[发明专利]一种适合于高压重载离合器片的摩擦材料

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种适合于高压重载离合器片的摩擦材料。

背景技术

船坞、风电、矿井、冶金等使用的电磁或液压离合器环片，需要输出极大的瞬间制动功，并提供精准的制动力和制动平稳性，使得设备的升降或旋转部件能够灵敏地调速或减速至停。

制造离合器片广泛采用合成材料，普遍采用改性酚醛树脂基体，辅以增强材料和摩擦调节剂等。该材料体系耐压性能、韧性、摩擦性能和耐热性比较全面，因此在工业上得到广泛而持久的应用，并在其材料组分更新和性能挖潜方面上形成了许多专利。

中国专利文献CN1202501A公开了一种用于制动控制系统的摩擦材料，由丁腈橡胶或尼龙改性酚醛树脂、玻璃纤维、炭纤维、石墨、炭黑和铜纤维等制成，其摩擦系数范围仅报道了100～300℃之间的数据，接近一汽集团JF04-2A的摩擦系数控制标准；中国专利文献CN102343679A公开了一种用于湿式离合器的炭纤维布摩擦材料制备方法，采用炭毡或炭纤维布为预制体，浸渍含SiO₂、ZrO₂、硼铁、锰铁、铬铁的耐高温酚醛树脂后加压固化，再热粘结钢背，所制得的材料可以传递比较大的扭矩并有较好的耐磨性；中国专利文献CN103453038A公开了一种高耐磨离合器面片，采用无尘石棉布浸渍酚醛树脂，并引入特制的橡胶浆料后热压而成，所得产品摩擦系数高且耐磨损；中国专利文献CN102993635A公开了一种以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备离合器面片的方法，采用聚乙烯醇和凹凸棒石等改性水溶性酚醛树脂，与纤维和摩擦性能调节剂等制坯热压成型，制得的离合器片不易开裂，具有较高的热稳定性和耐磨性；中国专利文献CN103939512A公开了一种客车用离合器摩擦片的制备方法，其突出特点是在常温至350℃之间摩擦系数波动范围不超过0.1，磨损率的波动范围不超过0.2，而且300℃时摩擦系数大于0.25，其有益的效果是半离合状况下离合器工作温度由于摩擦很快提高到300℃以上时，摩擦系数稳定，不会造成离合器抖动现象。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适合于高压重载离合器片的摩擦材料，采用该摩擦材料所制得的离合器片具有高抗压、高抗冲击、高耐热、高稳定摩擦系数和高耐磨性的特点。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适合于高压重载离合器片的摩擦材料，由下列重量份比的原料制成：联苯酚醛环氧树脂12～16份，高丙烯腈含量橡胶改性固体环氧树脂12～16份，腰果酚改性酚醛胺固化剂20～22份，粉末橡胶3～6份，摩擦性能调节剂5～12份，炭纤维材料10～13份，硫酸钡8～10份，用有机活化粘土为填充料加至100份。

所述联苯酚醛环氧树脂具有如下的分子结构：

环氧值在0.35～0.37之间，外观为红褐色松香状固体，熔融粘度在60～120mPa·s之间，有机氯含量＜500ppm。选用联苯酚醛环氧树脂替代目前普遍使用的酚醛树脂，优点在于环氧树脂固化体系具有优异而广谱的粘结力，可以对粉末橡胶、摩擦性能调节剂和炭纤维及有机活化粘土等产生极强的相互作用，这样可以使制得的离合器片压缩强度、冲击强度和耐热性提高，更适合于重载、大比压、紧急调速和制动至急停等苛刻度高的工况条件。

所述高丙烯腈含量橡胶改性固体环氧树脂的环氧当量为1250～1500g·eq^-1，100℃之下(不包括100℃)熔融粘度为300～500mPa·s，高丙烯腈含量橡胶所占的重量比为30～32％。采用橡胶改性固体环氧树脂可提高离合器片材料的贴合度，稳定摩擦系数并降低制动尖叫声。

所述腰果酚改性酚醛胺固化剂的胺值为200mgKOH/g，25℃粘度为8000～20000mPa·s，外观为橙色液体。采用腰果酚改性酚醛胺可以取得适宜的固化速度，并适当提高固化产物的耐温性，稳定高温下离合器片的摩擦系数和耐磨性。

所述粉末橡胶系丁腈橡胶或羧基丁腈橡胶，结合腈含量26～35％，门尼粘度76～80，粒径范围为60～80目。粉末橡胶可降低离合器片的表面硬度，减小制动噪音，稳定高速和高温下离合器片的摩擦系数。

所述摩擦调节剂是锆英粉、γ-氧化铝和镁铝尖晶石中的至少一种物质，粒度小于300目。该摩擦调节剂作为硬质单元可以提高离合器片的摩擦系数，但是由于其莫氏硬度较高，极易于对制动盘有攻击性，所以应选用粒径小于300目的细粉。