CN1323869A - 采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用甲、乙双组份液体树脂作为胶粘剂冷压成型制备摩擦材料的生产方法,所用的甲组份树脂为腰果壳油树脂或改性腰果壳油树脂,乙组份树脂为酚醛树脂或改性酚醛树脂。本发明采用的双组份树脂具有较高的反应活性,在热处理过程中不使用夹具,可确保热处理后的成型料结构均匀致密,外型不发生改变;本发明方法可大幅度降低生产能耗,提高生产效率;采用本发明方法制备的摩擦材料具有良好的性能。

Description

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法

本发明涉及到以酚醛树脂作为胶粘剂制备摩擦材料的方法，具体地说是采用双组份酚醛树脂作为胶粘剂，冷压成型制备摩擦材料的方法。

本发明中的摩擦材料指的是汽车刹车衬片、汽车离合器面片、火车刹车片、地铁刹车片、工程机械刹车及工程机械离合器面片。本发明的摩擦材料，可以是石棉摩擦材料，也可以是无石棉摩擦材料。无石棉磨擦材料中所用的无石棉纤维指的是钢纤维、铜纤维、铝纤维、玻璃纤维、有机纤维和非石棉类矿棉。以酚醛树脂作为胶粘剂制备的有石棉和无石棉摩擦材料已被广泛采用。目前国内外普遍采用热压法制备摩擦材料，即摩擦材料需要在150℃～180℃的模具内压力定型，然后做进一步的处理。材料在压机内停留的时间也要在10-20分钟之间。热压法的缺点是能耗高，生产效率低，环境污染较为严重。冷压法制备磨擦材料是一种发展中的新技术。所谓冷压法，就是在常温条件下，将混合的摩擦材料原料在模具内压力定型，成为成型料，将成型料直接进行热处理，从而避免了摩擦材料在150℃～180℃的模具内压力定型的工艺过程。目前所报道的冷压法制备磨擦材料工艺，例如，公开号为CN1143662A、CN1211604A的两项中国专利申请中，采用的胶粘剂均为通用型酚醛树脂，该树脂活性低，成型料在热处理过程中，不仅变形大，而且结构松散。为了克服这种缺点，不得不使用夹具固定成型料，其结果是需要大量的夹具，并且在生产过程夹具装拆麻烦。除此外，目前的冷压工艺还有一些其它苛刻要求，例如，公开号为CN1211604A的中国专利申请中要求成型料的热处理温度为315～325℃，摩擦材料生产企业普遍难以采用如此高的热处理温度。此外，如此高的热处理温度将会使摩擦材料硬度过大，这会导致摩擦材料工作时产生噪音的概率大大增加。由于冷压工艺不够成熟，因此目前在磨擦材料制备工业中极少采用。

本发明的目的在于提供一种采用双组份酚醛树脂作为胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，它不但能制备高性能的摩擦材料，而且可以大幅度降低生产能耗、提高生产效率，从而使冷压制备摩擦材料的技术产业化、工程化。

为达到上述目的，本发明采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法是这样实现的：采用甲、乙双组份树脂作为胶粘剂，将胶粘剂、纤维、填料混合后，模压成型，再将成型料直接进行热处理制成磨擦材料；所采用的甲组份树脂为腰果壳油液体树脂、硼化物改性腰果壳油液体树脂、酚改性腰果壳油液体树脂或硼和酚双改性腰果壳油液体树脂中的一种，所采用的乙组份树脂为酚醛液体树脂或胺类化合物改性酚醛液体树脂；所述甲组份树脂和乙组份树脂的重量比在5∶1～1∶2的范围内，需要材料柔韧性好硬度低时，甲组份树脂可多用些；反之，需要硬度高时，则乙组份树脂可以多用些。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，所述模压成型的温度范围为0～60℃，其模具温度在0～60℃范围内，模压料的温度在0～60℃范围内，模压成型压力为10～200Mpa，在压力下持续时间为5～30秒；成型料在70～200℃温度范围内不使用夹具而直接进行热处理，处理时间为8～20小时。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，所述硼化物为硼酸或三氧化二硼(B₂O₃)，所述酚改性指的是用苯酚或甲酚改性，所述硼和酚双改性指的是使用硼化物和酚改性中的各一种同时改性，所述胺类化合物指的是三聚氰胺或苯胺。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，作为甲组份树脂的腰果壳油树脂采用如下的方法制备：将腰果壳油和催化剂在反应釜内加热，腰果壳油和催化剂的重量比为100∶(0.5～6)，在180～280℃的温度下进行热聚合反应，反应时间为2～10小时。采用粘度测量控制腰果壳油自聚合反应终点。达到所需要的粘度后，将树脂温度冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，作为甲组份树脂的硼改性腰果壳油树脂可采用如下方法制备：将腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种和催化剂同时加入反应釜。腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、催化剂三者的重量比为100∶(2～15)∶(0.5～6)。在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时。采用粘度测量控制树脂聚合反应终点。达到所需要的粘度后将树脂冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，作为甲组份树脂的酚改性腰果壳油树脂采用如下的方法制备：将腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种和催化剂同时加入反应釜。腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种、催化剂三者的重量比为100∶(5～50)∶(0.5～6)。在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时。采用粘度测量控制树脂聚合反应终点。达到所需要的粘度后，在180～220℃减压蒸馏0.5～1小时，真空度为5～70mm汞柱，以除去未反应的游离酚。将树脂冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，作为甲组份树脂的硼和酚双组份改性腰果壳油树脂采用如下方法制备：将腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、催化剂先同时加入。腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、苯酚或甲酚的一种或两种、催化剂四者的重量比为100∶(2～25)∶(5～50)∶(0.5～6)。在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时。采用粘度测量控制树脂聚合反应终点。达到所需要的粘度后，在180～220℃减压蒸馏0.5～1小时，以除去未反应的游离酚。冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，合成甲组份树脂所用的催化剂为路易斯酸催化剂，例如氯化锌、四氯化锡、三氯化铝、四氯化钛、硫酸、五氧化二磷及磷酸等，也可采用有机磺酸类催化剂，例如对甲苯磺酸、苯磺酸。所用的腰果壳油原料包括：未经过任何处理的腰果壳油；经过脱羧处理的腰果壳油；经过蒸馏精制的腰果壳油——腰果酚。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，甲组份树脂中可以加入溶剂稀释，溶剂可以是乙醇、醋酸乙脂、甲苯、二甲苯或汽油；树脂的含固量控制在75～85％。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，采用如下两种方法中的一种除去甲组份树脂中催化剂：(1)将甲组份树脂冷却到100～140℃，加入甲苯或二甲苯，再冷却到90～95℃，用85～95℃的热水，水洗数遍，将水沉淀分离后，蒸馏出剩余的水分和溶剂；(2)采用碱性调节剂中和路易斯酸类催化剂或有机磺酸，碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸氢钠及有机胺(脂肪胺或芳香胺)。操作时先将甲组份树脂冷却到80～95℃，再加入碱性调节剂即可。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，作为乙组份树脂的酚醛

和甲醛的摩尔比为1∶(1.05～1.5)，苯酚或甲酚和碱性催化剂的重量比为100∶(O.2～4)，在65～95℃的条件下进行缩合反应，反应时间为1～6小时。测量反应物的聚合速度以控制反应终点，树脂在150℃金属热板上的聚合速度为80～250秒反应终点。达到所要求的反应终点后，加入相应的酸性调节剂以中和碱性催化剂，减压脱水到80～95℃，真空度为5～70mm汞柱，即为乙组分成品。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制各摩擦材料的方法，作为乙组份树脂的胺类化合物改性酚醛液体树脂采用如下的方法制备：将苯酚或甲酚的一种或二种、胺类化合物、甲醛、碱性催化剂同时加入反应釜，苯酚或甲酚、胺类化合物、甲醛三者的摩尔比为1∶(0.02～0.2)∶(1.05～1.6)，苯酚或甲酚和碱性催化剂的重量比为100∶(0.2～4)。在65～95℃的条件下反应1～6小时，测量反应物的聚合速度以控制反应终点，树脂在150℃金属热板上的聚合速度为100～300秒反应终点。加入相应的酸性调节剂以中和碱性催化剂，减压脱水到80～95℃，真空度为5～70mm汞柱，即为乙组分成品。

本发明中，酸性调节剂可以是草酸、顺丁烯二酸酐或硫酸。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，合成乙组份树脂所用的催化剂为碱性催化剂，所述碱性催化剂可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化镁。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，乙组份树脂中可以加入溶剂稀释，溶剂可以是甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯或汽油。也可以不加溶剂，不加溶剂的为水基树脂。树脂的含固量控制在75～85％。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，甲、乙双组份树脂中可以加入适量六次甲基四胺，用量为甲组份树脂重量的O～6％，当乙组份树脂用量偏少时，六次甲基四胺用量可以偏上限；反之偏下限。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，摩擦材料的配方中各成份的重量含量如下：(1)石棉磨擦材料中：树脂15～30％，纤维35～45％，橡胶0～8％，填料或磨擦调节剂19～50％；(2)无石棉磨擦材料中：树脂15～30％，纤维10～35％，橡胶0～8％，填料或磨擦调节剂29～75％。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其短纤维增强离合器面片(绒制品)或制动摩擦材料的冷压制造过程如下：将填料、纤维、树脂、固化剂(六次甲基四胺)及橡胶等在混料机内混合，混料机内的温度控制在50～90℃，混料时间为0.5～3小时。混料机为带有夹套的捏合机或密炼机。用蒸汽和冷却水调节混料机内的温度。混料机上装有抽真空装置，在混合15～30分钟后，开动真空泵，真空度为10～70mm汞柱，将混合料中的溶剂和水分除去。如树脂用量偏多，例如按重量百分比为25～30％，则需采用造粒机将混合的模压料造成药片大小的颗粒；如树脂用量偏少，例如按重量百分比为15～18％，则不须采用造粒工艺。将混合后或造粒后的模压料送到压机去压制。模具模腔温度和模压料的温度为0～60℃，冷压所需的压力为10～200Mpa，模压料在压力下维持的时间为5～30秒。模压时所使用的脱模剂为润滑脂或凡士林。将压制好的制动片送到烘箱内进行热处理，固化时采用阶梯式升温固化。经热处理后的摩擦材料，经磨削处理，即为摩擦材料成品。

上述采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，模具模腔温度和模压料的温度最好在15～25℃，冷压所需的压力最好为40～80Mpa，模压料在压力下维持的时间最好为8～12秒。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其长纤维增强离合器面片(缠绕型)采用如下一步浸渍法工艺制造：将甲、乙双组份树脂、溶剂和填料进行混合，配制成粘度适当的浆料，将长纤维在浆料内浸渍后，经过胶辊挤压，再送去干燥，干燥温度为70～90℃，在干燥烘道内通过的时间为20～60分钟。浸渍后的纤维束或纤维布经剪裁送入缠绕机缠绕。一步浸渍法中，甲组份和乙组份的重量比例为1.5∶1～3∶1。长纤维可以是纤维束，也可以是编织布。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其长纤维增强离合器面片(缠绕型)采用如下二步浸渍法工艺制造：第一次浸渍是将甲、乙双组份树脂，用溶剂配制成粘度较低的浆料，将纤维束和纤维布经过第一次浸渍。适当烘干后，再进行第二次浸渍。第二次浸渍和一步法中的浸渍步骤相同。第一次浸渍配制的树脂溶液粘度较低，树脂的含固量为25～35％；第二次浸渍溶液粘度可以高些，粘度可以比一次浸渍法的混合浆液要高。二步浸渍法，两次所用的双组份树脂比例可以不同。二步浸渍法中的第一次浸渍液甲组份和乙组份的比例为2∶1～1∶2，第二次浸渍液甲组份和乙组份的比例为2∶1～5∶1。将经过浸渍和干燥的长纤维束送入缠绕机缠绕，经过浸渍和干燥的纤维布须经过剪裁，再送入缠绕机缠绕。再将经过缠绕的模压料送去冷压和热处理。其过程同制动摩擦材料的过程相同。长纤维可以是纤维束，也可以是编织布。

采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，采用下述工艺步骤在配方体系中添加丁苯橡胶或丁氰橡胶：将橡胶经过塑炼，再用溶剂将其溶解，并加入硫化剂、促进剂和防老剂。在混料时，将制备好的橡胶乳胶与甲、乙组份树脂同时加入混料机。由于甲组份树脂和橡胶乳胶有良好的相容性，也可以将甲组份树脂和橡胶乳胶直接混合，物理制备成橡胶改性腰果壳油树脂，以备使用，混料时再与乙组份树脂一起加入混料机。

众所周知，高分子树脂具有这种特点：温度升高时，粘度会显著降低，即流动性会显著增长；在固化程度(交联)增加时，粘度会显著增大，即流动性会显著降低直到成为不溶不熔的固体。本发明方法中采用的双组份树脂具有以下特点：甲、乙双组份分别单独存放，不会发生反应；甲、乙双组份混合后，在室温下(≤35℃)可放置3～90天，不会发生较明显的反应；双组份混合后，在70～90℃维持1～4小时，可发生较明显的固化反应，例如，在80℃的金属热板上，双组份混合后凝胶时间为30～120分钟；双组份混合后，在120～160℃则会发生较快的固化反应，例如，在150℃的金属热板上，双组份混合后凝胶时间为20～100秒钟。添加填料和纤维材料的双组份树脂，经混合和冷压后，在70～90℃条件下，不会立即发生流动；随着温度由表层深入内部，一种趋势是非常缓慢的蠕变流动发生，另一种趋势是比较缓慢交联固化发生。在本发明方法中第二种趋势快于第一种趋势，这样就可以保证在加热固化处理的过程中，不会发生蠕变流动导致材料变形，从而保证冷压成型料具有良好的保型(外型不发生改变)效果。本发明方法采用的双组份胶粘剂还具有以下优点：只要遵循适合的热处理工艺，能够确保材料内部结构均匀致密，不会产生气泡、气孔、分层等内部缺陷，材料会具有良好的机械性能和摩擦磨损性能。同时，从上述技术方案中可看出，本发明方法可以使胶粘剂中的腰果壳油含量在30～85％之间任意调节，这大大超过了现有腰果壳油改性酚醛树脂中腰果壳油的含量(10～30％)。因此，采用本发明方法制备的摩擦材料，其柔韧性好、硬度低、摩擦系数稳定、磨耗低、噪音低的优点更为突出。本发明双组份固化后的树脂，实际上为硼改性或胺类化合物改性酚醛树脂，这类树脂具有良好的耐高温性能。例如，硼、三聚氰胺双改性腰果壳油酚醛树脂具有极为优良的耐高温性能。采用本发明方法，可以根据摩擦材料不同的使用条件，优选硼化物、胺类化合物、腰果壳油和酚类化合物的含量，使摩擦材料的综合性能最佳化。此外，按照本发明方法制备摩擦材料时，添加适量六次甲基四胺，可以在其内部形成均匀的纳米级到微米级的微孔，这是在热处理过程中，六次甲基四胺缓慢均匀地释放出氨气所致，具有这种结构的材料是一种优良的吸噪音材料。因此，采用本发明方法制备摩擦材料，可以大幅度地降低噪音产生的概率。本发明方法革除了热压法对模具和模压料进行电加热的工艺步骤，可以大幅度降低生产能耗。与热压法制备摩擦材料时材料通常需要在压机内停留10～20分钟相比，冷压法制备的摩擦材料在压机内只需停留5～30秒，故冷压法的生产效率可以大幅提高；本发明方法制备摩擦材料在热处理过程中不需要采用夹具，避免了生产过程中安装和拆卸夹具的麻烦，同时也节约了大批量夹具的设备费用；另外，本发明方法除了在冷压时具有良好的定型效果外，在加热固化处理过程中也同样具有良好的保型效果。综上所述，本发明的方法具有明显的优越性：(1)制备的摩擦材料具有良好的性能；(2)制备工艺可以大幅度降低生产能耗；(3)制备工艺可以大幅度提高生产效率。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

图1本发明方法中热处理升温曲线示意图。图中横坐标每格代表0.5～3小时，其中曲线1表示热处理最高温度为160℃，曲线2表示热处理最高温度为180℃，曲线3表示热处理最高温度为200℃。

实施例一石棉制动摩擦材料的制备

(1)甲组份树脂的制备

以重量份数计，将100份腰果壳油，90％浓度硫酸2份、对甲苯磺酸0.2份，加入反应釜中，升温到250℃，保温4～6小时，取样测定粘度，粘度控制在指标：80℃时为1000～4000MPas。达到所需要的粘度，冷却到130℃，加入30份二甲苯，搅拌均匀。当釜内温度降到95℃，加入80～90℃热水50份，搅拌10分钟，停止搅拌，待水和树脂分层，分离出水。反复水洗3遍。升温到180℃，蒸出未分离的水分和二甲苯，冷却到95℃，加入22份甲苯。按此操作步骤制备的腰果壳油树脂，含固量约为80±2％，粘度为1500～15000MPas(25℃)。

(2)乙组份树脂的制备

以重量份数计，将苯酚100份，37％浓度甲醛122份，氢氧化钡1.5份，同时加入反应釜中，升温到85℃，反应3～4小时，取样测定聚合速度，聚合速度度控制指标：150℃时为80～250秒。达到所要求的指标，加入草酸，使ph值为6～7。减压脱水，当釜内温度达到92℃，真空度为10mm汞柱时，停止减压脱水，加入20份工业酒精稀释。按此操作步骤制备的液体酚醛树脂，含固量为80±2％，粘度为300～1500MPas(25℃)。

(3)摩擦材料的制备

按下列配方制备石棉制动摩擦材料

  甲组份树脂       15份

  乙组份树脂       10份

  六次甲基四胺     0.8份

  石棉             45份

  轮胎粉           3份

  氧化锌           1份

  焦炭粉           5份

  土状石墨         2份

  长石             11.2份

  重晶石           13份

将上述原料按比例加入捏合机，开启捏合机及其加热装置，搅拌30～40分钟，当温度升到80℃时，启动真空泵，对捏合腔内抽真空，真空度维持在20mm汞柱，继续捏合60分钟。将混合好的模压料送至压机上压制。压制时，模压料和模具温度为25℃，压力为60Mpa，保压时间为10秒。将压制好的成型料送入烘箱，按图1所示的曲线3进行热处理，即可得刹车片半成品。

实施例二无石棉汽车刹车片的制备

(1)改性腰果壳油树脂(甲组份)的制备

以重量份数计，将100份腰果壳油、11份硼酸、90％浓度磷酸5份、对甲基磺酸0.4份加入反应釜中，升温到230℃，在230℃温度下反应3～5小时，取样测定粘度，粘度控制指标：80℃时为600～2000MPas，达到所规定的粘度，冷却到95℃，加入氢氧化钙4份，继续升温到180℃,180℃温度下保持0.5小时，冷却到80℃，加入24份工业酒精。按此步骤制备的树脂，含固量为80±2％，粘度为800～8000MPas(25℃)。

(2)三聚氰胺改性液体酚醛树脂(乙组份)的制备

以重量份数计，将苯酚100份、三聚氰胺15份、37％浓度甲醛140份、25％浓度氨水3份，同时加入反应釜中，升温到85℃，在85℃反应3～4小时，取样测定聚合速度，聚合速度度控制指标：150℃时为100～300秒。达到所要求的指标，加入顺丁烯二酸酐，使ph值为6～7。减压脱水，当釜内温度达到92～95℃，真空度为60mm汞柱时，停止减压脱水，加入24份工业酒精稀释。按此操作步骤制备的液体酚醛树脂，含固量为80±2％，粘度为200～1000MPas(25℃)。

(3)摩擦材料的制备

   按下列配方制备无石棉摩擦材料

   甲组份         18份          氧化镁         2份

   乙组份         10份          焦炭粉         5份

   钢纤维         16份          六次甲基四胺   0.5份

   蛭石           14份          氟化钠         4.5份

   铬铁矿粉       5份           长石           5份

   摩擦粉         5份           沉淀硫酸钡     8份

   石墨           8份           丁晴橡胶粉     2份

将上述原料按比例加入捏合机，开启捏合机加热装置和捏合桨，捏合30～40分钟，当温度升到80℃时，启动真空泵，对捏合机腔内抽真空，真空度维持在20mm汞柱，继续捏合60分钟。将混合好的模压料送至压机上压制。压制时，模压料和模具温度为25℃，压力为80Mpa，保压时间为12秒。将压制好的成型料送入烘箱，按图1所示的曲线2进行热处理，即可得到无石棉刹车片半成品。

实施例三石棉缠绕离合器片的制备

(1)硼、酚双改性腰果壳油树脂(甲组份)的制备

以重量份数计，将腰果壳油100份、苯酚20份、硼酸8份、氯化锌2份、对甲苯磺酸0.4份，加入反应釜中，升温到185℃，在185℃反应2小时，升温到220℃，在220℃反应3～5小时，取样测定粘度，粘度控制指标：80℃时为500～1500MPas。达到所需要的粘度后，在180～220℃减压蒸馏0.5～1小时，真空度为40mm汞柱，以除去未反应的游离酚。冷却到95℃，加入氢氧化钡4.5份，继续升温到180℃,180℃保温0.5小时，冷却到95℃，加入27份工业汽油。按此操作步骤制备的树脂，含固量约为80±2％，粘度为1000～10000MPas(25℃)。

(2)苯胺改性液体酚醛树脂

以重量份数计，将工业酚(苯酚70％、甲酚30％)100份、苯胺12份、37％浓度甲醛135份、氢氧化钠0.5份，同时加入反应釜中，升温到85℃，在85℃反应3～5小时，取样测定聚合速度，聚合速度控制指标：150℃时为100～300秒。达到所要求的指标，加入硫酸，使ph值为6～7。减压脱水，当釜内温度达到92～95℃，真空度为40mm汞柱时，停止减压脱水，加入22份工业汽油稀释。按此操作步骤制备的液体改性酚醛树脂，含固量为80±2％，粘度为150～1000MPas(25℃)。

(3)离合器面片的制备

3.1第一次浸渍液的配制

第一次浸渍的配方如下

甲组份树脂    乙组份树脂    溶剂(汽油)

15份            25份          60份

将上述配方按比例混合、搅拌即可。

3.2第二次浸渍液的配制

按下列配方配制第二次浸渍液

甲组份树脂         26份    氟化钠          4.5份

乙组份树脂         9份     焦炭粉          10份

丁苯橡胶           8份     陶土            10份

六次甲基四胺       1.5份   铬铁矿粉        5.4份

硫磺               1份     氧化铝          0.4份

二硫化四甲基秋兰姆 0.1份   N-苯基-β-萘按  0.1份

氧化锌             1份     长石            7份

炭黑               4份     氧化镁          2份

硫酸钡             15份    溶剂(汽油)      30份

将橡胶经过塑炼，用溶剂将其溶解，并加入上述配方中的硫磺作硫化剂、二硫化四甲基秋兰姆作促进剂和N-苯基-β-萘按作防老剂。在混料时，将制备好的橡胶乳胶与甲、乙组份树脂同时加入混料机。将上述配方在打浆机内制备成粘稠的浆料。

石棉线经过一次浸渍液和二次浸渍液的浸渍后，送到烘道内干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为60分钟。使用缠绕机将干燥后的石棉线经过缠绕，即可送至压机上压制。压制时，模压料和模具温度为25℃，压力为100Mpa，保压时间为15秒。将压制好的成型料送入烘箱，按图1所示的曲线3进行热处理，在经过磨削处理，即可制得缠绕石棉离合器面片。

本发明方法中所采用的填料或摩擦调节剂主要种类有：氧化铝、碳化硅、铬铁矿粉、铁矿粉、重晶石、蛭石、石墨、长石、石英、硅灰石、陶土、碳黑、焦碳粉、氧化镁、氧化锌、萤石、氟化钠、硫化铁以及摩擦粉等。

本发明方法中，可将苯酚和甲酚两种酚同时用于改性腰果壳油，也可将硼酸和三氧化二硼同时用于改性腰果壳油，甲酚可以间甲酚、邻甲酚、对甲酚或三者的混合。除了苯酚和甲酚外，本发明方法中用于改性腰果壳油的酚还可以是其它种类的酚，例如间苯二酚、二甲酚等。合成乙组份树脂中，甲酚和苯酚也可以同时混合使用。

Claims (10)

1、采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，将胶粘剂、纤维、填料混合后，模压成型，再进行热处理制成摩擦材料，其特征在于，该制备方法采用甲、乙双组份树脂作为胶粘剂，所述甲组份树脂为腰果壳油液体树脂、硼化物改性腰果壳油液体树脂、酚改性腰果壳油液体树脂或硼和酚双改性腰果壳油液体树脂中的一种，所述乙组份树脂为酚醛液体树脂或胺类化合物改性酚醛液体树脂；所述甲组份树脂和乙组份树脂的重量比范围为5∶1～1∶2。

2、如权利要求1所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述模压成型的温度范围为0～60℃，其模具温度在0～60℃范围内，模压料的温度在0～60℃范围内，模压成型压力为10～200Mpa，在压力下持续时间为5～30秒；成型料在70～200℃温度范围内不使用夹具而直接进行热处理，处理时间为8～20小时。

3、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述硼化物为硼酸或三氧化二硼，所述酚改性指的是用苯酚或甲酚改性，所述硼和酚双改性指的是使用上述硼化物和上述酚改性中的各一种物质同时改性，所述胺类化合物指的是三聚氰胺或苯胺。

4、如权利要求3所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述甲组份树脂可采用如下四种方法中的一种来制备：

(1)所述腰果壳油树脂的制备方法：将腰果壳油和催化剂在反应釜内加热，所述腰果壳油和催化剂的重量比例为100∶(0.5～6)，在180～280℃的温度下进行热聚合反应，反应时间为2～10小时；采用粘度测量控制腰果壳油自聚合反应终点。达到所需要的粘度后，将树脂温度冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品；

(2)所述硼改性腰果壳油树脂的制备方法：将腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种和催化剂同时加入反应釜，所述腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、催化剂三者的重量比为100∶(2～15)∶(0.5～6)；在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时；采用粘度测量控制树脂聚合反应终点。达到所需要的粘度后将树脂冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品；

(3)所述酚改性腰果壳油树脂的制备方法：将腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种和催化剂同时加入反应釜，所述腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种、催化剂三者的重量比为100∶(5～50)∶(0.5～6)，在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时，采用粘度测量控制树脂聚合反应终点，达到所需要的粘度后，在180～220℃减压蒸馏0.5～1小时，真空度为5～70mm汞柱，以除去未反应的游离酚，将树脂冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品；

(4)所述硼和酚双组份改性腰果壳油树脂采用如下方法制备：将腰果壳油、苯酚或甲酚的一种或两种、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、催化剂先同时加入，所述腰果壳油、硼酸或三氧化二硼的一种或两种、苯酚或甲酚的一种或两种、催化剂四者的重量比为100∶(2～25)∶(5～50)∶(0.5～6)，在180～280℃的温度下进行聚合反应，反应时间为2～10小时；采用粘度测量控制树脂聚合反应终点，达到所需要的粘度后，在180～220℃减压蒸馏0.5～1小时，以除去未反应的游离酚；冷却到80～140℃，除去催化剂，加入适量溶剂稀释即为甲组份成品；

合成所述甲组份液体树脂方法中所用的稀释溶剂可以是乙醇、醋酸乙脂、甲苯、二甲苯或汽油中的一种，稀释时树脂的含固量控制在75～85％；所用的催化剂为路易斯酸催化剂或有机磺酸类催化剂；除去所述甲组份树脂中催化剂的方法为如下两种中的一种：(1)将所述甲组份树脂冷却到100～140℃，加入甲苯或二甲苯，再冷却到90～95℃，用85～95℃的热水，水洗数遍，将水沉淀分离后，蒸馏出剩余的水分和溶剂；(2)采用碱性调节剂中和催化剂，碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸氢钠、脂肪胺或芳香胺中的一种，操作时先将所述甲组份树脂冷却到80～95℃，再加入所述碱性调节剂。

5、如权利要求3所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述乙组份树脂可采用如下两种方法中的一种来制备：

(1)所述酚醛液体树脂的制备方法：将苯酚或甲酚的一种或二种、甲醛、碱性催化剂同时加入反应釜，所述苯酚或甲酚和甲醛的摩尔比为1∶(1.05～1.5)，所述苯酚或甲酚和碱性催化剂的重量比例为100∶(0.2～4)，在65～95℃的条件下进行缩合反应，反应时间为1～6小时；测量反应物的聚合速度以控制反应终点，树脂在150℃金属热板上的聚合速度为80～250秒反应终点；达到所要求的反应终点后，加入相应的酸性调节剂以中和碱性催化剂，减压脱水到80～95℃，真空度为5～70mm汞柱，即为乙组分成品；

(2)所述胺类化合物改性酚醛液体树脂采用如下的方法制备：将苯酚或甲酚的一种或二种、胺类化合物、甲醛、碱性催化剂同时加入反应釜，所述苯酚或甲酚、胺类化合物、甲醛三者的摩尔比为1∶(0.02～0.2)∶(1.05～1.6)，所述苯酚或甲酚和碱性催化剂的重量比为100∶(0.2～4)；在65～95℃的条件下反应1～6小时，测量反应物的聚合速度以控制反应终点，树脂在150℃金属热板上的聚合速度为100～300秒反应终点；加入相应的酸性调节剂以中和碱性催化剂，减压脱水到80～95℃，真空度为5～70mm汞柱，即为乙组分成品。

所述乙组份液体树脂的制备方法中，合成所述乙组份树脂所用碱性催化剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化镁中的一种；所述酸性调节剂可以是草酸、顺丁烯二酸酐或硫酸中的一种。

6、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，在所述双组份树脂中加入适量六次甲基四胺，用量为所述甲组份树脂重量的0～6％。

7、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述的磨擦材料为短纤维增强离合器面片或制动摩擦材料，采用的混料机为带有夹套的捏合机或密炼机，混料机上装有夹套和抽真空装置，混料搅拌的时间为0.5～3小时，真空度为10～70mm汞柱；模具模腔温度和模压料的温度在15～25℃间，冷压所需的压力在40～80Mpa间，模压料在压力下维持的时间为8～12秒。

8、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述的摩擦材料为长纤维增强离合器面片，它采用一步浸渍法制造工艺，所述甲组份和所述乙组份的重量比在1.5∶1～3∶1之间。

9、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，所述的摩擦材料为长纤维增强离合器面片，它采用二步浸渍法制造工艺，第一次浸渍液中所述甲组份和所述乙组份的重量比在2∶1～1∶2间，第二次浸渍液中所述甲组份和所述乙组份的重量比在2∶1～5∶1。

10、如权利要求1或2所述的采用酚醛树脂作胶粘剂冷压制备摩擦材料的方法，其特征在于，采用下述工艺步骤在配方体系中添加丁苯橡胶或丁氰橡胶：将橡胶经过塑炼，再用溶剂将其溶解，并加入硫化剂、促进剂和防老剂；在混料时，将制备好的橡胶乳胶与甲、乙组份树脂同时加入混料机，或先将橡胶乳胶直接与甲组份树脂混合后，物理合成为橡胶改性腰果壳油树脂，混料时再与乙组份树脂一起加入混料机。

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