CN108219358A - 酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法。酚醛树脂基摩擦材料包括改性酚醛树脂20～40份，丁腈胶粉5～10份，沉淀硫酸钡15～25份，重质碳酸钙20～30份，蛭石3～5份，氧化铝3～5份，玻璃纤维2～5份，石墨1～3份。本发明所提供的摩擦材料具有稳定性好，耐热性高等优点。改性后酚醛树脂具有良好的高温稳定性，同时双酚A可作为橡胶防老剂，对橡胶高温稳定性起到协同作用。

Description

酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法
技术领域
本发明属于摩擦材料领域，具体涉及一种酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法。
背景技术
摩擦材料组分一般包括粘结剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料几个部分，酚醛树脂因其价格低廉、性能优异是摩擦材料中最常用的粘结剂。但酚醛树脂结构上的酚羟基和亚甲基很容易氧化，耐热性能差，严重限制了摩擦材料在高温下摩擦性能。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种酚醛树脂基摩擦材料，其具有耐热性好、热稳定性高等特点。
本发明的目的是提供一种酚醛树脂基摩擦材料。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂20～40份，丁腈胶粉5～10份，沉淀硫酸钡15～25份，重质碳酸钙20～30份，蛭石3～5份，氧化铝3～5份，玻璃纤维2～5份，石墨1～3份。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂20份，丁腈胶粉5份，沉淀硫酸钡15份，重质碳酸钙20份，蛭石3份，氧化铝3份，玻璃纤维2份，石墨1份。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂40份，丁腈胶粉10份，沉淀硫酸钡25份，重质碳酸钙30份，蛭石5份，氧化铝5份，玻璃纤维5份，石墨3份。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，改性酚醛树脂的改性剂为双酚A。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，所述改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛和催化剂(盐酸或草酸，用量为1～3％)混合，温度升至60～80℃反应2～5小时，并不停搅拌；
(2)加入双酚A升温至90～100℃，反应2～4小时；
(3)升温至110～120℃脱水0.5～1小时，冷却至室温即得。
苯酚和甲醛在催化剂作用下生成邻、对位羟甲基苯酚，然后双酚A再和羟甲基苯酚中的羟甲基进行酯化反应生成改性酚醛树脂，反应的产率高，杂质少。经改性的酚醛树脂纯度较高，热分解温度提高，具有更优良的耐热性能；同时双酚A可作为防老剂，对树脂的高温稳定性起到协同作用。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，苯酚和甲醛的摩尔比为1：0.7～0.9，选择过量的苯酚能够控制生成热塑性酚醛树脂。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料，所述双酚A的用量为甲醛用量的1：0.1～0.2，得到的改性酚醛树脂耐热性较好。
本发明的再一目的是提供一种酚醛树脂基摩擦材料的制备方法。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：将原料混合，通过热压后、热处理。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，热压的温度为150～200℃，保压时间为180～300s。
根据本发明具体实施方式的酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，热处理的时间为6～12h。
本发明的有益效果为：
本发明以双酚A改性酚醛树脂为粘结剂，制备的摩擦材料具有稳定的摩擦系数，较好的抗热衰退性和耐热性能，而且本发明原料和工艺成本低，适合于大规模生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本发明的改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛按0.7的摩尔比混合，加入催化量的盐酸，温度升至70℃反应5小时，并不停搅拌；
(2)加入甲醛用量0.2的双酚A升温至90℃，反应3小时；
(3)升温至110℃脱水1小时，冷却至室温即得改性酚醛树脂。
实施例2
本发明的改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛按0.8的摩尔比混合，加入催化量的草酸，温度升至70℃反应5小时，并不停搅拌；
(2)加入甲醛用量0.1的双酚A升温至90℃，反应3小时；
(3)升温至110℃脱水1小时，冷却至室温即得改性酚醛树脂。
实施例3
本发明的改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛按0.9的摩尔比混合，加入催化量的草酸，温度升至80℃反应3小时，并不停搅拌；
(2)加入甲醛用量0.1的双酚A升温至90℃，反应3小时；
(3)升温至110℃脱水1小时，冷却至室温即得改性酚醛树脂。
本发明所用原料的厂家如下：酚醛树脂：济南圣泉；丁腈胶粉：黄山华兰；
沉淀硫酸钡：五联化工；重质碳酸钙：群丰钙业；
蛭石：博耐特矿产品有限公司；氧化铝：三禾新材料；
玻璃纤维：巨石集团；石墨：南阳博兴矿业
实施例4
本发明的酚醛树脂摩擦材料包括以下原料：
改性酚醛树脂40kg，丁腈胶粉10kg，沉淀硫酸钡15kg，重质碳酸钙25kg，蛭石3kg，氧化铝3kg，玻纤2kg，石墨1kg。
本发明的制备方法为：
(1)热压：将以上原料混合后放入热压机模具槽内，热压温度为160℃，保压时间为300s，压力为150kg/cm2；
(2)热处理：将热压成型后的产品放进烘箱，温度为150℃，热处理12h即得本发明的摩擦材料。
实施例5
本发明的酚醛树脂摩擦材料包括以下原料：
将改性酚醛树脂30kg，丁腈胶粉10kg，沉淀硫酸钡25kg，重质碳酸钙25kg，蛭石3kg，氧化铝3kg，玻纤2kg，石墨1kg。
本发明的制备方法为：
(1)热压：将以上原料混合后放入热压机模具槽内，热压温度为170℃，保压时间为240s，压力为150kg/cm2；
(2)热处理：将热压成型后的产品放进烘箱，温度为160℃，热处理12h即得本发明的摩擦材料。
实施例6
本发明的酚醛树脂摩擦材料包括以下原料：.
将改性酚醛树脂35kg，丁腈胶粉15kg，沉淀硫酸钡20kg，重质碳酸钙20kg，蛭石3kg，氧化铝3kg，玻纤2kg，石墨1kg。
本发明的制备方法为：
(1)热压：将以上原料混合后放入热压机模具槽内，热压温度为190℃，保压时间为180s，压力为140kg/cm2；
(2)热处理：将热压成型后的产品放进烘箱，温度为155℃，热处理12h即得本发明的摩擦材料。
实施例7
本发明的酚醛树脂摩擦材料包括以下原料：.
将改性酚醛树脂30kg，丁腈胶粉10kg，沉淀硫酸钡25kg，重质碳酸钙25kg，蛭石3kg，氧化铝3kg，玻纤2kg，石墨1kg。
本发明的制备方法为：
(1)热压：将以上原料混合后放入热压机模具槽内，热压温度为180℃，保压时间为180s，压力为165kg/cm2；
(2)热处理：将热压成型后的产品放进烘箱，温度为160℃，热处理8h即得本发明的摩擦材料。
本发明选用实施例4～7，并采用市售品(厂商：TBK，工程车用摩擦片)按照国标GB5763-2008进行检测，结果见下表：
表1实施例4～7的改性酚醛树脂基摩擦材料摩擦系数
结论：由表中数据可知，随着温度由100℃升至300℃，实施例4～7样品的摩擦系数，没有显著变化，最大波动范围为0.1，而对比例的摩擦系数由0.38降至0.35，高温衰退明显。双酚A改性酚醛树脂基摩擦材料热稳定性能有了明显提高，高温摩擦系数稳定，热衰退明显改善。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂20～40份，丁腈胶粉5～10份，沉淀硫酸钡15～25份，重质碳酸钙20～30份，蛭石3～5份，氧化铝3～5份，玻璃纤维2～5份，石墨1～3份。
2.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂20份，丁腈胶粉5份，沉淀硫酸钡15份，重质碳酸钙20份，蛭石3份，氧化铝3份，玻璃纤维2份，石墨1份。
3.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述酚醛树脂基摩擦材料由以下重量份原料制成：改性酚醛树脂40份，丁腈胶粉10份，沉淀硫酸钡25份，重质碳酸钙30份，蛭石5份，氧化铝5份，玻璃纤维5份，石墨3份。
4.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，改性酚醛树脂的改性剂为双酚A。
5.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述改性酚醛树脂由以下方法制成：
(1)将苯酚、甲醛和催化剂混合，温度升至60～80℃反应2～5小时，并不停搅拌；
(2)加入双酚A升温至90～100℃，反应2～4小时；
(3)升温至110～120℃脱水0.5～1小时，冷却至室温即得。
6.根据权利要求5所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述苯酚和甲醛的摩尔比为1：0.7～0.9。
7.根据权利要求5所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，所述双酚A的用量为甲醛用量的1：0.1～0.2。
8.一种权利要求1～7任一项所述的酚醛树脂基摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将原料混合，通过热压机压制、热处理。
9.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，压制的温度为150～200℃，保压时间为180～300s。
10.根据权利要求1所述的酚醛树脂基摩擦材料，其特征在于，热处理的时间为6～12h。
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