CN103450522A - 一种弹性摩擦粒子及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹性摩擦粒子及制备方法。目的是提供的弹性摩擦粒子应具有压缩回弹性好，耐高温、耐磨损、低噪音以及动/静摩擦系数高且稳定、动/静摩擦系数比接近，环保的特点；提供的方法应具有制造简便，成本较低的特点。技术方案是：一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子，橡胶弹性摩擦粒子包括的成分是：氟橡胶，丁腈橡胶，天然橡胶，促进剂DM，防老剂，硬脂酸，聚四氟乙烯悬浮树脂，硫磺，纳米SiO2改性酚醛树脂，碳化硼，硫化梯，碳化硅晶须。制备方法：1）按配方称取各种原材料备用；2）将原料投入橡胶密炼机内，混拌，然后把硫磺投入橡胶密炼机内，混拌后取出；3）开炼机热炼成型；4)粉碎颗粒；5）橡胶弹性颗粒改性。

Description

一种弹性摩擦粒子及制备方法
技术领域
本发明涉及一种弹性摩擦粒子及制备方法，尤其是一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子及其制备方法。
背景技术
湿式纸基摩擦片由湿式摩擦纸和钢制芯片构成，是自动变速装置中实现柔性传扭/制动并提高传动性能的关键零部件，其性能的优劣直接决定了湿式离合器的整体品质。湿式纸基摩擦片是一种纤维增强具有多孔、可压缩、吸湿性的重要功能摩擦材料,它具有动/静摩擦系数高、动静摩擦系数接近、传扭能力强、结合过程柔和平稳、耐磨性能良好以及结构可设计等优点等。纸基摩擦材料目前已成为湿式摩擦材料的主导品种，是全球产量最大、应用范围最广的湿式摩擦材料。
目前，我国汽车、工程机械中广泛使用的纸基摩擦片还未完全实现国产化，在生产工艺和材质配方研究上与国外相比还有很大的差距，在生产工艺上，还未形成完整的工艺控制参数和专用高效的工艺装备，材质配方上还未形成系列化，仍存在很大差距。特别是在湿式纸基摩擦材料的动/静摩擦系，动静摩擦系数比和压缩回弹性等方面的技术性能无法达到国外同类产品要求。随着我国汽车工业和工程机械的快速发展，近几年来国内湿式离合器、制动器对纸基摩擦片需求量急剧增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术中存在的问题，提供一种弹性摩擦粒子，该弹性摩擦粒子应具有压缩回弹性好，耐高温、耐磨损、低噪音以及动/静摩擦系数高且稳定、动/静摩擦系数比接近，环保的特点，以有效提供湿式纸基摩擦片的摩擦性能。
本发明的另一个目的是提供上述一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子的制作方法，该方法应具有制造简便，成本较低的特点。
本发明提供了以下技术方案：
一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子，其特征在于橡胶弹性摩擦粒子包括的成分及重量份是：氟橡胶5～12份，丁腈橡胶25～40份，天然橡胶9-18份，促进剂DM 0.5～1份，防老剂BEL-W 1～1.5份，硬脂酸0.5～0.8份，聚四氟乙烯悬浮树脂0.5～1.5，硫磺1～3份，纳米SiO2改性酚醛树脂6～10份，碳化硼0.5～1.5份，硫化梯4～8份，碳化硅晶须18～32份；该弹性摩擦粒子的细度为80目～100目。
所述的碳化硅晶须直径1～6um，长度0.5～5mm。
所述各种成分中，促进剂DM,防老剂BEL-W,硬脂酸锌,硫磺,纳米SiO2改性酚醛树脂、碳化硼、硫化梯、聚四氟乙烯悬浮树脂的粒度≤325目。
上述一种湿式纸基摩擦片用柔性橡胶弹性摩擦粒子的制备方法，按照以下步骤进行；
1）按配方称取各种原材料备用；
2）先将氟橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、促进剂DM、防老剂BEL-W、聚四氟乙烯悬浮树脂、碳化硼、硬脂酸、硫化梯、纳米SiO2改性酚醛树脂、碳化硅晶须投入橡胶密炼机内，混拌10～16分钟，然后把硫磺投入橡胶密炼机内，混拌时间为1～2分钟后取出混合原料；
3）开炼机热炼成型：将橡胶开炼机的滚筒温度设定在100℃～120℃之间，从橡胶密炼机中取出的混合原料投入到橡胶开炼机中，薄通若干次，然后压延若干分钟成型为胶片；
4)粉碎颗粒：将开炼成型的胶片投入粉碎机内，粉碎成80目～100目的橡胶弹性颗粒；
5）橡胶弹性颗粒改性：将粉碎后的橡胶弹性颗粒，浸渍（即完全浸没）在配位型钛酸酯偶联剂中45～60分钟，然后取出放入烘箱内50～70℃烘干45～60分钟即可。
所述步骤3）开炼机热炼成型时，先将滚筒间距调整到1～2mm，混合原料投入到橡胶开炼机中薄通6～8次后，再调整滚筒间距至3～5mm压延12～15分钟，即成型为胶片。
本发明的有益效果是：该弹性摩擦粒子具有压缩回弹性好，耐高温、耐磨损、低噪音以及动/静摩擦系数高且稳定、动/静摩擦系数比接近，环保等特点（经测试：该柔性橡胶弹性摩擦粒子的动摩擦系数达到0.18～0.20，静摩擦系数达到0.20～0.24，压缩比≥50%～60%）；在现有的湿式纸基摩擦片中掺入一定比例的弹性摩擦粒子，可明显改善和提高湿式纸基摩擦片的摩擦性能（其中3000r/min的动摩擦系数提高25%以上；磨损率则减少60%以上）。所有原材料还均可外购获得，不但符合环保要求，而且制造简便，成本较低，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
本发明的思路是：首先研制出摩擦性能优越的弹性摩擦粒子，然后在湿式纸基摩擦片中掺入一定比例的弹性摩擦粒子（具体可通过造纸工艺中的抄造工序掺入），以大幅度改善湿式纸基摩擦片的摩擦性能（提高湿式纸基摩擦片的动/静摩擦系数，降低动静摩擦系数比差和提高压缩回弹性）。
所述的碳化硅晶须直径为1～6um，（优选5um），长度1～5mm。
步骤4)粉碎颗粒时，采用的粉碎机优选自分流式微粉分级机。
以下通过具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种弹性摩擦粒子，包括的成分及重量份是：氟橡胶6份；丁腈橡胶28份；天然橡胶10份；促进剂DM 0.5份；防老剂BEL-W 1份；硬脂酸0.5份；聚四氟乙烯悬浮树脂0.5；硫磺1.2份；纳米SiO2改性酚醛树脂7份；碳化硼铝1份；硫化梯4份；碳化硅晶须20份。
制备方法：称取原材料→将各种原材料混合密炼12分钟→将混合好的物料投入开炼机热炼（其热压温度为100℃，混炼时间10分钟）→成型胶片（胶片厚度为3～5mm）→粉碎颗粒：将开炼成型后的胶片投入粉碎机内，粉碎成80目的橡胶弹性颗粒。最后是弹性颗粒改性：将粉碎后的橡胶弹性颗粒，浸渍在配位型钛酸酯偶联剂中45分钟，然后取出放入烘箱内，55℃烘干50分钟即可。
实施例1 性能检测
Figure BDA00003639203500031
Figure BDA00003639203500041
压缩比：≥52%
实施例2
一种湿式纸基摩擦片用柔性橡胶弹性摩擦粒子，包括的成分及重量份是：氟橡胶8份；丁腈橡胶32份；天然橡胶12份；促进剂DM1份；防老剂BEL-W 1.2份；硬脂酸0.6份；聚四氟乙烯悬浮树脂1份；硫磺1.5份；纳米SiO2改性酚醛树脂8份；碳化硼铝1.2份；硫化梯6份；碳化硅晶须28份。
制备方法：称取原材料→将各种原材料混合密炼14分钟→将混合好的物料投入开炼机热炼（其热压温度为105℃，混炼时间8分钟）→成型胶片（胶片厚度为3～5mm）→粉碎颗粒：将开炼成型的胶片投入粉碎机内，粉碎成90目的弹性摩擦粒子。最后是弹性摩擦粒子改性：将粉碎后的橡胶弹性颗粒，浸渍在配位型钛酸酯偶联剂中50分，然后取出放入烘箱内，60℃烘干45分钟即可。
实施例2 性能检测
Figure BDA00003639203500042
压缩比：≥58%
实施例3
一种弹性摩擦粒子，包括的成分及重量份是：氟橡胶10份；丁腈橡胶38份；天然橡胶16份；促进剂DM 0.8份；防老剂BEL-W 1份；硬脂酸0.8份；聚四氟乙烯悬浮树脂1份；硫磺1.5份；纳米SiO2改性酚醛树脂9份；碳化硼铝1.5份；硫化梯8份；碳化硅晶须32份。
制备方法：称取原材料→将各种原材料混合密炼15分钟→将混合好的物料投入开炼机热炼（其热压温度为115℃，混炼时间7分钟）→成型胶片（胶片厚度为3～5mm）→粉碎颗粒：将开炼成型的胶片投入粉碎机内，粉碎成100目的橡胶弹性颗粒。最后是橡胶弹性颗粒改性：将粉碎后的橡胶弹性颗粒，浸渍在配位型钛酸酯偶联剂中60分，然后取出放入烘箱内，70℃烘干45分钟即可。
实施例3 性能检测
Figure BDA00003639203500051
压缩比：≥60%。
在原有湿式纸基摩擦片配方中加入实施例1-3获得的弹性摩擦粒子（3个实施例的弹性摩擦粒子的比例为1:1:1），加入比例为原配方原料重量的15%，然后经过常规造纸抄造工艺获得的湿式纸基摩擦片，其检测对比数据如下表：
Figure BDA00003639203500052
Figure BDA00003639203500061
从上表可以看出,不管是动、静摩擦系数的稳定性还是材料的磨损率,本发明研制的湿式纸基摩擦片都要明显优于现有的同类产品。

Claims (5)

1.一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子，其特征在于橡胶弹性摩擦粒子包括的成分及重量份是：氟橡胶5～12份，丁腈橡胶25～40份，天然橡胶9-18份，促进剂DM 0.5～1份，防老剂BEL-W 1～1.5份，硬脂酸0.5～0.8份，聚四氟乙烯悬浮树脂0.5～1.5，硫磺1～3份，纳米SiO2改性酚醛树脂6～10份，碳化硼0.5～1.5份，硫化梯4～8份，碳化硅晶须18～32份；该弹性摩擦粒子的细度为80目～100目。
2.根据权利要求1所述的一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子，其特征在于：所述的碳化硅晶须直径1～6um，长度0.5～5mm。
3.根据权利要求2所述的一种湿式纸基摩擦片用弹性摩擦粒子，其特征在于：所述促进剂DM,防老剂BEL-W,硬脂酸锌,硫磺,纳米SiO2改性酚醛树脂、碳化硼、硫化梯、聚四氟乙烯悬浮树脂的粒度≤325目。
4.权利要求1所述湿式纸基摩擦片用柔性橡胶弹性摩擦粒子的制备方法，按照以下步骤进行；
1）按配方称取各种原材料备用；
2）先将氟橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、促进剂DM、防老剂BEL-W、聚四氟乙烯悬浮树脂、碳化硼、硬脂酸、硫化梯、纳米SiO2改性酚醛树脂、碳化硅晶须投入橡胶密炼机内，混拌10～16分钟，然后把硫磺投入橡胶密炼机内，混拌时间为1～2分钟后取出混合原料；
3）开炼机热炼成型：将橡胶开炼机的滚筒温度设定在100℃～120℃之间，从橡胶密炼机中取出的混合原料投入到橡胶开炼机中，薄通若干次，然后压延若干分钟成型为胶片；
4)粉碎颗粒：将开炼成型的胶片投入粉碎机内，粉碎成80目～100目的橡胶弹性颗粒；
5）橡胶弹性颗粒改性：将粉碎后的橡胶弹性颗粒，浸渍在配位型钛酸酯偶联剂中45～60分钟，然后取出放入烘箱内50～70℃烘干45～60分钟即可。
5.根据权利要求4所述的湿式纸基摩擦片用柔性橡胶弹性摩擦粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤3）开炼机热炼成型时，先将滚筒间距调整到1～2mm，混合原料投入到橡胶开炼机中薄通6～8次后，再调整滚筒间距至3～5mm压延12～15分钟，即成型为胶片。
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