CN104861418A - 一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料及其制备方法。目的是提供的摩阻材料具有耐高温、耐磨损、低噪音的特点；提供的方法应具有制造简便的特点。技术方案是：一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料；摩阻材料中包括的成分是：妥尔油酚醛树脂；硼纤维；氧化锌纤维；碳化钨；立方氮化硼；腰果壳油摩擦粉；钼碳磷酸盐等。上述电磁离合器失电制动器用摩阻材料的制备方法，按照以下步骤进行；1)按配方称取各种原材料备用；2)将硼纤维等投入高速混料机内混合，取出浸渍；最后烘干即可；3)将妥尔油酚醛树脂等制作的混合物，投入混合机内混合，取出混合物备用；4)模压成型；5)对模压成型的产品进行机加工；6)表面烧蚀。

Description

一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料及其制备方法，尤其是采用妥尔油树脂硼基材料的电磁离合器失电制动器用摩阻材料及其制备方法。

背景技术

电磁离合器失电制动器是一个重要的自动化执行元件，它集机械、电汽、电子技术于一体，结构紧凑，功能丰富，它在机械传动系统中主要起传递动力和控制运动两个方面作用，把它应用在机械装置中，对实现机电一体化提高自动化水平有着非常重要的意义，由于它具有结构紧凑，操作简单，使用与维护方便，易于实现远距离操作和自动控制等优点，故用于运动控制和实现自动化方面尤为合适，是实现自动化最可靠和最经济的方案。

特别是随着工业自动化，高速化的发展，电磁离合器失电制动器作为一种必不可少的控制元件获得了迅速的发展。近几年随着我国工业水平的不断提高、国内电机行业的高速发展，电磁离合器失电制动器技术日趋受到我国的重视，我国电磁离合器失电制动器开发和生产得到较快发展，使用越来越普遍。

电磁离合器失电制动器行业的飞速发展，带动了电磁离合器失电制动器用摩阻材料需求的增长。但是，目前国内生产的摩阻材料，在以下技术方面难以满足要求：要有稳定的摩擦、磨损性能和一定的耐高温性，低噪音，并能满足一万次以上连续开启操作作业，使用性能保持稳定，同时还要求满足欧盟RoHS环保指令及无石棉成分的环保要求。

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，提供一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料的改进，该摩阻材料具有耐高温、耐磨损、低噪音以及摩擦制动力矩稳定且符合环保要求的特点。

本发明的另一个目的是提供上述电磁离合制动器用摩阻材料的制备方法，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：

一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料；其特征在于摩阻材料中包括的成分及重量份是：妥尔油酚醛树脂(又称妥尔油改性酚醛树脂)12～20份；硼纤维10～35份；氧化锌纤维(又称氧化锌纳米纤维)8～28份；碳化钨1～5份；立方氮化硼1～5份；腰果壳油摩擦粉3～6份；钼碳磷酸盐3～6份；氧化钡12～38份；芳纶摩擦颗粒4～12份；陶瓷空心微粉(又称陶瓷微粉)2～6份；煅烧海绵焦炭(又称煅烧石油焦)2～7份；全硫化粉末丁腈橡胶3～8份；硬脂酸锌0.5～1份。

所述的硼纤维直径100～140μm，长度200～400μm；所述氧化锌纤维直径50～80μm，长度200～400μm。

所述各种原材料中，妥尔油酚醛树脂、碳化钨、立方氮化硼、钼碳磷酸盐、氧化钡、芳纶摩擦颗粒、陶瓷空心微粉、硬脂酸锌的粒度≤325目，腰果壳油摩擦粉、煅烧海绵焦炭的粒度40～60目，全硫化粉末丁腈橡胶的细度达到纳米级。

上述电磁离合器失电制动器用摩阻材料的制备方法，按照以下步骤进行；

1)按配方称取各种原材料备用；

2)将硼纤维、氧化锌纤维、碳化钨、立方氮化硼、腰果壳油摩擦粉、钼碳磷酸盐、氧化钡、陶瓷空心微粉、煅烧海绵焦炭、投入高速混料机内混合3～4分钟后，取出浸渍(即完全浸没)在甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中12～18分钟后；最后在80±3℃烘箱内烘干即可；

3)将妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌和步骤2)制作的混合物，投入混合机内混合7～8分钟后，取出混合物备用；

4)模压成型：在预热过的模具型腔内涂脱模剂，然后将混合物投入到模具型腔中进行一次热压模塑成型处理，其热压温度为190℃±10℃，热压时间为15～17分钟，压力为65Mpa±0.5Mpa；

5)对模压成型的产品进行机加工；

6)表面烧蚀：将机加工后的产品，投入烧蚀机内烧蚀，温度设定在500℃～540℃，烧蚀时间20～45秒，烧蚀量控制在0.01～0.03mm后即成。

步骤2)中的所述甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中，甲基三乙氧基硅烷的重量含量80％，乙醇的重量含量20％。

本发明的有益效果是：该电磁离合器失电制动器用摩阻材料具有耐高温、耐磨损、低噪音以及摩擦制动力矩稳定、环保等特点；经测试摩擦系数以及磨损率指标均优于同类产品(尤其是在300℃时摩擦系数高于同类产品30％，而磨损率为同类产品80％)；此外，该摩阻材料的所有原材料均可外购获得，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

本发明涉及的芳纶摩擦颗粒(申请号为201410538789.6)的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)偶联剂预处理：先将芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维放入偶联剂溶液中浸渍30～35分钟后取出晾干；

(2)混料：将处理过的芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维，投入高速混料机内，混合4～5分钟，然后从高速混料机内取出备用；

(3)打浆：先将步骤(2)处理过的芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维投入到液体丁腈橡胶中打浆，打浆浓度为3～5％，打浆度为35～45°SR；接着加入浓度为0.05～0.08的聚环氧乙烯溶液，用疏解机疏解均匀形成物料分散均匀的浆料；

(4)浸渍：将步骤(3)制得的浆料在90～100℃烘箱内烘干，将烘干后的浆料投入到溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍20～35分钟；

(5)捏炼：将步骤(4)制得的浆料投入捏炼机中，并同时加入液体丁苯橡胶，捏炼温度控制在30～40℃，捏炼时间在6～7分钟。

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入脱气轮造粒机中进行造粒，所述的颗粒为球状或圆柱状，粒度为40～60目，内部中空结构，具有一定的压缩回弹性。

所获得的芳纶摩擦颗粒为内部中空结构，具有一定的压缩回弹性(压缩率为≥35％)，可明显提高摩阻材料的耐磨、耐高温和噪音性能。该芳纶摩擦颗粒具有稳定的摩阻性能及耐高温、耐磨损、低噪音、环保等特点。

本发明涉及的其它原材料均外购获得。

以下通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

电磁离合器失电制动器用摩擦块，包括方形铝基骨架以及粘接在铝骨架粘合面上的摩阻材料层；其中摩阻材料层由以下重量份的原材料组成：妥尔油酚醛树脂13份、硼纤维15份、氧化锌纤维15份、碳化钨1.5份、立方氮化硼2份、腰果壳油摩擦粉3份、钼碳磷酸盐3、氧化钡32份、芳纶摩擦颗粒6份、陶瓷空心微粉3份、煅烧海绵焦炭3份、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶3份；硬脂酸锌0.5份。

制备方法：

1)称取原材料；

2)将除妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌原材料外的其它所有原材料投入高速混合机内混合3分钟，接着将混合好的混合物料进行表面处理(即浸渍在甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中12分钟后，在80±3℃烘箱内烘干)；

3)将经表面处理过的混合物料和妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌投入真空犁耙式锥形混合机内混合7分钟；

4)把上述步骤处理后的物料在模具中进行一次模压成型：其热压温度为190℃，热压时间为15分钟，热压压力为65Mpa±0.5Mpa；

5)对模压成型的产品进行机加工，然后表面烧蚀处理(即将产品投入通过式烧蚀机内烧蚀，温度设定在500℃，烧蚀时间20秒，烧蚀量控制在0.01mm)后即成。

实施例2

电磁离合器失电制动器用摩擦块，包括方形铝基骨架以及粘接在铝骨架粘合面上的摩阻材料层；其中摩阻材料层由以下重量份的原材料组成：妥尔油酚醛树脂14份；硼纤维18份；氧化锌纤维15份；碳化钨2份；立方氮化硼3份；腰果壳油摩擦粉4份；钼碳磷酸盐5份；氧化钡18.5份；芳纶摩擦颗粒8份；陶瓷空心微粉3.5份；煅烧海绵焦炭3.5；纳米级全硫化粉末丁腈橡胶5份；硬脂酸锌0.5份。

制备方法：

1)称取原材料；

2)将除妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌原材料外的其它所有原材料投入高速混合机内混合4分钟，接着将混合好的混合物料进行表面处理(即浸渍在甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中18分钟后，在80±3℃烘箱内烘干)；

3)即将经表面处理过的混合物料和妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌投入真空犁耙式锥形混合机内混合8分钟；

4)把上述步骤处理后的物料在模具中进行一次模压成型：其热压温度为195℃，热压时间为16分钟，热压压力为65Mpa±0.5Mpa；

5)对模压成型的产品进行机加工，然后表面烧蚀处理(即将产品投入通过式烧蚀机内烧蚀，温度设定在520℃，烧蚀时间25秒，烧蚀量控制在0.02mm)后即成。

实施例3

电磁离合器失电制动器用摩擦块，包括方形铝基骨架以及粘接在铝骨架粘合面上的摩阻材料层；其中摩阻材料层由以下重量份的原材料组成：妥尔油酚醛树脂12份；硼纤维16份；氧化锌纤维18份；碳化钨2.5份；立方氮化硼3份；腰果壳油摩擦粉5份；钼碳磷酸盐6份；氧化钡12份；芳纶摩擦颗粒9.5份；陶瓷空心微粉4份；煅烧海绵焦炭5；纳米级全硫化粉末丁腈橡胶6.5份；硬脂酸锌0.5份。

制备方法：

1)称取原材料；

2)将除妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌原材料外的其它所有原材料投入高速混合机内混合4分钟，接着将混合好的混合物料进行表面处理(即浸渍在甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中15分钟后，在80±3℃真空烘箱内烘干)；

3)将经表面处理过的混合物料和妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、纳米级全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌投入真空犁耙式锥形混合机内混合8分钟；

4)把上述步骤处理后的物料在模具中进行一次模压成型：其热压温度为200℃，热压时间为17分钟，热压压力为65Mpa±0.5Mpa；

5)对模压成型的产品进行机加工，然后表面烧蚀处理(即将产品投入通过式烧蚀机内烧蚀，温度设定在530℃，烧蚀时间30秒，烧蚀量控制在0.02mm)后即成。

本发明中的妥尔油酚醛树脂购自美国瀚森化工公司。

上述加工方法获得的摩阻材料，经过了对比检测，获得数据如下：

结论：从表3中三种产品摩擦、磨损性能对比，该发明的电磁离合器失电制动器用摩阻材料在各方的性能方面均优于国内同类产品以及国外产品，可以满足客户的技术要求。

Claims (5)

1.一种电磁离合器失电制动器用摩阻材料，其特征在于摩阻材料包括的成分及重量份是：妥尔油酚醛树脂12～20份；硼纤维10～35份；氧化锌纤维8～28份；碳化钨1～5份；立方氮化硼1～5份；腰果壳油摩擦粉3～6份；钼碳磷酸盐3～6份；氧化钡12～38份；芳纶摩擦颗粒4～12份；陶瓷空心微粉2～6份；煅烧海绵焦炭2～7；全硫化粉末丁腈橡胶3～8份；硬脂酸锌0.5～1份。

2.根据权利要求1所述的电磁离合器失电制动器用摩阻材料，其特征在于：所述的硼纤维直径100～140μm，长度200～400μm；所述氧化锌纤维直径50～80μm，长度200～400μm。

3.根据权利要求1或2所述的电磁离合器失电制动器用摩阻材料，其特征在于：所述各种原材料中，妥尔油酚醛树脂、碳化钨、立方氮化硼、钼碳磷酸盐、氧化钡、芳纶摩擦颗粒、陶瓷空心微粉、硬脂酸锌的粒度≤325目，腰果壳油摩擦粉、煅烧海绵焦炭的粒度40～60目，全硫化粉末丁腈橡胶的细度达到纳米级。

4.权利要求所述电磁离合器失电制动器用摩阻材料的制备方法，按照以下步骤进行；

1)按配方称取各种原材料备用；

2)将硼纤维、氧化锌纤维、碳化钨、立方氮化硼、腰果壳油摩擦粉、钼碳磷酸盐、氧化钡、陶瓷空心微粉、煅烧海绵焦炭、投入高速混料机内混合3～4分钟后，取出浸渍在甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中12～18分钟后；最后在80±3℃烘箱内烘干即可；

3)将妥尔油酚醛树脂、芳纶摩擦颗粒、全硫化粉末丁腈橡胶、硬脂酸锌和步骤2)制作的混合物，投入混合机内混合7～8分钟后，取出混合物备用；

4)模压成型：在预热过的模具型腔内涂脱模剂，然后将混合物投入到模具型腔中进行一次热压模塑成型处理，其热压温度为190℃±10℃，热压时间为15～17分钟，压力为65Mpa±0.5Mpa；

5)对模压成型的产品进行机加工；

6)表面烧蚀：将机加工后的产品，投入烧蚀机内烧蚀，温度设定在500℃～540℃，烧蚀时间20～45秒，烧蚀量控制在0.01～0.03mm后即成。

5.根据权利要求4所述的电磁离合器失电制动器用摩阻材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的甲基三乙氧基硅烷偶联剂溶液中，甲基三乙氧基硅烷的重量含量80％，乙醇的重量含量20％。