CN104774444A - 纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法。目的是提供的弹性摩擦粒子应可以有效提高湿式纸基摩阻材料的综合性能；提供的方法应具有制造简便，成本较低的特点。技术方案是：一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，弹性摩擦粒子包括的成分：聚氨酯橡胶，甲基乙烯基硅橡胶，促进剂PZ等。上述一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基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)先将聚氨酯橡胶等投入双螺杆连续混炼机的混炼室内混炼；然后混炼完成的混合料进入注压硫化出料室内挤出成型；3)制作颗粒；4)橡胶弹性颗粒改性。

Description

纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种摩阻材料及其制备方法，尤其是纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法。

背景技术

纸基摩阻材料，是湿式离合器、制动器装置中实现柔性传扭/制动并提高传动、制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、制动器的整体品质。是一种纤维增强具有多孔、可压缩、吸湿性、耐高温的一种纸基摩阻材料,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设计合理等优点。纸基摩阻材料目前广泛运用于农业机械、工程机械、船舶、矿山机械等领域。

目前，我国农业机械和工程机械中广泛使用的纸基摩擦阻材料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。特别是在纸基摩阻材料的静摩擦系数，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。随着我国农业机械和工程机械的快速发展，近几年来国内湿式离合器、制动器对纸基摩阻材料需求量急剧增加，技术要求也在不断提高。

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，提供一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及制备方法，该弹性摩擦粒子应具有动/静摩擦系数高、动/静摩擦系数比接近、压缩回弹性好，压缩永久变形小、耐高温、耐磨损、低噪音以及环保等特点，以有效提高湿式纸基摩阻材料的综合性能。

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：

一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，其特征在于弹性摩擦粒子包括的成分及重量份是：聚氨酯橡胶70～85份，甲基乙烯基硅橡胶5～15份，促进剂PZ 0.5～3份，防老剂RD 1～3份，白炭黑3～6份，活性氧化镁2～5份，硬脂酸0.5～0.8份，交联剂DCP 1.5～4，硫磺0.5～3份，烷基酚改性酚醛树脂6～10份，萤石粉1～3份，碳化硅颗粒1～5份，硼酸镁晶须4～10份。该弹性摩擦粒子的细度为100目～120目。

所述的硼酸镁晶须纤维的直径3～5μm，长度30～50μm。

所述各种成分中，促进剂PZ、防老剂RD、白炭黑、活性氧化镁、硬脂酸、交联剂DCP、硬脂酸、硫磺、烷基酚改性酚醛树脂、萤石粉、碳化硅颗粒的粒度≤325目。

上述一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基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)先将聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、促进剂PZ、防老剂RD、白炭黑、活性氧化镁、硬脂酸、交联剂DCP、硫磺、烷基酚改性酚醛树脂、萤石粉、碳化硅颗粒、硼酸镁晶须投入双螺杆连续混炼机的混炼室内混炼16～18分钟，混炼室内的温度设定在120℃～130℃；然后混炼完成的混合料进入注压硫化出料室内挤出成型，注压硫化温度设定在150℃～160℃，注压压强50MPa～60MPa；

3)制作颗粒：将双螺杆连续混炼机成型的胶条，投入破碎机内破碎成100目～120目的橡胶弹性颗粒；

4)橡胶弹性颗粒改性：将获得的橡胶弹性颗粒，浸渍(即完全浸没)在聚四氟乙烯乳液中20～25分钟，然后取出放入真空烘箱内100～110℃烘干备用。

制作步骤4)中所述的聚四氟乙烯乳液固含量在60％以上。

本发明的有益效果是：该弹性摩擦粒子具有压缩回弹性好，压缩永久变形小、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：该弹性摩擦粒子的动摩擦系数达到0.19～0.22，静摩擦系数达到0.22～0.25，压缩比≥70％～80％)；在现有的湿式纸基摩阻材料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阻材料的摩擦性能(其中3000r/min的动摩擦系数提高40％以上；磨损率则减少80％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：首先研制出压缩回弹性和动静摩擦性能优越的弹性摩擦粒子，然后在湿式纸基摩阻材料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阻材料的摩擦性能(提高湿式纸基摩阻材料的压缩回弹性和静摩擦系数，降低材料的动静摩擦系数比差)。

所述的聚四氟乙烯乳液固含量在60％以上。

步骤3)粉碎颗粒时，采用的破碎机优选自分流式微粉破碎机。

以下通过具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法，包括的成分及重量份是：聚氨酯橡胶75份，甲基乙烯基硅橡胶6份，促进剂PZ 2份，防老剂RD 2份，白炭黑4份，活性氧化镁2.5份，硬脂酸0.5份，交联剂DCP1.5硫磺1份，烷基酚改性酚醛树脂7份，萤石粉2份，碳化硅颗粒1.5份，硼酸镁晶须5份。

制备方法：

1、称取原材料；

2、将各种原材料高温混炼16分钟注压成型为胶条(胶条直径5～6mm)，然后将胶条投入破碎机内，破碎成100目的橡胶弹性颗粒；

3、将弹性颗粒浸渍(即完全浸没)聚四氟乙烯乳液中20分钟，然后取出放入真空烘箱内100℃烘干备用。

实施例1性能检测

压缩比：≥72％

永久压缩变形≦0.65％

实施例2

一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法，包括的成分及重量份是：聚氨酯橡胶80份，甲基乙烯基硅橡胶8份，促进剂PZ 2份，防老剂RD 2.5份，白炭黑5份，活性氧化镁3份，硬脂酸0.5份，交联剂DCP2.5，硫磺1.2份，烷基酚改性酚醛树脂7份，萤石粉2.5份，碳化硅颗粒2份，硼酸镁晶须6份。

制备方法：

1、称取原材料；

2、将各种原材料高温混炼17分钟注压成型为胶条(胶条直径5～6mm)，然后将胶条投入破碎机内，破碎成100目的橡胶弹性颗粒；

3、将弹性颗粒浸渍(即完全浸没)聚四氟乙烯乳液中22分钟，然后取出放入真空烘箱内105℃烘干备用。

实施例2性能检测

压缩比：≥80％

永久压缩变形≦0.50％

实施例3

一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子及其制备方法，包括的成分及重量份是：聚氨酯橡胶85份，甲基乙烯基硅橡胶12份，促进剂PZ 3份，防老剂RD 3份，白炭黑6份，活性氧化镁5份，硬脂酸0.8份，交联剂DCP 3.5，硫磺1.5份，烷基酚改性酚醛树脂8份，萤石粉1份，碳化硅颗粒3份，硼酸镁晶须4份

制备方法：

1、称取原材料；

2、将各种原材料高温混炼18分钟注压成型为胶条(胶条直径5～6mm)，然后将胶条投入破碎机内，破碎成100目的橡胶弹性颗粒；

3、将弹性颗粒浸渍(即完全浸没)聚四氟乙烯乳液中25分钟，然后取出放入真空烘箱内110℃烘干备用。

实施例3性能检测

压缩比：≥60％。

永久压缩变形≦0.30％

在原有湿式纸基摩阻材料配方中加入实施例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6～10％，然后经过常规造纸抄造工艺获得的湿式纸基摩阻材料，其检测对比数据如下表：

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阻材料都要明显优于现有的同类产品。

Claims (5)

1.一种纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，其特征在于该弹性摩擦粒子包括的成分及重量份是：聚氨酯橡胶70～85份，甲基乙烯基硅橡胶5～15份，促进剂PZ 0.5～3份，防老剂RD 1～3份，白炭黑3～6份，活性氧化镁2～5份，硬脂酸0.5～0.8份，交联剂DCP 1.5～4，硫磺0.5～3份，烷基酚改性酚醛树脂6～10份，萤石粉1～3份，碳化硅颗粒1～5份，硼酸镁晶须4～10份。该弹性摩擦粒子的细度为100目～120目。

2.根据权利要求1所述的纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，其特征在于：所述的硼酸镁晶须纤维的直径3～5μm，长度30～50μm。

3.根据权利要求1或2所述的纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，其特征在于：所述各种成分中，促进剂PZ、防老剂RD、白炭黑、活性氧化镁、硬脂酸、交联剂DCP、硬脂酸、硫磺、烷基酚改性酚醛树脂、萤石粉、碳化硅颗粒的粒度≤325目。

4.权利要求1所述的纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基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)先将聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、促进剂PZ、防老剂RD、白炭黑、活性氧化镁、硬脂酸、交联剂DCP、硫磺、烷基酚改性酚醛树脂、萤石粉、碳化硅颗粒、硼酸镁晶须投入双螺杆连续混炼机的混炼室内混炼16～18分钟，混炼室内的温度为120℃～130℃；然后混炼完成的混合料进入注压硫化出料室内挤出成型，注压硫化温度设定在150℃～160℃，注压压强50MPa～60MPa；

3)制作颗粒：将双螺杆连续混炼机成型的胶条，投入破碎机内破碎成100目～120目的橡胶弹性颗粒；

4)橡胶弹性颗粒改性：将获得的橡胶弹性颗粒，浸渍在聚四氟乙烯乳液中20～25分钟，然后取出放入真空烘箱内100～110℃烘干备用。

5.根据4所述的纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子的制备方法，其特征在于：制作步骤4)中所述的聚四氟乙烯乳液固含量在60％以上。