以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备离合器面片的方法技术

本发明专利技术公开了一种以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备离合器面片的方法。该方法采用聚乙烯醇、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉多重改性的水溶性酚醛树脂溶液作为粘结剂，与摩擦性能调节剂以及水混合制成浆料，将纤维浸渍浆料、烘干后缠绕成为型坯，然后将型坯热压成型为面片，再经热处理后打磨、钻孔，得到离合器面片。改性后的粘结剂具有高溶解性、粘结性、韧性、耐热性、抗热衰退性以及耐磨性，以该粘结剂制得的离合器面片成本低、绿色环保，能够承受加工和使用过程中的冲击力而不开裂，并且具有较高的热稳定性、较高而稳定的摩擦系数以及较低的磨损率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机动车传动系统中所用的离合器面片
，具体涉及一种以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备高性能机动车离合器面片的方法。
技术介绍
离合器面片作为机动车传动用的摩擦材料，主要以酚醛树脂、橡胶等为粘结剂，以增强纤维等为骨架材料，各种功能性填料如增摩填料、耐磨填料等为填充材料等构成。传统的离合器的生产工艺以湿法工艺为主，流程如下(I)将酚醛树脂、橡胶等粘结剂用有机溶剂溶解，加入填料搅拌混合制成浆料；(2)将长纤维浸溃浆料，烘干后缠绕成型；(3)通过热压成型，再经热处理、端面磨削、冲孔或钻孔加工处理得到离合器面片产品。 随着现代工业的发展，对机动车所用的离合器面片提出了更高的性能要求，如要求离合器面片在使用温度达到350摄氏度时摩擦系数大于0. 25，磨损率小于0. 7，而采用传统的粘结剂的离合器面片很难达到该要求。同时，在传统的离合器面片制作工艺中，常使用油溶性酚醛树脂制作浆料，因此需要使用大量的有机溶剂溶解酚醛树脂和橡胶。这些溶剂挥发到空气中不仅造成极大的环境污染，而且在生产过程中产生了极大的安全隐患，此外由于使用大量的有机溶剂也增加了制造离合器面片的成本。使用水溶性酚醛树脂作为粘结剂生产离合器面片可以避免有机溶剂的使用，安全环保，但是离合器面片在摩擦过程中，摩擦表面的温度较高，而水溶性酚醛树脂的分解温度为250°C左右，耐热性较低，因此在该高温度区域分解量大，分解的物质在摩擦表面形成一层气态或液态膜，导致离合器面片的摩擦系数降低，严重时对车辆的安全运行构成较大的威胁。另外，由于水溶性酚醛树脂的脆性较大，纤维浸溃浆料烘干后，浆料容易从纤维表面脱落，导致制备的离合器面片产品在加工或使用过程中容易开裂，影响产品的正常使用。为此，人们一直致力研究如何对水溶性酚醛树脂进行改性，使改性后的水溶性酚醛树脂作为胶黏剂制备得到的离合器面片能够承受加工和使用过程中的冲击力而不开裂，同时在高温时能够保持较高而稳定的摩擦系数和较小的磨损性。公开号为CN101655128A的专利申请中采用水溶性酚醛树脂为粘结剂，为了改善其脆性问题添加丁腈橡胶作为增韧剂，但是粉末丁腈橡胶价格昂贵，导致成本增加，另外需要使用一定量的有机试剂溶解丁晴橡胶造，因而造成环境污染和使用不便。公开号为CN101285512A的专利申请中采用一种胶乳改性水溶性酚醛树脂作为制备离合器面片的胶黏剂，但是由于胶乳的存在需要加入防分层剂、表面活性剂等助剂以防止改性酚醛树脂发生分层，因而改性酚醛树脂的制备工艺繁琐，并且也增加了成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述离合器面片制备中存在的问题，提供一种，该方法制备成本低，绿色环保，能够制得耐磨性好、摩擦系数较高且稳定的离合器面片。该离合器面片采用改性的水溶性酚醛树脂代替油溶性酚醛树脂和橡胶，并且制备的离合器面片不仅可以承受加工和使用过程的冲击力而不开裂，而且具备优异的摩擦磨损性能,并且大大的降低了成本。本专利技术实现上述技术目的所提供的技术方案为一种，包括如下步骤 步骤1、将水溶性酚醛树脂溶液和摩擦性能调节剂混合，加入适量水,搅拌制成浆料；所述的水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照质量份数计，所述的聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由100质量份的苯酚、11(Γ120质量份的甲醛水溶液、Γ20质量份的聚乙烯醇，以及Γ10质量份的碱性催化剂混合反应而成，其中甲醛水溶液的质量百分比浓度为309Γ45% ;按照聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液中苯酚含量为100质量份数计，所述的纳米级凹凸棒土含量为广4质量份，微米级铜粉含量为Γ2质量份；步骤2、将纤维浸溃浆料，烘干后缠绕成为型坯；步骤3、将型坯热压成型为面片，再经热处理后打磨、钻孔，得到离合器面片。所述的水溶性酚醛树脂溶液中，碱性催化剂包括但不限于氨水、六次甲基四胺、碳酸钠、胺类、碱金属、碱土金属氧化物等中的一种或者几种；由于碱土金属氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钡等的碱性较强，在其催化作用下苯酚和甲醛的羟甲基化加成反应速率快，生成物中富含羟甲基，并且具有较强的极性，水溶性也更好，因此优选碱土金属氧化物作为碱性催化剂；聚乙烯醇的聚合度优选为100(Γ2000 ;甲醛水溶液的质量百分比浓度优选为359Γ40% ;微米级铜粉的粒径为优选O. 5um^2um ;纳米级凹凸棒土的长度优选为O.5unT5um，宽度优选为15nnT30nm ;水溶性酚醛树脂溶液的固含量为60飞7%，和水的互溶比为1:1 1:14。作为优选，所述的水溶性酚醛树脂溶液采用包括以下步骤的制备方法制得(I)将100质量份的苯酚，Γ20质量份的聚乙烯醇和4 10质量份的碱性催化剂加入到反应容器中，升温至6(T75°C，搅拌反应1(Γ25分钟；再将11(Γ120质量份的37%甲醛溶液加入到反应容器中，升温至8(Tl00°C，搅拌反应35飞O分钟，停止加热；(2)待反应温度降低至50°C以下，将f 4质量份的纳米级凹凸棒土和广2质量份微米级铜粉颗粒加入到反应容器中，搅拌2(Γ30分钟；(3)停止加热，待温度降低至50°C以下后，将f 4质量份的纳米级凹凸棒土和广2质量份微米级铜粉颗粒加入到反应容器中，搅拌2(Γ30分钟；(4)停止搅拌，收集反应溶液，置于超声波分散装置中超声分散均匀。上述水溶性酚醛树脂溶液的制备方法中，苯酚纯度优选为98. 5%以上；聚乙烯醇优选在使用前用5 10质量份的水溶胀Γ10小时；步骤(4)中，超声频率、。优选为45Hz IOOHz ;超声分散时温度优选控制在30°C 50°C之间，超声分散时间优选为60分钟 120分钟。所述的摩擦性能调节剂包括但不限于重晶石、铬铁矿粉、石墨、炭黑、沸石、氧化铝、石灰石中的一种或多种。作为一种优选，所述的水溶性酚醛树脂溶液和摩擦性能调节剂的配方为按照质量百分比计，水溶性酚醛树脂25 36%，混合纤维13 21%，重晶石12 16%，铬铁矿粉12 16%，石墨2 5%，炭黑5 7. 5%，沸石5 8%，氧化铝I 2. 5%，石灰石3 10%。所述的纤维优选为玻璃纤维和芳纶组成的混合纤维作为增强材料。所述的步骤2中，烘干温度优选为7(T90°C，烘干时间优选为6(T90分钟；所述的步骤3中，在型坯热压成型为面片的过程中，热压温度优选为155 165°C，压力优选为2(T30MPa，热压时间优选为51分钟；面片进行热处理的过程中，温度优选控制在17(T250°C，热处理时间优选为5 8小时。综上所述，本专利技术以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备离合器面片，首先将水溶性酚醛树脂溶液、摩擦性能调节剂以及水混合制成浆料，再将纤维浸溃浆料、烘干后缠绕成为型坯，然后将型坯热压成型为面片，经热处理后打磨、钻孔，得到离合器面片。其中，所述的水溶性酚醛树脂溶液采用聚乙烯醇、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉多重改性水溶性酚 醛树脂，具有如下有益效果(I)在水溶性酚醛树脂合成过程中加入一部分的聚乙烯醇，形成聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液，由于聚乙烯醇分子链上含有一定量的羟基，提高了酚醛树脂在水中的溶解性，并且增加了酚醛树脂作为粘结剂与纤维的粘结性能，同时这部分的羟基与酚醛树脂中的羟甲基在固化的过程中缩聚形成内增韧结构也有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
以水溶性酚醛树脂溶液为粘结剂制备离合器面片的方法，包括如下步骤：步骤1、将水溶性酚醛树脂溶液和摩擦性能调节剂混合，加入适量水，搅拌制成浆料；所述的水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照质量份数计，所述的聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由100质量份的苯酚、110~120质量份的甲醛水溶液、1~20质量份的聚乙烯醇，以及4~10质量份的碱性催化剂混合反应而成，其中甲醛水溶液的质量百分比浓度为30%~45%；按照聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液中苯酚含量为100质量份数计，所述的纳米级凹凸棒土含量为1~4质量份，微米级铜粉含量为1~2质量份；步骤2、将纤维浸渍浆料，烘干后缠绕成为型坯；步骤3、将型坯热压成型为面片，再经热处理后打磨、钻孔，得到离合器面片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，王宗和，程慧玲，乌学东，曹慧军，
申请(专利权)人：浙江科马摩擦材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：