精。按此步驟製備的樹脂，含固量為80±2％，粘度為800～8000MPas(25℃)。
(2)三聚氰胺改性液體酚醛樹脂(乙組份)的製備以重量份數計，將苯酚100份、三聚氰胺15份、37％濃度甲醛140份、25％濃度氨水3份，同時加入反應釜中，升溫到85℃，在85℃反應3～4小時，取樣測定聚合速度，聚合速度度控制指標150℃時為100～300秒。達到所要求的指標，加入順丁烯二酸酐，使ph值為6～7。減壓脫水，當釜內溫度達到92～95℃，真空度為60mm汞柱時，停止減壓脫水，加入24份工業酒精稀釋。按此操作步驟製備的液體酚醛樹脂，含固量為80±2％，粘度為200～1000MPas(25℃)。
(3)摩擦材料的製備按下列配方製備無石棉摩擦材料甲組份 18份 氧化鎂 2份乙組份 10份 焦炭粉 5份鋼纖維 16份 六次甲基四胺 0.5份蛭石 14份 氟化鈉 4.5份鉻鐵礦粉 5份 長石 5份摩擦粉 5份 沉澱硫酸鋇 8份石墨 8份 丁晴橡膠粉 2份將上述原料按比例加入捏合機，開啟捏合機加熱裝置和捏合槳，捏合30～40分鐘，當溫度升到80℃時，啟動真空泵，對捏合機腔內抽真空，真空度維持在20mm汞柱，繼續捏合60分鐘。將混合好的模壓料送至壓機上壓制。壓制時，模壓料和模具溫度為25℃，壓力為80Mpa，保壓時間為12秒。將壓制好的成型料送入烘箱，按圖1所示的曲線2進行熱處理，即可得到無石棉剎車片半成品。
實施例三石棉纏繞離合器片的製備(1)硼、酚雙改性腰果殼油樹脂(甲組份)的製備以重量份數計，將腰果殼油100份、苯酚20份、硼酸8份、氯化鋅2份、對甲苯磺酸0.4份，加入反應釜中，升溫到185℃，在185℃反應2小時，升溫到220℃，在220℃反應3～5小時，取樣測定粘度，粘度控制指標80℃時為500～1500MPas。達到所需要的粘度後，在180～220℃減壓蒸餾0.5～1小時，真空度為40mm汞柱，以除去未反應的游離酚。冷卻到95℃，加入氫氧化鋇4.5份，繼續升溫到180℃,180℃保溫0.5小時，冷卻到95℃，加入27份工業汽油。按此操作步驟製備的樹脂，含固量約為80±2％，粘度為1000～10000MPas(25℃)。
(2)苯胺改性液體酚醛樹脂以重量份數計，將工業酚(苯酚70％、甲酚30％)100份、苯胺12份、37％濃度甲醛135份、氫氧化鈉0.5份，同時加入反應釜中，升溫到85℃，在85℃反應3～5小時，取樣測定聚合速度，聚合速度控制指標150℃時為100～300秒。達到所要求的指標，加入硫酸，使ph值為6～7。減壓脫水，當釜內溫度達到92～95℃，真空度為40mm汞柱時，停止減壓脫水，加入22份工業汽油稀釋。按此操作步驟製備的液體改性酚醛樹脂，含固量為80±2％，粘度為150～1000MPas(25℃)。
(3)離合器面片的製備3.1第一次浸漬液的配製第一次浸漬的配方如下甲組份樹脂乙組份樹脂溶劑(汽油)15份25份 60份將上述配方按比例混合、攪拌即可。
3.2第二次浸漬液的配製按下列配方配製第二次浸漬液甲組份樹脂 26份氟化鈉 4.5份乙組份樹脂 9份 焦炭粉 10份丁苯橡膠 8份 陶土10份六次甲基四胺 1.5份 鉻鐵礦粉5.4份硫磺 1份 氧化鋁 0.4份二硫化四甲基秋蘭姆 0.1份 N-苯基-β-萘按 0.1份氧化鋅 1份 長石7份炭黑 4份 氧化鎂 2份硫酸鋇 15份溶劑(汽油) 30份將橡膠經過塑煉，用溶劑將其溶解，並加入上述配方中的硫磺作硫化劑、二硫化四甲基秋蘭姆作促進劑和N-苯基-β-萘按作防老劑。在混料時，將製備好的橡膠乳膠與甲、乙組份樹脂同時加入混料機。將上述配方在打漿機內製備成粘稠的漿料。
石棉線經過一次浸漬液和二次浸漬液的浸漬後，送到烘道內乾燥，乾燥溫度為80℃，乾燥時間為60分鐘。使用纏繞機將乾燥後的石棉線經過纏繞，即可送至壓機上壓制。壓制時，模壓料和模具溫度為25℃，壓力為100Mpa，保壓時間為15秒。將壓制好的成型料送入烘箱，按圖1所示的曲線3進行熱處理，在經過磨削處理，即可製得纏繞石棉離合器面片。
本發明方法中所採用的填料或摩擦調節劑主要種類有氧化鋁、碳化矽、鉻鐵礦粉、鐵礦粉、重晶石、蛭石、石墨、長石、石英、矽灰石、陶土、碳黑、焦碳粉、氧化鎂、氧化鋅、螢石、氟化鈉、硫化鐵以及摩擦粉等。
本發明方法中，可將苯酚和甲酚兩種酚同時用於改性腰果殼油，也可將硼酸和三氧化二硼同時用於改性腰果殼油，甲酚可以間甲酚、鄰甲酚、對甲酚或三者的混合。除了苯酚和甲酚外，本發明方法中用於改性腰果殼油的酚還可以是其它種類的酚，例如間苯二酚、二甲酚等。合成乙組份樹脂中，甲酚和苯酚也可以同時混合使用。
權利要求
1.採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，將膠粘劑、纖維、填料混合後，模壓成型，再進行熱處理製成摩擦材料，其特徵在於，該製備方法採用甲、乙雙組份樹脂作為膠粘劑，所述甲組份樹脂為腰果殼油液體樹脂、硼化物改性腰果殼油液體樹脂、酚改性腰果殼油液體樹脂或硼和酚雙改性腰果殼油液體樹脂中的一種，所述乙組份樹脂為酚醛液體樹脂或胺類化合物改性酚醛液體樹脂；所述甲組份樹脂和乙組份樹脂的重量比範圍為5∶1～1∶2。
2.如權利要求1所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述模壓成型的溫度範圍為0～60℃，其模具溫度在0～60℃範圍內，模壓料的溫度在0～60℃範圍內，模壓成型壓力為10～200Mpa，在壓力下持續時間為5～30秒；成型料在70～200℃溫度範圍內不使用夾具而直接進行熱處理，處理時間為8～20小時。
3.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述硼化物為硼酸或三氧化二硼，所述酚改性指的是用苯酚或甲酚改性，所述硼和酚雙改性指的是使用上述硼化物和上述酚改性中的各一種物質同時改性，所述胺類化合物指的是三聚氰胺或苯胺。
4.如權利要求3所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述甲組份樹脂可採用如下四種方法中的一種來製備(1)所述腰果殼油樹脂的製備方法將腰果殼油和催化劑在反應釜內加熱，所述腰果殼油和催化劑的重量比例為100∶(0.5～6)，在180～280℃的溫度下進行熱聚合反應，反應時間為2～10小時；採用粘度測量控制腰果殼油自聚合反應終點。達到所需要的粘度後，將樹脂溫度冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品；(2)所述硼改性腰果殼油樹脂的製備方法將腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種和催化劑同時加入反應釜，所述腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、催化劑三者的重量比為100∶(2～15)∶(0.5～6)；在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時；採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點。達到所需要的粘度後將樹脂冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品；(3)所述酚改性腰果殼油樹脂的製備方法將腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種和催化劑同時加入反應釜，所述腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種、催化劑三者的重量比為100∶(5～50)∶(0.5～6)，在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時，採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點，達到所需要的粘度後，在180～220℃減壓蒸餾0.5～1小時，真空度為5～70mm汞柱，以除去未反應的游離酚，將樹脂冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品；(4)所述硼和酚雙組份改性腰果殼油樹脂採用如下方法製備將腰果殼油、苯酚或甲酚的一種或兩種、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、催化劑先同時加入，所述腰果殼油、硼酸或三氧化二硼的一種或兩種、苯酚或甲酚的一種或兩種、催化劑四者的重量比為100∶(2～25)∶(5～50)∶(0.5～6)，在180～280℃的溫度下進行聚合反應，反應時間為2～10小時；採用粘度測量控制樹脂聚合反應終點，達到所需要的粘度後，在180～220℃減壓蒸餾0.5～1小時，以除去未反應的游離酚；冷卻到80～140℃，除去催化劑，加入適量溶劑稀釋即為甲組份成品；合成所述甲組份液體樹脂方法中所用的稀釋溶劑可以是乙醇、醋酸乙脂、甲苯、二甲苯或汽油中的一種，稀釋時樹脂的含固量控制在75～85％；所用的催化劑為路易斯酸催化劑或有機磺酸類催化劑；除去所述甲組份樹脂中催化劑的方法為如下兩種中的一種(1)將所述甲組份樹脂冷卻到100～140℃，加入甲苯或二甲苯，再冷卻到90～95℃，用85～95℃的熱水，水洗數遍，將水沉澱分離後，蒸餾出剩餘的水分和溶劑；(2)採用鹼性調節劑中和催化劑，鹼性調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、碳酸氫鈉、脂肪胺或芳香胺中的一種，操作時先將所述甲組份樹脂冷卻到80～95℃，再加入所述鹼性調節劑。
5.如權利要求3所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述乙組份樹脂可採用如下兩種方法中的一種來製備(1)所述酚醛液體樹脂的製備方法將苯酚或甲酚的一種或二種、甲醛、鹼性催化劑同時加入反應釜，所述苯酚或甲酚和甲醛的摩爾比為1∶(1.05～1.5)，所述苯酚或甲酚和鹼性催化劑的重量比例為100∶(0.2～4)，在65～95℃的條件下進行縮合反應，反應時間為1～6小時；測量反應物的聚合速度以控制反應終點，樹脂在150℃金屬熱板上的聚合速度為80～250秒反應終點；達到所要求的反應終點後，加入相應的酸性調節劑以中和鹼性催化劑，減壓脫水到80～95℃，真空度為5～70mm汞柱，即為乙組分成品；(2)所述胺類化合物改性酚醛液體樹脂採用如下的方法製備將苯酚或甲酚的一種或二種、胺類化合物、甲醛、鹼性催化劑同時加入反應釜，所述苯酚或甲酚、胺類化合物、甲醛三者的摩爾比為1∶(0.02～0.2)∶(1.05～1.6)，所述苯酚或甲酚和鹼性催化劑的重量比為100∶(0.2～4)；在65～95℃的條件下反應1～6小時，測量反應物的聚合速度以控制反應終點，樹脂在150℃金屬熱板上的聚合速度為100～300秒反應終點；加入相應的酸性調節劑以中和鹼性催化劑，減壓脫水到80～95℃，真空度為5～70mm汞柱，即為乙組分成品。所述乙組份液體樹脂的製備方法中，合成所述乙組份樹脂所用鹼性催化劑為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鋇或氫氧化鎂中的一種；所述酸性調節劑可以是草酸、順丁烯二酸酐或硫酸中的一種。
6.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，在所述雙組份樹脂中加入適量六次甲基四胺，用量為所述甲組份樹脂重量的0～6％。
7.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述的磨擦材料為短纖維增強離合器面片或制動摩擦材料，採用的混料機為帶有夾套的捏合機或密煉機，混料機上裝有夾套和抽真空裝置，混料攪拌的時間為0.5～3小時，真空度為10～70mm汞柱；模具模腔溫度和模壓料的溫度在15～25℃間，冷壓所需的壓力在40～80Mpa間，模壓料在壓力下維持的時間為8～12秒。
8.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述的摩擦材料為長纖維增強離合器面片，它採用一步浸漬法製造工藝，所述甲組份和所述乙組份的重量比在1.5∶1～3∶1之間。
9.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，所述的摩擦材料為長纖維增強離合器面片，它採用二步浸漬法製造工藝，第一次浸漬液中所述甲組份和所述乙組份的重量比在2∶1～1∶2間，第二次浸漬液中所述甲組份和所述乙組份的重量比在2∶1～5∶1。
10.如權利要求1或2所述的採用酚醛樹脂作膠粘劑冷壓製備摩擦材料的方法，其特徵在於，採用下述工藝步驟在配方體系中添加丁苯橡膠或丁氰橡膠將橡膠經過塑煉，再用溶劑將其溶解，並加入硫化劑、促進劑和防老劑；在混料時，將製備好的橡膠乳膠與甲、乙組份樹脂同時加入混料機，或先將橡膠乳膠直接與甲組份樹脂混合後，物理合成為橡膠改性腰果殼油樹脂，混料時再與乙組份樹脂一起加入混料機。
全文摘要
本發明公開了一種採用甲、乙雙組份液體樹脂作為膠粘劑冷壓成型製備摩擦材料的生產方法,所用的甲組份樹脂為腰果殼油樹脂或改性腰果殼油樹脂,乙組份樹脂為酚醛樹脂或改性酚醛樹脂。本發明採用的雙組份樹脂具有較高的反應活性,在熱處理過程中不使用夾具,可確保熱處理後的成型料結構均勻緻密,外型不發生改變;本發明方法可大幅度降低生產能耗,提高生產效率;採用本發明方法製備的摩擦材料具有良好的性能。
文檔編號C09K3/14GK1323869SQ01113430
公開日2001年11月28日 申請日期2001年6月11日 優先權日2001年6月11日
發明者胡以強 申請人:海鹽華強樹脂有限公司