ES2821816T3 - Composición de resina fenólica para material de fricción, material de fricción y freno - Google Patents
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Abstract
Una composición de resina fenólica para materiales de fricción que comprende: una resina fenólica de alto orto novolaca; una resina de resorcinol novolaca; y hexametilentetramina.
Description
DESCRIPCIÓN
Composición de resina fenólica para material de fricción, material de fricción y freno
CAMPO TÉCNICO
[0001] La presente invención se refiere a una composición de resina fenólica para materiales de fricción, un material de fricción y un freno.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
[0002] Las composiciones de resina fenólica son materiales que tienen una excelente resistencia al calor y adherencia a los rellenos inorgánicos y se utilizan ampliamente como aglutinantes para materiales de fricción como los frenos. Los ejemplos específicos de composiciones de resina fenólica que se utilizan generalmente como los aglutinantes descritos anteriormente para materiales de fricción incluyen composiciones de resina fenólica termoendurecible en forma de polvo obtenidas mediante molienda y mezcla de una resina fenólica novolaca aleatoria y hexametilentetramina y similares.
[0003] En los procedimientos típicos de la técnica relacionada para fabricar materiales de fricción tales como frenos para los que se utiliza una composición de resina fenólica, una mezcla de resina obtenida mediante la mezcla de un material base de relleno inorgánico fibroso tal como fibras de vidrio, fibras de aramida o fibras metálicas, un relleno inorgánico en forma de polvo tal como carbonato de calcio o sulfato de bario, o similares con una composición de resina fenólica termoendurecible que se utiliza como aglutinante se calienta, presuriza y moldea usando un dispositivo de prensa caliente, produciendo así compactos.
[0004] Además, hasta ahora, ha habido una demanda de los aglutinantes descritos anteriormente para que los materiales de fricción tengan características tales como una alta resistencia, resistencia al calor, resistencia al desgaste, un alto coeficiente de fricción, un bajo ruido, bajas propiedades de absorción de humedad y altas propiedades de absorción de vibraciones. Particularmente, en los últimos años, con el fin de aumentar la productividad de los materiales de fricción, ha habido una demanda para mejorar las propiedades de curado de las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción. Con el fin de satisfacer las demandas descritas anteriormente, hasta ahora se han realizado una variedad de estudios con respecto a las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción.
[0005] Por ejemplo, el documento de patente 1 describe una técnica en la cual, con el fin de mejorar las propiedades de curado de las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción, se utiliza una resina fenólica de alto orto novolaca como resina fenólica novolaca, se agrega una sustancia ácida con el fin de aumentar la tasa de descomposición de hexametilentetramina y se hace que una resina fenólica de alto orto novolaca y hexametilentetramina se conviertan en un aducto mediante fusión y amasado.
DOCUMENTOS RELACIONADOS DOCUMENTOS DE PATENTE
[0006] [Documento de patente 1] Publicación de patente japonesa no examinada n.° 2005-272548
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
[0007] Dado que la técnica relacionada descrita en el documento de patente 1 y similares es capaz de acortar el tiempo de gelificación, puede esperarse que haya un efecto de acortar el tiempo necesario para las etapas de prensado hasta cierto punto. Sin embargo, el presente inventor encontró que, en la técnica relacionada descrita anteriormente, la resistencia o dureza de los compactos es baja y, por lo tanto, no se puede obtener un grado suficiente de características mecánicas, lo que crea margen de mejora.
[0008] Por lo tanto, la presente invención proporciona una composición de resina fenólica para materiales de fricción capaz de alcanzar un alto grado de curado incluso cuando se acorta el tiempo de curado, por lo que se pueden obtener materiales de fricción que tienen una excelente resistencia al calor sin ningún deterioro de sus características tales como características mecánicas.
[0009] Según la presente invención, se proporciona una composición de resina fenólica para materiales de fricción que incluye: una resina fenólica de alto orto novolaca; una resina de resorcinol novolaca; y hexametilentetramina.
[0010] Además, según la presente invención, se proporciona un material de fricción que incluye: un material base fibroso; un relleno; y un material de unión, en el que el material de unión incluye la composición de resina fenólica
para materiales de fricción, y donde el material de fricción se puede obtener mediante el conformado térmico de la mezcla que comprende el material base fibroso, el relleno y el material de unión.
[0011] Además, según la presente invención, se proporciona un freno formado usando el material de fricción.
[0012] Según la presente invención, es posible proporcionar una composición de resina fenólica para materiales de fricción capaz de alcanzar un alto grado de curado incluso cuando se acorta el tiempo de curadoa, por lo que se pueden obtener materiales de fricción que tienen una excelente resistencia al calor sin ningún deterioro de una variedad de características tales como el deterioro de las características mecánicas.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES
<Composición de resina fenólica para materiales de fricción>
[0013] Una composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización incluye una resina fenólica de alto orto novolaca, una resina de resorcinol novolaca y hexametilentetramina. Por lo tanto, es posible producir una composición de resina fenólica para materiales de fricción capaz de realizar un alto grado de curado incluso cuando se acorta el tiempo de curado.
[0014] Para la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización, se utilizan conjuntamente tres componentes de una resina fenólica de alto orto novolaca, una resina de resorcinol novolaca y hexametilentetramina, y se pretende que la composición de resina fenólica se use como una materia prima para fabricar materiales de fricción. Según la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización, los tres componentes descritos anteriormente se utilizan en combinación y, por lo tanto, incluso cuando la composición de resina fenólica se moldea a una temperatura alta para fabricar materiales de fricción, es posible mantener el equilibrio entre las propiedades de curado y las propiedades de desgasificación de la composición de resina en un estado favorable. Por lo tanto, el uso de la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización permite moldear los materiales de fricción en un corto período de tiempo. Por lo tanto, es posible disminuir significativamente los costos de fabricación de los materiales de fricción.
[0015] La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización incluye una mezcla de resina de una resina fenólica de alto orto novolaca y una resina de resorcinol novolaca como componente de resina. Por lo tanto, es posible mejorar significativamente el grado de curado en un caso en el que se acorta el tiempo de curado.
[0016] El contenido de la resina de resorcinol novolaca es preferentemente superior o igual a 1 parte en masa e inferior o igual a 100 partes en masa, más preferentemente superior o igual a 3 partes en masa e inferior o igual a 85 partes en masa, y más preferentemente superior o igual a 4 partes en masa e inferior o igual a 50 partes en masa con respecto a 100 partes en masa de la resina fenólica de alto orto novolaca. Cuando el contenido de la resina de resorcinol novolaca se establece para que sea mayor o igual quel valor límite inferior descrito anteriormente, se hace posible aumentar de manera confiable el grado de curado en un caso en el que se acorta el tiempo de curado. Además, cuando el contenido de la resina de resorcinol novolaca se establece para que sea inferior o igual al valor límite superior descrito anteriormente, es posible evitar el deterioro de las propiedades de moldeo.
[0017] La resina fenólica de alto orto novolaca según la presente realización se obtiene haciendo reaccionar un fenol y un aldehído en presencia de un catalizador ácido. En la resina fenólica de alto orto novolaca, la relación (relación de unión orto/para) de las posiciones de unión de los grupos metileno o grupos metileno sustituidos derivados del aldehído a los grupos hidroxilo fenólicos en el fenol es preferentemente mayor o igual a 1 e inferior o igual a 9, y, desde el punto de vista de la facilidad de fabricación, la relación es más preferentemente mayor o igual a 2 e inferior o igual a 7, y más preferentemente mayor o igual a 2,5 e inferior o igual a 7. Cuando la relación se establece como se ha descrito anteriormente, es posible producir composiciones de resina que tengan una velocidad de curado más rápida que las resinas fenólicas novolacas aleatorias de la técnica relacionada. Por lo tanto, es posible acortar el tiempo de moldeo durante la fabricación de materiales de fricción para los cuales se utiliza la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización. Además, con el fin de sintetizar resinas fenólicas de alto orto novolacas que tienen la relación de unión orto/para en el intervalo numérico descrito anteriormente, es importante controlar factores tales como la temperatura de reacción y el tiempo de reacción. Sin embargo, como resina fenólica de alto orto novolaca, se pueden usar productos disponibles en el mercado preparados para tener la relación de unión orto/para descrita anteriormente.
[0018] La relación de unión orto/para de la resina fenólica de alto orto novolaca se puede calcular a partir de los valores de absorbancia a un número de onda de 760 cm-1 y un número de onda de 820 cm-1 cuando se mide usando un procedimiento de espectro de absorción de infrarrojos. Específicamente, la relación de unión orto/para se puede calcular usando la siguiente ecuación. Si bien, en la siguiente ecuación, D760 representa la absorbancia a 760 cm-1, y D820 representa la absorbancia a 820 cm-1.
Ecuación: Relación de unión orto/para = D760/(1,44xD820)
[0019] Los ejemplos específicos del fenol que se utiliza en la síntesis de la resina fenólica de alto orto novolaca incluyen fenoles tales como fenol, orto-cresol, meta-cresol, para-cresol, xilenol, butilfenol para-terciario, para-octilfenol, para-fenilfenol, bisfenol A, bisfenol F y resorcinol. Estos fenoles se pueden usar solos o se pueden usar dos o más fenoles en combinación. Entre estos, desde el punto de vista de los costos de fabricación y las propiedades de moldeo, se utiliza preferentemente fenol o cresol.
[0020] Los ejemplos específicos del aldehído que se utiliza en la síntesis de la resina fenólica de alto orto novolaca incluyen aldehídos tales como formaldehído, para-formaldehído, acetaldehído, aldehído de butilo y acroleína, mezclas de los mismos, sustancias que sirven como fuentes de generación de los aldehídos descritos anteriormente, soluciones de los aldehídos descritos anteriormente. Entre estos, desde el punto de vista de los costos de fabricación y las propiedades de moldeo, se utiliza preferentemente formaldehído.
[0021] Los ejemplos de las formas de la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca incluyen una variedad de formas tales como una forma líquida, una forma sólida y una forma en polvo y, entre estas, desde el punto de vista de las propiedades de manipulación, se prefiere una forma sólida.
[0022] La resina fenólica de alto orto novolaca es preferentemente una resina controlada de modo que la relación molar de reacción (F/P) del aldehído (F) al fenol (P) se encuentra en un intervalo mayor o igual a 0,5 y menor o igual a 0,9. En tal caso, la resina no se convierte en gel durante las reacciones, y es posible sintetizar resinas de alto orto que tienen un peso molecular preferido. Cuando la relación molar de reacción es mayor o igual que el valor límite inferior descrito anteriormente, es posible reducir la cantidad de fenoles sin reaccionar contenidos en las resinas de alto orto que se obtendrán. Además, cuando la relación molar de reacción es inferior o igual al valor límite superior descrito anteriormente, es posible suprimir la gelificación de resinas debido a las condiciones de reacción.
[0023] El peso molecular promedio en peso de la resina fenólica de alto orto novolaca es preferentemente mayor o igual a 1.000 y más preferentemente mayor o igual a 2.000. En tal caso, es posible mejorar la temperatura de transición vítrea cuando se acorta el tiempo de curado. Además, el valor límite superior del peso molecular promedio en peso de la resina fenólica de alto orto novolaca es preferentemente inferior o igual a 8.000 desde el punto de vista de las propiedades de moldeo.
[0024] Los ejemplos del catalizador ácido que se utiliza en la reacción de la resina fenólica de alto orto novolaca incluyen compuestos que contienen iones metálicos divalentes cuando se disuelven en fenol, y ejemplos específicos de los mismos incluyen acetato de cinc, naftenato de plomo.
[0025] A continuación, la resina de resorcinol novolaca según la presente realización es, por ejemplo, una resina obtenida al hacer reaccionar un resorcinol y un aldehído en presencia de un catalizador ácido y a continuación retirar agua mediante una etapa de deshidratación.
[0026] Los ejemplos específicos del resorcinol que se utiliza en la síntesis de la resina de resorcinol novolaca incluyen resorcinol, resorcinoles de metilo tales como 2-metil resorcinol, 5-metil resorcinol y 2,5-dimetil resorcinol, 4-etil resorcinol, 4-clororesorcinol, 2-nitroresorcinol, 4-bromoresorcinol y 4-n-hexilresorcinol. Estos resorcinoles se pueden usar solos, o se pueden usar dos o más resorcinoles en combinación. Entre estos, desde el punto de vista de los costos de fabricación y las propiedades de moldeo, el resorcinol es preferentemente uno o más seleccionados del grupo que consiste en resorcinol y resorcinoles de metilo.
[0027] Los ejemplos específicos del aldehído que se utiliza en la síntesis de la resina de resorcinol novolaca incluyen aldehídos tales como formaldehído, para-formaldehído, acetaldehído, aldehído de butilo y acroleína, mezclas de los mismos, sustancias que sirven como fuentes de generación de los aldehídos descritos anteriormente, soluciones de los aldehídos descritos anteriormente. Entre estos, desde el punto de vista de los costos de fabricación y las propiedades de moldeo, se utiliza preferentemente formaldehído.
[0028] Los ejemplos específicos del catalizador ácido que se utiliza en la síntesis de la resina de resorcinol novolaca incluyen ácidos tales como ácido oxálico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, sulfato dietílico y ácido paratoluenosulfónico. Estos catalizadores ácidos se pueden usar solos o se pueden usar dos o más catalizadores ácidos en combinación. Además, dado que el resorcinol en sí es ácido, la reacción de síntesis de la resina de resorcinol novolaca puede llevarse a cabo en ausencia del catalizador.
[0029] En la síntesis de la resina de resorcinol novolaca, con respecto a la relación molar de reacción entre el resorcinol y el aldehído, es preferible usar más o igual a 0,40 moles y menos o igual a 0,80 moles del aldehído con respecto a 1 mol del resorcinol, y es más preferible usar más o igual a 0,45 moles y menos o igual a 0,75 moles del aldehído con respecto a 1 mol del resorcinol. Cuando la relación molar de reacción entre el resorcinol y el aldehído es mayor o igual que el valor límite inferior descrito anteriormente, las propiedades de manipulación de las resinas mejoran. Cuando la relación molar de reacción entre el resorcinol y el aldehído es inferior o igual al valor límite superior descrito anteriormente, se vuelve fácil controlar la reacción de síntesis de la resina de resorcinol novolaca.
[0030] La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización incluye hexametilentetramina como agente de curado. Desde el punto de vista de mejorar la reactividad entre la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca, esta hexametilentetramina se incluye preferentemente en la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización en forma de un aducto que forma un aducto intermolecular de la hexametilentetramina con la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca, es decir, un compuesto aducto.
[0031] La proporción de hexametilentetramina que forma el aducto en la cantidad total de la hexametilentetramina, es decir, el porcentaje de formación de aducto es preferentemente superior o igual al 30 % y más preferentemente superior o igual al 32 %. Cuando el porcentaje de formación de aducto de la hexametilentetramina se establece para que seamayor o igual que el intervalo numérico descrito anteriormente, es posible disminuir la distancia intermolecular entre la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina y, en consecuencia, es posible mejorar la reactividad entre la hexametilentetramina y la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca.
[0032] Aquí, la hexametilentetramina que forma el aducto se refiere a hexametilentetramina que no se extrae mediante agua de intercambio iónico a 25+-1 °C. Generalmente, la hexametilentetramina que se ha molido y mezclado simplemente con resinas fenólicas se extrae fácilmente con agua. Por otro lado, en hexametilentetramina que forma aductos, es decir, hexametilentetramina que se dispersa finamente en resinas fenólicas, cada una de las partículas miniaturizadas se incluye en resinas fenólicas y, por lo tanto, no se extrae con agua. Además, el porcentaje de formación de aductos de la hexametilentetramina (la proporción de hexametilentetramina que forma el aducto) se puede obtener a partir de la siguiente ecuación. Si bien, en la siguiente ecuación, A representa la masa de toda la hexametilentetramina que se obtiene usando el método de Kjeldahl, un procedimiento de cromatografía líquida, un procedimiento de análisis de elementos, y B representa la masa de hexametilentetramina extraída con agua de intercambio iónico que se obtiene usando un procedimiento de titulación. Además, en la medición, el diámetro de partícula de la muestra se establece para que sea menor o igual a 150 pm, y, en un caso en el que los diámetros de partícula son gruesos, la medición se lleva a cabo después de que la muestra se muele a un diámetro de partícula menor o igual a 150 pm.
Porcentaje de formación de aductos =[(A-B)/A] *100 (%)
[0033] En la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización, con respecto al contenido de hexametilentetramina, cuando el valor total del contenido de la resina fenólica de alto orto novolaca y el contenido de la resina de resorcinol novolaca en la misma composición de resina se establece en 100 partes en masa, el contenido es preferentemente superior o igual a 5 partes en masa e inferior o igual a 20 partes en masa y más preferentemente superior o igual a 7 partes en masa e inferior o igual a 18 partes en masa con respecto al valor total descrito anteriormente de 100 partes en masa. Cuando el contenido de hexametilentetramina se establece para que sea mayor o igual que el valor límite inferior descrito anteriormente, se hace posible obtener la densidad de reticulación mínima. Además, cuando el contenido de hexametilentetramina se establece para que sea inferior o igual al valor límite superior descrito anteriormente, es posible reducir la cantidad de gas generado durante el moldeo.
[0034] En la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización, el contenido de fenol libre es preferentemente inferior al 1 % en masa y más preferentemente inferior al 0,9 % en masa. Cuando el contenido de fenol libre se establece para que sea inferior o igual al valor límite superior descrito anteriormente, se hace posible suprimir los componentes de fenol que se volatilizan y es posible formar entornos de operación favorables. Si bien, el contenido de fenol libre en la composición de resina fenólica para materiales de fricción se puede reducir llevando a cabo un tratamiento tal como la eliminación del fenol libre en una condición de alto vacío en etapas de producción de resinas fenólicas que son una de las materias primas de fabricación.
[0035] La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización tiene un par máximo preferentemente superior o igual a 1 Nm e inferior o igual a 20 Nm cuando se cura a 150 °C. En tal caso, es posible realizar composiciones de resina fenólica para materiales de fricción que tienen excelentes propiedades de conformación. Además, según las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción que tienen un par máximo en el intervalo descrito anteriormente, es posible reducir la cantidad de gas generado desde el interior cuando los materiales de fricción se conforman usando las composiciones de resina, y por lo tanto es posible suprimir el agrietamiento o hinchazón que se produce en los materiales de fricción producidos. Si bien, los pares máximos de composiciones de resina fenólica para materiales de fricción se pueden medir usando un instrumento de medición de par, por ejemplo, usando el siguiente procedimiento. El aumento en la viscosidad de la composición de resina resultante de una reacción para fundir y curar la composición de resina fenólica para materiales de fricción en un juego de dados a 150 °C se detecta usando el valor de las corrientes eléctricas que actúan sobre un motor. El valor máximo de las corrientes eléctricas detectadas de la manera descrita anteriormente se utiliza como el par máximo cuando la composición de resina se cura a 150 °C.
[0036] Si bien, a la composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización, se
pueden agregar ácidos orgánicos tales como ácido tartárico, ácido succínico, ácido malónico, ácido fumárico, ácido benzoico y ácido Itálico, resinas fenólicas novolacas aleatorias, resinas fenólicas de resorcinol, monómeros de resorcinol además de los componentes descritos anteriormente siempre y cuando el objeto de la presente invención no se vea afectado. Entre estos, en un caso en el que se añaden ácidos orgánicos a esta, es posible mejorar las propiedades de curado rápido de las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción.
<Procedimiento de fabricación de la composición de resina fenólica para materiales de fricción>
[0037] La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la presente realización se puede obtener usando, por ejemplo, un procedimiento en el que una resina fenólica de alto orto novolaca, una resina de resorcinol novolaca y hexametilentetramina se funden y mezclan entre sí. En un caso en el que se emplea este procedimiento, se puede usar una mezcla de resina de la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca. Si bien, la fusión y mezcla descritas anteriormente se refiere al hecho de que la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina se funden respectivamente para estar en estados fluidizados y se mezclan entre sí en un estado en el que no se provoca sustancialmente una reacción de curado de la resina fenólica de alto orto novolaca causada por la hexametilentetramina. Un procedimiento de fusión y mezcla específico es preferentemente un procedimiento en el que una cantidad predeterminada de la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina se preparan en un dispositivo de mezcla y se funden y mezclan entre sí. Además, la temperatura de fusión y mezcla es preferentemente una temperatura bajo la cual se funde la resina fenólica de alto orto novolaca, pero la reacción de curado no se inicia. Los ejemplos del dispositivo de mezcla incluyen amasadoras de presión tales como amasadoras de presión, extrusoras biaxiales y extrusoras monoaxiales.
[0038] Aquí, en un caso en el que la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina se mezclan usando un recipiente de reacción ordinario, se producen desventajas tales como un aumento en la viscosidad de la resina o el progreso de las reacciones de gelificación, y por lo tanto es difícil mezclar de manera estable los componentes. Sin embargo, en un caso en el que se utilizan los dispositivos de amasado de tipo presión descritos anteriormente, es posible hacer favorable el estado de dispersión de la hexametilentetramina en la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca, y se hace posible formar aductos de la hexametilentetramina. Específicamente, cuando la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina se mezclan entre sí usando los dispositivos de amasado de tipo presión, es posible preparar una composición de resina fenólica para materiales de fricción en la que la proporción de aductos en la cantidad total de la hexametilentetramina, es decir, el porcentaje de formación de aductos alcanza más o igual que el 30 %.
<Material de fricción>
[0039] Un material de fricción según la presente realización se fabrica mezclando un material base fibroso, un relleno y un material de unión que incluye la composición de resina fenólica descrita anteriormente para materiales de fricción y conformando térmicamente la mezcla obtenida como una composición de materia prima. Por lo tanto, es posible obtener materiales de fricción que tengan una excelente resistencia al calor sin que se deterioren una variedad de características.
[0040] Los ejemplos específicos del material base fibroso que se agrega al material de fricción de la presente realización incluyen fibras inorgánicas tales como fibras de acero, fibras de cobre, fibras de vidrio, fibras cerámicas y fibras de titanato de potasio y fibras orgánicas tales como fibras de aramida. Estos materiales base fibrosos se pueden usar solos o se pueden usar dos o más materiales base fibrosos en combinación. Entre estos, el material de fricción incluye preferentemente fibras orgánicas tales como fibras de aramida.
[0041] Los ejemplos específicos del relleno que se agrega al material de fricción de la presente realización incluyen rellenos inorgánicos tales como carbonato de calcio, hidróxido de calcio, sulfato de bario, mica, abrasivos, caolín y talco, rellenos orgánicos tales como polvo de anacardo y polvo de caucho, y materiales lubricantes tales como grafito, trisulfuro de antimonio, disulfuro de molibdeno y disulfuro de cinc. Estos rellenos se pueden usar solos o se pueden usar dos o más rellenos en combinación. Entre estos, se utilizan preferentemente rellenos inorgánicos.
[0042] El material de fricción según la presente realización se puede producir usando, por ejemplo, el siguiente procedimiento. Sin embargo, un procedimiento para fabricar el material de fricción según la presente realización no se limita al siguiente ejemplo.
[0043] En primer lugar, las materias primas en forma de polvo que incluyen el material base fibroso y el relleno y un material de unión se pesan para alcanzar una proporción de composición predeterminada, y los componentes se mezclan entre sí usando un mezclador. Si bien, los ejemplos específicos del mezclador incluyen mezcladores ordinarios tales como un mezclador Eirich. A continuación, se toma una cantidad predeterminada de una composición de materia prima obtenida mediante mezcla y se lleva a cabo un moldeo preliminar para producir un cuerpo de bloque. Después de eso, el compacto preliminar obtenido se inyecta, por ejemplo, en un molde calentado a 150 °C y se
presuriza durante aproximadamente 3 minutos a 7 minutos, produciendo así un compacto. A continuación, el compacto producido se cura mediante, por ejemplo, un tratamiento térmico a una temperatura superior o igual a 200 °C durante aproximadamente una hora, mediante el cual se puede obtener el material de fricción según la presente realización.
[0044] Aquí, el material de fricción según la presente realización se utiliza para formar componentes de fricción tales como frenos.
[Ejemplos]
[0045] En lo sucesivo, la presente invención se describirá usando ejemplos y ejemplos comparativos, pero la presente invención no se limita a estos. Además, las "partes" y el "%" mencionados en los ejemplos y los ejemplos comparativos representan todos "partes en masa" y "% en masa". Si bien, el peso molecular promedio en peso (Mp) de la resina fenólica de alto orto novolaca obtenido mediante la síntesis de la resina fenólica de alto orto novolaca se midió mediante la cromatografía de permeación en gel (CPG) de un componente soluble en tetrahidrofurano (THF) y se calculó en términos de poliestireno.
[0046] Las condiciones de medición de CPG son como se describe a continuación.
Dispositivo: HLC-8320 (fabricado por Tosoh Corporation)
Detector: RI
Columna: Una fila de TSK-GEL G1000 (fabricado por Tosoh Corporation) y dos filas de TSK-GEL G2000H (fabricado por Tosoh Corporation) se acoplaron en serie en este orden y se utilizaron.
Temperatura: 40 °C
Disolvente: THF
Caudal: 1,0 ml/minuto
Muestra: Se inyectó una muestra con una concentración del 1 % en peso (50 jl)
[0047] Además, el contenido de fenol libre en resinas fenólicas de alto orto novolaca obtenido en las síntesis de las resinas fenólicas de alto orto novolaca se calcula midiendo las resinas fenólicas obtenidas utilizando un cromatógrafo de gases "GC-2014" fabricado por Shimadzu Corporation y una columna "DB-WAX" fabricada por Agilent Technologies.
[0048] Además, las relaciones de unión orto/para de las resinas fenólicas de alto orto novolaca obtenidas en las síntesis de las resinas fenólicas de alto orto novolaca se midieron utilizando un procedimiento de espectro de absorción de infrarrojos. Las relaciones de unión orto/para se calcularon utilizando la siguiente ecuación a partir de los valores de absorbancia a un número de onda de 760 cm-1 y un número de onda de 820 cm-1 cuando se llevó a cabo un método KBr utilizando un dispositivo FT-IR (fabricado por Thermo Nicolet, Avatar 320). En la siguiente ecuación, D760 representa la absorbancia a 760 cm-1, y D820 representa la absorbancia a 820 cm-1.
Ecuación: Relación de unión orto/para =D760/(1,44xD820) (Síntesis de resinas fenólicas de alto orto novolaca)
(Ejemplo de síntesis de resina 1)
[0049] Una mezcla de fenol (1000 partes), formalina al 37 % (600 partes) y acetato de cinc (2 partes) a 100 °C se hizo reaccionar durante tres horas, a continuación se deshidrató mediante destilación atmosférica hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 140 °C, y se deshidrató mediante destilación a presión reducida hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 180 °C mientras se reducía gradualmente la presión a 0,9 kPa, y se retiraron los monómeros, obteniendo así una resina fenólica de alto orto novolaca A (1.000 partes). La resina fenólica de alto orto novolaca A tenía un peso molecular promedio en peso de 6.000 y un contenido de fenol libre del 0,6 %. Además, la resina fenólica de alto orto novolaca A tenía una relación de unión orto/para de 5,7 y una F/P de 0,70.
(Ejemplo de síntesis de resina 2)
[0050] Una mezcla de fenol (1.000 partes), formalina al 37 % (550 partes) y acetato de cinc (2 partes) se hizo reaccionar a 100 °C durante dos horas y media, a continuación se deshidrató mediante destilación atmosférica hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 140 °C, y además, se deshidrató mediante destilación a presión reducida hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 180 °C mientras se reducía gradualmente la presión a 0,9 kPa, y se retiraron los monómeros, obteniendo así una resina fenólica de alto orto novolaca B (950 partes). La resina fenólica de alto orto novolaca B tenía un peso molecular promedio en peso de 4.000 y un contenido de fenol libre del 0,7 %. Además, la resina fenólica de alto orto novolaca B tenía una relación de unión orto/para de 4,1 y una F/P de 0,64.
(Ejemplo de síntesis de resina 3)
[0051] Una mezcla de fenol (1.000 partes), formalina al 37 % (500 partes) y acetato de cinc (2 partes) se hizo reaccionar a 95 °C durante tres horas, a continuación se deshidrató mediante destilación atmosférica hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 140 °C, y además, se deshidrató mediante destilación a presión reducida hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 180 °C mientras se reducía gradualmente la presión a 0,9 kPa, y se retiraron los monómeros, obteniendo así una resina fenólica de alto orto novolaca C (900 partes). La resina fenólica de alto orto novolaca C tenía un peso molecular promedio en peso de 2.000 y un contenido de fenol libre del 0,7 %. Además, la resina fenólica de alto orto novolaca C tenía una relación de unión orto/para de 2,5 y una F/P de 0,58.
(Síntesis de resina fenólica novolaca)
[0052] Una mezcla de fenol (1.000 partes), formalina al 37 % (570 partes) y ácido oxálico (10 partes) se hizo reaccionar a 100 °C durante tres horas, a continuación se deshidrató mediante destilación atmosférica hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 140 °C y, además, se deshidrató mediante destilación a presión reducida hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 200 °C mientras se reducía gradualmente la presión a 0,9 kPa y se retiraron los monómeros, obteniendo así una resina fenólica novolaca D (910 partes). La resina fenólica novolaca D tenía un peso molecular promedio en peso de 9.000 y un contenido de fenol libre del 0,3 %. Además, la resina fenólica novolaca D tenía una relación de unión orto/para de 0,8 y una F/P de 0,66.
(Síntesis de resina de resorcinol novolaca)
[0053] Se calentó una mezcla de resorcinol (1.000 partes) y ácido oxálico (3 partes) hasta alcanzar 100 °C, y se añadió formalina al 37 % (400 partes) a estos durante 30 minutos. Después de eso, los componentes se hicieron reaccionar entre sí durante una hora y la mezcla de reacción se deshidrató mediante destilación atmosférica hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 140 °C y, además, se deshidrató mediante destilación a presión reducida hasta que la temperatura de la mezcla de reacción alcanzó 180 °C mientras se reducía gradualmente la presión a 0,9 kPa y se retiraron los monómeros, obteniendo así una resina de resorcinol novolaca E (910 partes). (Ejemplos 1-1 a 1-6 y ejemplos comparativos 1-1 a 1-5)
[0054] Las composiciones de resina fenólica se produjeron usando el siguiente procedimiento y se evaluaron usando un procedimiento de evaluación que se describe a continuación. Los resultados se resumen en la tabla 1. (Producción de la composición de resina fenólica)
<Ejemplo 1-1>
[0055] La resina fenólica de alto orto novolaca A (800 partes), la resina de resorcinol novolaca E (200 partes) y hexametilentetramina (120 partes) se suministraron a una extrusora biaxial controlada para tener una temperatura de entrada de 80 °C y una temperatura de salida de 90 °C de modo que las proporciones de suministro de las mismas por unidad de tiempo se volvieron iguales, y la sustancia amasada descargada a través de la salida se enfrió, obteniendo así una composición de resina fenólica A (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 40 % y un contenido de fenol libre del 0,5 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo 1-2>
[0056] La resina fenólica de alto orto novolaca B (900 partes), la resina de resorcinol novolaca E (100 partes) y hexametilentetramina (130 partes) se inyectaron en una amasadora de presión, se calentaron a 90 °C y se disolvieron durante diez minutos. Se obtuvo una composición de resina fenólica B (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 69 % y un contenido de fenol libre del 0,6 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo 1-3>
[0057] La resina fenólica de altoorto novolaca C (950 partes), la resina de resorcinol novolaca E (50 partes) y hexametilentetramina (150 partes) se suministraron a una extrusora biaxial controlada para tener una temperatura de entrada de 85 °C y una temperatura de salida de 95 °C de modo que las proporciones de suministro de las mismas por unidad de tiempo se volvieron iguales, y la sustancia amasada descargada a través de la salida se enfrió, obteniendo así una composición de resina fenólica C (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilenotetramina del 56 % y un contenido de fenol libre del 0,6 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo 1-4>
[0058] La resina fenólica de alto orto novolaca A (400 partes), la resina de resorcinol novolaca E (600 partes) y hexametilentetramina (100 partes) se inyectaron en una amasadora de presión, se calentaron a 90 °C y se disolvieron durante diez minutos. Se obtuvo una composición de resina fenólica D (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 32 % y un contenido de fenol libre del 0,2 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo 1-5>
[0059] La resina fenólica de alto orto novolaca B (950 partes), la resina de resorcinol novolaca E (50 partes) y hexametilentetramina (120 partes) se prepararon en un molino triturador y se molieron y mezclaron entre sí, obteniendo así una composición de resina fenólica E en forma de polvo (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 0 % y un contenido de fenol libre del 0,6 %).
<Ejemplo 1-6>
[0060] La resina fenólica de alto orto novolaca A (500 partes), la resina de resorcinol novolaca E (500 partes) y hexametilentetramina (140 partes) se suministraron a una extrusor biaxial controlada para tener una temperatura de entrada de 85 °C y una temperatura de salida de 95 °C de modo que las proporciones de suministro de las mismas por unidad de tiempo se volvieron iguales, y la sustancia amasada descargada a través de la salida se enfrió, obteniendo así una composición de resina fenólica F (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilenotetramina del 43 % y un contenido de fenol libre de 0,3 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo comparativo 1-1>
[0061] La resina fenólica de alto orto novolaca A (1.000 partes) y hexametilentetramina (130 partes) se suministraron a una extrusora biaxial controlada para tener una temperatura de entrada de 80 °C y una temperatura de salida de 90 °C de modo que las proporciones de suministro de las mismas por unidad de tiempo se volvieron iguales, y la sustancia amasada descargada a través de la salida se enfrió, obteniendo así una composición de resina fenólica G (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 45 % y un contenido de fenol libre del 0,5%) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo comparativo 1-2>
[0062] La resina fenólica de alto orto novolaca C (1.000 partes) y hexametilentetramina (150 partes) se prepararon en un molino triturador y se molieron y mezclaron entre sí, obteniendo así una composición de resina fenólica en forma de polvo H (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 0 % y un contenido de fenol libre del 0,6 %). <Ejemplo comparativo 1-3>
[0063] La resina fenólica novolaca D (1.000 partes) y hexametilentetramina (150 partes) se prepararon en un molino triturador y se molieron y mezclaron entre sí, obteniendo así una composición de resina fenólica en forma de polvo I (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 0 % y un contenido de fenol libre del 0,3 %).
<Ejemplo comparativo 1-4>
[0064] La resina fenólica novolaca D (800 partes), la resina de resorcinol novolaca E (200 partes) y hexametilentetramina (120 partes) se inyectaron en una amasadora de presión, se calentaron hasta 90 °C y se disolvieron durante diez minutos. Se obtuvo una composición de resina fenólica J (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 38 % y un contenido de fenol libre del 0,2 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
<Ejemplo comparativo 1-5>
[0065] La resina de resorcinol novolaca E (1.000 partes) y hexametilentetramina (150 partes) se inyectaron en una amasadora de presión, se calentaron a 90 °C y se disolvieron durante diez minutos. Se obtuvo una composición de resina fenólica K (con un porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina del 40 % y un contenido de fenol libre del 0 %) que tiene una forma sólida a temperatura ambiente.
(Procedimiento para evaluar las composiciones de resina fenólica)
(1) Proporciones de aducto en la cantidad total de hexametilentetramina (porcentaje de formación de aducto de hexametilentetramina)
[0066] Los porcentajes de formación de aductos de la hexametilentetramina se obtuvieron a partir de la
siguiente ecuación. Si bien, en la siguiente ecuación, A representa la masa de toda la hexametilentetramina que se obtuvo usando el método de Kjeldahl, y B representa la masa de hexametilentetramina extraída con agua de intercambio iónico que se obtuvo usando un procedimiento de titulación. Además, en la medición, el diámetro de partícula de la muestra se estableció para ser menor o igual a 150 pm.
Porcentaje de formación de aductos =[(A-B)/A]*100 (%)
(2) Contenido de fenol libre
[0067] El contenido de fenol libre se calculó midiendo las composiciones de resina fenólica obtenidas utilizando un cromatógrafo de gases "GC-2014" fabricado por Shimadzu Corporation y una columna "DB-WAX" fabricada por Agilent Technologies.
(Ejemplos 2-1 a 2-6 y ejemplos comparativos 2-1 a 2-5)
[0068] Las mezclas para materiales de fricción se produjeron utilizando el siguiente procedimiento y se evaluaron utilizando un procedimiento de evaluación que se describe a continuación. Los resultados se resumen en la tabla 2.
(Producción de mezclas para materiales de fricción)
[0069] Las composiciones de resina fenólica de material de fricción A a K obtenidas en los ejemplos 1-1 a 1-6 y los ejemplos comparativos 1-1 a 1-5 se utilizaron como materiales de unión, se utilizó una fibra de aramida (KEVLAR fabricado por DuPont) como material base fibroso y se utilizaron carbonato de calcio (carbonato de calcio fabricado por Sankyo Seifun Co., Ltd.) y sulfato de bario (barita molida fabricada por Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) como rellenos inorgánicos, respectivamente. Los componentes se prepararon y mezclaron en proporciones de formulación que se muestran en la tabla 2, produciendo así mezclas para materiales de fricción.
(Procedimiento de evaluación de mezclas para materiales de fricción)
(1) Tiempo de moldeo más corto (propiedades de curado en la etapa de moldeo)
[0070] Las mezclas para materiales de fricción obtenidas mediante la preparación y mezcla de los componentes en las proporciones de formulación descritas anteriormente se moldearon respectivamente utilizando una prensa de conformado térmico a 180 °C a una presión de 30 MPa para tiempos de moldeo en un intervalo de 60 segundos a 180 segundos a intervalos de 10 segundos, y los tiempos más cortos en los que los productos moldeados que tienen una altura de 90 mm, una anchura de 60 mm y un espesor de 13 mm se obtuvieron sin hinchazón y agrietamiento mientras o después de retirarse de los moldes se consideraron los tiempos de moldeo más cortos. A medida que se acorta el tiempo de moldeo más corto, se determinó que las propiedades de curado durante el moldeo eran más favorables. (2) Temperatura de transición vítrea Tg (propiedades de curado en la etapa de horneado)
[0071] Las mezclas para materiales de fricción obtenidasmediante la preparación y mezcla de los componentes en las proporciones de formulación descritas anteriormente se moldearon utilizando una prensa de conformado térmico a 180 °C a una presión de 30 MPa durante tres minutos, obteniendo así muestras de prueba para medir las temperaturas de transición vítrea. Para las muestras de prueba obtenidas (antes de un tratamiento de horneado) y las muestras de prueba obtenidas mediante la realización del tratamiento de horneado en las muestras de prueba en un secador que tiene una temperatura ajustada a 250 °C durante diez minutos, las temperaturas de transición vítrea Tg se midieron en un modo de flexión de medición viscoelástica dinámica (DMA). Las temperaturas de transición vítrea Tg se obtuvieron extrapolando temperaturas a las que disminuían los módulos elásticos de almacenamiento. Cuando las densidades de reticulación (los grados de curado) aumentaron a pesar de los cortos tiempos de horneado, y las temperaturas de transición vítrea Tg aumentaron, se determinó que las temperaturas de transición vítrea eran más favorables.
(3) Resistencia a la flexión
[0072] Las mezclas para materiales de fricción obtenidas mediante la preparación y mezcla de los componentes en las proporciones de formulación descritas anteriormente se moldearon utilizando una prensa de conformado térmico a 170 °C a una presión de 20 MPa durante siete minutos y a continuación se hornearon a 200 °C durante 60 minutos, obteniendo así muestras de prueba de flexión. Las muestras de prueba de flexión obtenidas se midieron según la norma JIS K 7171 "Plásticos-Determinación de las propiedades de flexión". Las resistencias a la flexión medidas a temperatura normal (25 °C) después de hornear se consideraron resistencias en condiciones normales, y las resistencias a la flexión medidas a temperatura normal (25 °C) después de hornear y a continuación, además, un tratamiento de calentamiento a 350 °C durante cuatro horas se consideraron resistencias después del tratamiento térmico. A medida que aumenta la resistencia a la flexión después del tratamiento térmico, las mezclas para materiales de fricción no se deterioran térmicamente fácilmente y se determina que tienen una excelente resistencia al calor. (4) Dureza Rockwell
[0073] Las muestras de prueba de flexión obtenidas utilizando el procedimiento descrito anteriormente se midieron a temperatura normal (25 °C) después de hornear según la norma JIS K 7202 "Procedimiento de prueba de dureza Rockwell para plásticos". A medida que aumenta la dureza de Rockwell, las mezclas para materiales de fricción tienen grados superiores de reticulación y se determina que tienen excelentes características mecánicas.
(5) Evaluación de moldeo corto a alta temperatura
[0074] Las mezclas para materiales de fricción obtenidas mediante la preparación y mezcla de los componentes en las proporciones de formulación descritas anteriormente se moldearon utilizando una prensa de conformado térmico a 180 °C a una presión de 30 MPa durante dos minutos para obtener productos moldeados con una altura de 90 mm,
una anchura de 60 mm y un espesor de 13 mm, y se verificó si se produjo hinchazón y agrietamiento. Las mezclas para materiales de fricción en los que no se produjo hinchazón ni agrietamiento se denotaron como AA, las mezclas para materiales de fricción en los que se produjo hinchazón o agrietamiento se denotaron como B y las mezclas para materiales de fricción en los que se produjeron hinchazón y agrietamiento se denotaron como C.
[0075] A continuación, se llevó a cabo un tratamiento de horneado a 250 °C durante 20 minutos mientras que las temperaturas de los productos moldeados permanecieron a 100 °C o más, y se verificó si se produjo o no hinchazón y agrietamiento. Las mezclas para materiales de fricción en los que no se produjo hinchazón ni agrietamiento se denotaron como AA, y las mezclas para materiales de fricción en los que se produjo hinchazón o agrietamiento leve se denotaron como A. En la mezcla para materiales de fricción en los que se produjeron defectos después del moldeo, el tratamiento de horneado no se llevó a cabo.
[0076] Como se muestra en la tabla 2, con respecto a las propiedades de curado en la etapa de moldeo, cuando los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-6 que eran mezclas para materiales de fricción para los cuales se utilizaron las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción de los ejemplos 1-1 a 1-6 se compararon con los ejemplos comparativos 2-1 a 2-4 que eran los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción para los cuales no se utilizaron las composiciones de resina fenólica para materiales de fricción del ejemplo comparativo 1-1 en los que no se utilizó la resina de resorcinol novolaca, el ejemplo comparativo 1-2 en el que no se utilizó la resina de resorcinol novolaca y no se formaron aductos, el ejemplo comparativo 1-3 en el que no se utilizaron la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca y el ejemplo comparativo 1-4 en el que se utilizó la resina fenólica novolaca en lugar de la resina fenólica de alto orto novolaca, se encontró que los tiempos de moldeo más cortos eran cortos y las propiedades de curado en la etapa de moldeo eran excelentes. Además, no se pudo moldear el ejemplo comparativo 2-5, que fue un producto moldeado de una mezcla para materiales de fricción para los que se utilizó la composición de resina fenólica para materiales de fricción del ejemplo comparativo 1-5, en el que no se utilizó la resina fenólica de alto orto novolaca y solo se utilizó la resina de resorcinol novolaca.
[0077] Además, como se muestra en la tabla 2, con respecto a las propiedades de curado en la etapa de horneado, cuando los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-6 se compararon con los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos comparativos 2 1 a 2-4, se encontró que las temperaturas de transición vítrea después del moldeo (antes del tratamiento de horneado) se acercaron a las temperaturas de moldeo y las temperaturas de transición vítrea después del tratamiento de horneado también se acercaron a las temperaturas de horneado.
[0078] Además, como se muestra en la tabla 2, con respecto a la resistencia a la flexión (la resistencia después del tratamiento térmico) medida a temperatura normal (25 °C) después del tratamiento térmico a 350 °C durante cuatro horas, cuando los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-6 se compararon con los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos comparativos 2 1 y 2-2, se encontró que las resistencias después del tratamiento térmico eran altas y se exhibió una excelente resistencia al calor.
[0079] Además, como se muestra en la tabla 2, con respecto a la dureza de Rockwell, cuando los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-6 se compararon con los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos comparativos 2-1 y 2-2, se encontró que la dureza era alta y se exhibieron excelentes grados de reticulación.
[0080] Además, como se muestra en la tabla 2, con respecto a la apariencia después del moldeo corto a alta temperatura, cuando los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-6 se compararon con los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos comparativos 2 1 a 2-4, se encontró que las apariencias después del moldeo corto a alta temperatura eran excelentes. Además, en los productos moldeados de las mezclas para materiales de fricción de los ejemplos 2-1 a 2-3 y 2-6, no se produjo hinchazón ni agrietamiento incluso después de que el tratamiento de horneado se llevó a cabo posteriormente a 250 °C durante 20 minutos, y se obtuvieron resultados favorables.
[0081] Los resultados descritos anteriormente muestran que las mezclas para materiales de fricción para las que se utiliza la composición de resina fenólica para materiales de fricción de la presente invención son capaces de acortar el tiempo de curado. Además, los productos moldeados que incluyen la mezcla para materiales de fricción para los cuales se utiliza la composición de resina fenólica para materiales de fricción de la presente invención tuvieron alta dureza y exhibieron una excelente resistencia al calor. Además, se encontró que, en las mezclas para materiales de fricción para las que se utiliza la composición de resina fenólica para materiales de fricción de la presente invención, no se produjo agrietamiento ni hinchazón después del moldeo corto a una temperatura alta, y las mezclas también se pueden aplicar al moldeo corto a una temperatura alta. Por lo tanto, según la presente invención, es posible obtener una composición de resina fenólica para materiales de fricción capaz de proporcionar materiales de fricción que tienen una excelente resistencia al calor a bajos costos sin que se deterioren una variedad de características tales como las características mecánicas. Además, según la presente invención, es posible obtener una composición de resina fenólica para materiales de fricción que también se puede aplicar al moldeo corto a una temperatura alta.
[Aplicación Industrial]
[0082] La composición de resina fenólica para materiales de fricción de la presente invención es capaz de alcanzar un alto grado de curado incluso cuando el tiempo de curado se acorta, por lo que los materiales de fricción que tienen una excelente resistencia al calor se pueden obtener a un bajo costo sin que se deterioren una variedad de características tales como las características mecánicas y, por lo tanto, se pueden utilizar preferentemente para fabricar, por ejemplo, materiales de fricción industrial tales como frenos.
Claims (14)
1. Una composición de resina fenólica para materiales de fricción que comprende:
una resina fenólica de alto orto novolaca;
una resina de resorcinol novolaca; y
hexametilentetramina.
2. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la reivindicación 1,
donde la composición de resina fenólica para materiales de fricción incluye un aducto de la hexametilentetramina con la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina deresorcinol novolaca.
3. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la reivindicación 2,
donde la cantidad de la hexametilentetramina que forma el aducto es mayor o igual al 30 % con respecto a la cantidad total de la hexametilentetramina incluida en la composición de resina fenólica para materiales de fricción, donde la cantidad de la hexametilentetramina que forma el aducto se obtiene de la siguiente ecuación:
porcentaje de formación de aductos =[(A-B)/A] x 100 (%) donde A representa la masa de toda la hexametilentetramina obtenida mediante el método de Kjeldahl, y B representa la masa de hexametilentetramina extraída con agua de intercambio iónico obtenida mediante un procedimiento de titulación.
4. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
donde un contenido de la resina de resorcinol novolaca es mayor o igual a 1 parte en masa y menor o igual a 100 partes en masa con respecto a 100 partes en masa de la resina fenólica de alto orto novolaca.
5. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
donde la resina fenólica de alto orto novolaca tiene una relación de unión orto/para superior a 1 e inferior o igual a 9, donde la relación de unión orto/para se calcula según la siguiente ecuación:
relación de unión orto/para = D760/(1,44 XD820) donde D760 representa la absorbancia a un número de onda de 760 cm-1 medida por un procedimiento de espectro de absorción de infrarrojos, y D820 representa la absorbancia a un número de onda de 820 cm-1 medida por un procedimiento de espectro de absorción de infrarrojos.
6. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
donde la resina fenólica de alto orto novolaca tiene un peso molecular promedio en peso según la cromatografía de permeación en gel mayor o igual a 1.000 e menor o igual a 8.000.
7. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
donde un contenido de fenol libre medido por un cromatógrafo de gases es inferior al 1 % en masa con respecto a la cantidad total de la resina fenólica de alto orto novolaca.
8. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
donde, cuando la cantidad total de la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca se establece en 100 partes en masa,
un contenido de la hexametilentetramina es superior o igual a 5 partes en masa e inferior o igual a 20 partes en masa con respecto al total de 100 partes en masa de la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca.
9. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
donde la composición de resina fenólica para materiales de fricción se obtiene fundiendo y mezclando la resina fenólica de alto orto novolaca, la resina de resorcinol novolaca y la hexametilentetramina.
10. La composición de resina fenólica para materiales de fricción según la reivindicación 9,
donde la composición de resina fenólica para materiales de fricción se obtiene fundiendo y mezclando una mezcla de resina de la resina fenólica de alto orto novolaca y la resina de resorcinol novolaca con la hexametilentetramina, y
fundiendo la mezcla.
11. Un material de fricción que comprende:
un material base fibroso;
un relleno; y
un material de unión,
donde el material de unión incluye la composición de resina fenólica para materiales de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,
y donde el material de fricción se puede obtener mediante el conformado térmico de la mezcla que comprende el material base fibroso, el relleno y el material de unión.
12. El material de fricción según la reivindicación 11,
donde el material base fibroso incluye una fibra orgánica.
13. El material de fricción según la reivindicación 11 o 12,
donde el relleno incluye un relleno inorgánico.
14. Un freno formado usando el material de fricción según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13.
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