CN1455127A

CN1455127A - 无石棉摩擦材料增强基材及其制造工艺

Info

Publication number: CN1455127A
Application number: CN 02112952
Authority: CN
Inventors: 钱华; 钱忠标; 刘建; 周春富; 朱瑞宏
Original assignee: DONGTAI HUAYANG GLASS-FIBER Corp Ltd
Current assignee: DONGTAI HUAYANG GLASS-FIBER Corp Ltd
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2003-11-12

Abstract

本发明涉及一种应用于制动器和摩擦离合器的无石棉摩擦材料基材及其制造工艺。该基材以玻璃纤维和金属纤维为芯部材料，且相互并行的玻纤和金属纤维的外层上包缠有混合纤维层，玻璃纤维上还包覆有涂覆层，其制造方法是将混合纤维经充分混合、梳理后，制成粗条并与成束的玻璃纤维、金属纤维包缠纺成成品，最后进行必要的后处理。这种摩擦材料基材具有浸胶粘接强度高、整体结合力强，延长使用寿命的特点。

Description

无石棉摩擦材料增强基材及其制造工艺

本发明涉及一种用于制动器和离合器的无石棉摩擦材料基材及其制造工艺。

石棉作为制动器和离合器摩擦材料的原材料已有近百年的使用历史，至今仍在摩擦原材料中占有很大比重，但进入二十世纪七十年代，石棉被确认为影响人体健康的致癌物质，而被列入十大有害工业原料之一后，世界各国都相继禁止生产使用石棉制品。我国的相关标准中也规定从2003年开始不容许使用石棉摩擦材料。由于“无石棉”化已成为摩擦材料发展的必然趋势，人们开始用玻璃纤维及其复合材料替代石棉作为摩擦材料的基材。新一代的无石棉摩擦基材的结构是由玻璃纤维、金属纤维以及天然或合成混合纤维加捻绞合而成的股纱，这种作为基材的股纱，由于其组成材质间存在明显的性能差异，如玻璃纤维表面坚硬光滑，而金属纤维表面则具有一定强度和韧性，混合纤维表面强度较低，材料之间界面十分明显，相容性差，结合力弱；特别是浸胶后，由于该结构股纱的外层材料表现为多元性特点，其截面周向分布着不同性质的材料(玻璃纤维、金属纤维、混合纤维等等)，各自的粘接性能差异较大，粘接强度高低不一，与其他股纱不能形成均匀一致的粘接强度，使用中，极易因股纱周面粘接应力分布不均，而在薄弱部分产生应力集中，加剧开裂损坏，难以发挥不同材质的各自优势，直接影响成品的整体强度和质量指标，缩短使用寿命。

目前这种结构的股纱均是将玻璃纤维、金属纤维以及天然或合成混合纤维加捻并绞后，进行下道浸胶工序。

本发明的目的在于提供一种无石棉的摩擦材料增强基材，该增强基材浸胶粘接强度均匀一致，整体强度高，从而能更好地发挥组成材料的各自优势，具有更长的使用寿命。

本发明所述的无石棉摩擦材料增强基材，包括玻璃纤维和金属纤维，其相互并行的玻璃纤维和金属纤维外包缠有外包纤维层。

所述玻璃纤维的外周上包涂有涂覆层。

所述玻璃纤维是由若干玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，所述金属纤维至少为一根。

所述外包纤维层以天然纤维、人工纤维或其混合纤维为材料。

本发明所述的无石棉摩擦材料增强基材制造工艺包括：(a)外包纤维原料的混料、梳理和成条；(b)玻璃纤维束和金属纤维的并合；(c)将外包纤维包缠于并合的玻璃纤维和金属纤维上。

所述玻璃纤维束预先经涂覆处理而在玻璃纤维束上形成涂覆层。

本发明的无石棉摩擦材料增强基材由于采用了以并合的玻璃纤维束和金属纤维为芯部材料，在其芯却外包缠着外包纤维层，其基材的外部材料表现为单一材料，玻璃纤维束和金属纤维则因外包纤维层的包缠而被紧束于其芯部；浸胶时，基材仅以外包纤维层相互粘接，具有粘接材质相同、股纱间粘接强度一致、应力分布均匀，整体性能优，使用寿命延长；还由于在芯部玻璃纤维束的外周上包覆有涂覆层，一方面增强玻璃纤维束的紧束力，提高玻纤束的整体强度；另一方面提高了玻璃纤维束的表面摩擦力，大大改善了玻璃纤维与其它不同纤维的亲和力；本发明的工艺简单、合理，能保证产品质量。

下面结合附图来进一步说明本发明无石棉摩擦材料增强基材的结构。

图1为本发明无石棉摩擦材料增强基材的一个实施方式的纵向剖视图；

图2为图1所示结构的横截面剖视图；

图3为本发明无石棉摩擦材料增强基材的另一个实施方式的纵向剖视图；

图4为图3所示结构的横截面剖视图；

图1、图2所示的无石棉摩擦材料增强基材，玻璃纤维1是由4000根，每根直径Φ8μm的玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，金属纤维2是一根直径为Φ0.15mm的紫铜丝，玻璃纤维1和金属纤维2相互并行贴合，外包纤维3是由天然纤维、合成有机纤维或其混合纤维经混合制成条状纤维条后，紧密包缠于平行贴合的玻璃纤维1和金属纤维2的外面而构成增强基材。

图3、图4所示的无石棉摩擦材料增强基材，玻璃纤维1是由2000根、每根直径Φ11μm的玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，金属纤维2是一根直径为Φ0.20mm的黄铜丝，玻纤束的玻璃纤维1的外面上包覆有塑性涂覆层4，外包纤维3也由天然、合成有机纤维或其混合纤维经混合制成成条状纤维后，紧密地包缠于平行贴合的带涂覆层4的玻璃纤维1和金属纤维2的外面，构成不含石棉的摩擦基材。

上述的玻璃纤维1中的玻纤丝的根数和直径应根据实际使用状况来确定其根数和直径大小；同样与玻璃纤维1平行贴合的金属纤维2，也不限于1根，可采用2根、3根或更多根，其材料也可采用铝丝、不锈钢丝等金属纤维丝；外包纤维层既可为棉花、麻纤、毛发等天然纤维材料，也可采用腈纶、玻纤、芳纶等有机或无机人工合成纤维，还可由天然、人工纤维按一定比例混合而成；涂覆层4的原料由包括酚醛树脂、丁腈橡胶、增塑剂、溶剂、固化剂等材料混和而成。

下面再以实施例来说明本发明的制造工艺。

实施例1：

首先将10％的棉花纤维、5％的麻纤维、50％的粘胶纤维以及35％(均为重量比)的短玻纤经充分混合、梳理后制成混合纤维粗条，再将成束的玻璃纤维、金属纤维平行喂入通用的摩擦纺纱设备，并同时喂入混合纤维粗条纺成该发明的摩擦基材，其玻纤束包括4000根直径Φ8μm的玻纤丝，金属纤维为一根直径Φ0.16mm的紫铜丝，再经烘干、预浸胶等后处理即成成品。

实施例2：

首先将10％的麻纤维、10％的粘胶纤维、40％的腈纶纤维以及40％的短玻纤充分混合、梳理后制成混纤粗条，将25％的酚醛树脂、10％的气相SiO2粉末、10％的丁腈橡胶、1.5％的固化剂以及53.5％的酒精溶解混合并涂覆于玻纤束的外层，而制成带有涂覆层的玻纤束，再将玻纤束、金属纤维以及混纤粗纤纺成本发明的摩擦基材，其玻纤束包括2400根直径Φ11μm的玻纤丝，金属纤维为一根直径Φ0.15mm的黄铜丝，经烘干、预浸胶等后处理制成成品。此例中玻纤束外包覆有涂覆层，具有更高的整体结合力，并改善了玻纤与其它纤维的结合性能，大大增强了基材的整体强度和使用寿命。

实施例3：

将实施例2的混纤粗条材料配比变化为：炭纤维5％、腈纶30％、粘胶20％、短玻纤45％；涂覆层材料配比：Al₂O₃5％、酚醛树脂20％、10％环氧树脂、丁腈10％、固化剂1.0％、偶联剂0.5％、余为酒精等溶剂；玻纤束包括3000根直径Φ11μm的玻纤丝；金属纤维为二根直径Φ0.10mm的黄铜丝。

实施例4：

将实施例2的构成材料配比作下列变化，混纤粗条：芳纶10％、炭纤20％、腈纶30％、短玻纤40％；涂覆层：酚醛树脂15％、环氧树脂20％、固化剂1％、增塑剂3.5％、SiO₂8％，余二甲苯。

Claims

1.一种无石棉摩擦材料增强基材，包括玻璃纤维(1)和金属纤维(2)，其特征在于：相互并行的玻璃纤维(1)和金属纤维(2)上包缠有外包纤维层(3)。

2.根据权利要求1所述的摩擦材料增强基材，其特征在于：所述玻璃纤维(1)的外围包涂有涂覆层(4)。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦材料增强基材，其特征在于：所述玻璃纤维(1)是由若干玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，所述金属纤维(2)至少一根。

4.根据权利要求1、2或3所述的摩擦材料增强基材，其特征在于：所述外包纤维层(3)以天然纤维、人工纤维或其混合纤维为原材料。

5.一种生产如权利要求1所述无石棉摩擦材料增强基材的制造工艺，其特征在于该工艺包括：

(a)外包纤维原料的混料、梳理和成条；

(b)玻璃纤维束和金属纤维的并合；

(c)将外包纤维包缠于并合的玻璃纤维和金属纤维上。

6.根据权利要求5所述的无石棉摩擦材料增强基材的制造工艺，其特征在于：所述的玻璃纤维束预先经涂覆处理，而在玻璃纤维束上形成涂履层。