一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：(a)配物料，將粘結(jié)劑、碳纖維、附和纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑按配比進(jìn)行稱重并混合，得到混合物料；(b)擠出造粒，將所述混合物料通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到粒料；(c)熱壓成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法有效地解決了纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料中碳纖維和礦物纖維的集束性；也有利于固體組分被粘結(jié)劑充分浸潤，使得固體組分充分分散；用本方法制備的摩擦材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和摩擦磨損性能。
【專利說明】一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種摩擦材料的制備方法，尤其涉及一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的主要特點是制動力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、對偶磨損小以及 耐高溫，其綜合性能大大優(yōu)于普通摩擦材料。而由纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料制備的剎車片 具有如下優(yōu)勢：（1)熱衰退小，在連續(xù)剎車時，剎車片不變形、不融化，制動力矩大，剎車距 離短；(2)使用壽命長，比半金屬型剎車片平均使用壽命高出50%以上；(3)對偶件的損傷 小；(4)噪音低，剎車時無尖叫聲，制動性能好。
[0003] -般剎車片用的纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料是由增強(qiáng)纖維、粘結(jié)劑、摩擦性能調(diào)節(jié) 劑按比例進(jìn)行混料，依次經(jīng)冷壓一熱壓成型一基體陶瓷化處理一機(jī)加工一表面陶瓷化處理 工藝制成的。但是現(xiàn)有的纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料無法實現(xiàn)纖維在基體中的充分分散，不 能使纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料達(dá)到最佳的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對技術(shù)現(xiàn)狀提供一種纖維能充分分散的纖維增 強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的 制備方法，包括如下步驟：
[0006] (a)配物料，將粘結(jié)劑、碳纖維、附和纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑按配比進(jìn)行稱重并混 合，得到混合物料；
[0007] (b)擠出造粒，將所述混合物料通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到粒料；
[0008] (C)熱壓成型。
[0009] 優(yōu)選的，步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為100°C?145°C。當(dāng)?shù)陀?00°C 時，熱固性硼酚醛樹脂粉末不能充分熔融，熔體粘度太大，容易造成纖維的斷裂；當(dāng)高于 145 °C時，此時，熱固性硼酚醛樹脂粉末會提前固化，這對以后制備纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材 料工藝帶來影響。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選，步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為110°C?120°C，更優(yōu)選為 120。。。
[0011] 優(yōu)選的，步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)，并且螺桿直徑為150mm，長 徑比（即螺桿有效長度與螺桿直徑之比）為20:1。
[0012] 優(yōu)選的，步驟（a)中，配方包括如下重量份的組分，粘結(jié)劑12?18份（例如可以是 14份、15份或16份）、碳纖維15?30份（例如可以是16份、19份、22份、25份或28份）、 附和纖維10?30份（例如可以是13份、15份、20份、22份、25份或27份）以及摩擦性能 調(diào)節(jié)劑20?40份（例如可以是23份、27份、30份、33份、35份或38份）。
[0013] 所述碳纖維為短切碳纖維與碳纖維粉的混合物，所述短切碳纖維的長度為3? 6mm，所述碳纖維粉的目數(shù)為200?250目，例如220目、230目或240目。
[0014] 優(yōu)選的，所述短切碳纖維與碳纖維粉的重量比為1:1，即各占50%。
[0015] 優(yōu)選的，粘結(jié)劑為熱固性硼酚醛樹脂粉末，當(dāng)然，粘結(jié)劑也可以選用熱固性酚醛樹 脂的改性物，其中熱固性硼酚醛樹脂是苯酚、雙酚類化合物、硼酸和甲醛在催化劑作用下生 成的一種熱固性酚醛樹脂，而熱固性硼酚醛樹脂粉末優(yōu)選采用噴霧干燥的方法制成的，該 方法制成的粉末粒徑均一；
[0016] 所述附和纖維為玻璃纖維、礦物纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維中的一種或兩種以上， 所述附和纖維的長度為3?6mm，例如4mm或5mm ;
[0017] 所述摩擦性能調(diào)節(jié)劑為石墨、碳化硅、三氧化二鋁、氧化鋯、二氧化硅、硫酸鋇中的 一種或兩種以上。
[0018] 優(yōu)選的，步驟（a)中，將配方中的組分按配比在高速攪拌機(jī)（或高拌機(jī)）內(nèi)混合， 混合溫度為30°C?50°C，例如35°C、40°C、44°C、48°C，混合時間為5min?15min，例如 8min、lOmin、13min〇
[0019] 優(yōu)選的，步驟（c)中，熱壓成型的工藝為，將步驟（b)中擠出的粒料置于模具中，放 在熱壓機(jī)上加熱、加壓，熱壓固化，然后冷卻、脫模，得到纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料，熱壓機(jī) 的溫度為 200°C，壓力為 22 ?40MPa，例如 25MPa、28 MPa、30MPa、35MPa、38MPa。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：在常規(guī)的熱壓成型之前先采用螺桿擠出機(jī) 將混合物料擠出造粒，采用螺桿擠出加工工藝，將干法制備的物料在酚醛樹脂熔融狀態(tài)下 擠出，這樣有利于使碳纖維和附和纖維得到充分的分散和定向，有效地解決了碳纖維和附 和纖維的集束性；也有利于使固體組分被粘結(jié)劑充分浸潤，使得固體組分充分分散。用本方 法制備的摩擦材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和摩擦磨損性能，而且本制備方法操作性強(qiáng)，便于 工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0021] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022] 實施例1
[0023] 本實施例的纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：
[0024] (a)配物料，將粘結(jié)齊IJ、碳纖維、附和纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑按配比進(jìn)行稱重并混 合，得到混合物料；
[0025] (b)擠出造粒，將混合物料通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到粒料；
[0026] (c)熱壓成型。
[0027] 步驟（a)中，本實施例的配方包括如下重量份的組分，粘結(jié)劑12?18份（本實施 例優(yōu)選為15份）、碳纖維15?30份（本實施例優(yōu)選為25份）、附和纖維10?30份（本 實施例優(yōu)選為25份）以及摩擦性能調(diào)節(jié)劑20?40份（本實施例優(yōu)選為35份）。該配方 可以使得步驟（b)擠出造粒的效果更佳，獲得的摩擦材料具有更優(yōu)異的力學(xué)性能和摩擦磨 損性能。
[0028] 其中粘結(jié)劑具體為熱固性硼酚醛樹脂粉末（也可以采用熱固性的改性硼酚醛樹 脂粉末），而且熱固性硼酚醛樹脂粉末采用噴霧干燥的方法制成，由該方法制備的粉末粒徑
【權(quán)利要求】
1. 一種纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (a) 配物料，將粘結(jié)劑、碳纖維、附和纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑按配比進(jìn)行稱重并混合，得 到混合物料； (b) 擠出造粒，將所述混合物料通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到粒料； (c) 熱壓成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)的擠出 溫度為l〇〇°C?145°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)的擠出 溫度為ll〇°C?120°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（b)中，所述螺桿擠出機(jī)為單螺 桿擠出機(jī)，并且螺桿直徑為150mm，長徑比為20:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的制備方法，其特征在于：步驟（a)中，配方包括如 下重量份的組分，粘結(jié)劑12?18份、碳纖維15?30份、附和纖維10?30份以及摩擦性 能調(diào)節(jié)劑20?40份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述碳纖維為短切碳纖維與碳纖維 粉的混合物，所述短切碳纖維的長度為3?6_，所述碳纖維粉的目數(shù)為200?250目。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述短切碳纖維與碳纖維粉的重量 比為1:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于： 所述粘結(jié)劑為熱固性硼酚醛樹脂粉末，并且熱固性硼酚醛樹脂粉末采用噴霧干燥的方 法制成； 所述附和纖維為玻璃纖維、礦物纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維中的一種或兩種以上，所述 附和纖維的長度為3?6mm ; 所述摩擦性能調(diào)節(jié)劑為石墨、碳化硅、三氧化二鋁、氧化鋯、二氧化硅、硫酸鋇中的一種 或兩種以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（a)中，將配方中的組分按配比 在高速攪拌機(jī)內(nèi)混合，混合溫度為30°C?50°C，混合時間為5min?15min。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（c)中，熱壓成型的工藝為，將 步驟（b)中擠出的粒料置于模具中，放在熱壓機(jī)上加熱、加壓，熱壓固化，然后冷卻、脫模， 得到纖維增強(qiáng)陶瓷基摩擦材料，熱壓機(jī)的溫度為200°C，壓力為22?40MPa。
【文檔編號】C08J5/14GK104119837SQ201410369477
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】蔡悅坤 申請人:太倉力達(dá)萊特精密工業(yè)有限公司