软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料及制备方法和使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于橡胶基摩擦材料及制备方法和使用方法，具体涉及一种软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料及制备方法，可用于摩托车离合器。
【背景技术】
[0002]摩擦材料是一种应用于动力机械上，依靠摩擦性能作用来执行制动和传动功能的部件材料，它主要包括制动器衬片和离合器面片。摩擦材料广泛应用于摩托车等交通工具和机器设备的制动器和离合器等摩擦制动、传动装置中。
[0003]依据中华人民共和国国家标准GB/T13826-2008，摩托车离合器用橡胶基摩擦材料的动摩擦系数应该大于0.15，静摩擦系数应该不小于0.24。传统的橡胶基摩擦材料由增强纤维、橡胶与树脂粘结剂和摩擦性能调节剂三大组分构成，动摩擦系数0.1?0.2，静摩擦系数大于0.2，可满足湿式离合器的传动需要，但却存在几个问题，如摩擦材料磨损高、容易打滑、离合器换挡过程中发冲；同时由于摩托车离合器的压盘和中心套部件为铝合金成分，在传动制动过程中由于铝合金较钢材料硬度低，故该对偶件在工作过程中磨损较严重，从而影响摩托车离合器的使用寿命。
[0004]公开号为CN103205239A的中国专利公开了一种橡胶基摩擦材料及其制备方法，其配方含有质量百分比为15%?35%的丙烯酸酯橡胶；3%?15%的芳纶浆柏，或者碳纤维或者矿物纤维或是其中一种以上混合物；5%?25%的多功能摩擦颗粒；5%?20%的氧化铝，或者重晶石粉，或者铁黑，或者铬铁矿粉，或者鳞片石墨，或者煅烧石油焦炭或是其中一种以上混合物；2%?15%腰果壳油摩擦粉；2%?15%软木颗粒；2%?15%腰果壳油改性酚醛树脂；I %?7 %的硫磺，或者促进剂DM，或者促进剂TMTD，或者氧化锌，或者硬脂酸或是其中一种以上混合物。该专利通过高速混料机将原料混合均匀，然后将混合物料投入密炼机在95°C?105°C下进行密炼并在开炼机进行炼胶混合，然后将预制体放入平板硫化机热压固化，最后进行热后处理得到橡胶基摩擦材料。该方法在将混合料投入密炼机时，由于温度过高造成橡胶组分提前硫化和交联，造成制品的硬度和弹性模量较高，在制动压力下与对偶表面的贴合性没有正硫化制品的贴合性好，摩擦表面的真实接触面积较小，材料的摩擦系数较低，其实施例中动摩擦系数为0.17?0.18，静摩擦系数为0.23?0.24，同时在摩擦过程中与对偶材料表面微凸体的接触很容易划伤材料表面，造成较高的磨损率，其实施例中材料的磨损率达到8X 10_8m3/J。
[0005]公开号为CN100572488C的中国专利公开了一种摩擦材料及其制备方法，其配方中纸基摩擦材料的主要组分重量百分比为:碳纤维或芳纶纤维20%?50%，棉绒浆15%?20%，石墨5%?10%，硅藻土和二氧化硅5%?10%，摩擦调整剂4%?20%，腰果壳油改性酚醛树脂15%?35%，着色剂0%?3% ;橡胶软木摩擦材料的主要组分重量百分比为:丁腈橡胶、树脂及软木60 %?80 %，摩擦调整剂2 %?10 %，石墨5?10 %，二氧化硅I %?5%，硅藻土 2%?5%，氧化铝1%?5%，摩擦粉2%?5%，海泡石1%?5%。该专利其技术方案为一种摩擦材料包括衬片、纸基摩擦材料、橡胶软木摩擦材料。该专利通过分别制备纸基摩擦材料及橡胶软木型摩擦材料，然后将二者混合，在温度为200?300°C、压力3?lOMPa、时间不超过I分钟条件下压制在衬片上，所述的纸基摩擦材料与橡胶软木摩擦材料的体积比为1:1?5，最后在140?180°C下固化2?6小时得到该摩擦材料。该方法需要分别制备纸基摩擦材料和橡胶软木型摩擦材料，工艺周期长，过程复杂，同时对两种材料的体积比控制要求精确，当纸基摩擦材料与橡胶软木摩擦材料的体积比大于1:5时不能实现发明的有益效果。按照GB/T13826-2008的标准要求，这类材料的动摩擦系数需大于0.15，静摩擦系数需不小于0.24，但是该专利的部分实施例所测量得到的动、静摩擦系数较低，不能满足上述标准要求，同时摩擦材料的磨损率较大，最高达到6X l(T8cm3/J。
【发明内容】
[0006]要解决的技术问题
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料及制备方法和使用方法，通过增大橡胶的质量百分含量，同时与其他组分相优化，克服现有橡胶基摩擦材料摩擦系数较低和材料磨损率较大的问题。
[0008]技术方案
[0009]一种软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料，其特征在于组份为:硅烷偶联剂改性软木颗粒20?35wt %，橡胶10?35wt %，有机树脂粘合剂4?8wt %，无机和有机增强纤维6?10wt%，摩擦性能调节剂和填料9?25wt%，橡胶助剂2?7wt% ;组合物中各组分的重量百分比之和为100%。
[0010]所述硅烷偶联剂改性软木颗粒采用栓皮栎树皮部分的木栓层制得，粒径为60目，采用硅烷偶联剂进行浸渍改性。
[0011]所述橡胶为颗粒状固体，采用丁腈橡胶、氟橡胶或丁苯橡胶中的一种或一种以上混合物。
[0012]所述有机树脂粘合剂为腰果壳油改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂或丁腈橡胶改性酚醛树脂中的一种或一种以上混合物。
[0013]所述橡胶助剂为升华硫和硫化剂DCP混合、再加入促进剂DM、促进剂CZ、氧化锌、硬脂酸或防老剂MB中的三种或三种以上混合物。
[0014]所述无机和有机增强纤维是碳纤维与芳纶纤维、玻璃纤维、硫酸钙晶须或酚醛纤维中一种的混合物。
[0015]所述的摩擦性能调节剂为氧化铝、二氧化硅、氧化锌、铁粉和鳞片石墨中的一种或一种以上混合物。
[0016]所述填料黑胶粉、高岭土或硫酸钡。
[0017]一种制备所述任一项软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料的方法，其特征在于步骤如下:
[0018]步骤1:将硅烷偶联剂改性软木颗粒20%?35%、橡胶10%?35%、有机树脂粘合剂4 %?8 %、无机和有机增强纤维6 %?10 %、摩擦性能调节剂和填料9 %?25 %、橡胶助剂2%?7%进行混合，加入开放式炼胶机的辊轴间进行开练得到平板状预制体；所述开炼工艺参数为:温度为常温，时间5?7分钟；
[0019]步骤2:将平板状预制体在平板硫化机上进行热压固化，热压工艺参数为:温度160 °C ;压力 5 ?1MPa0
[0020]一种采用所述摩擦材料制备摩托车离合器用衬板的方法，其特征在于:按照摩托车离合器用衬板的规格大小进行裁剪粘接，放入平板硫化机中进行热压成型，热压工艺参数为:温度160°C ;压力5?7MPa ;在进行后续热处理，后续热处理:室温升温至140°C保温I小时，再升温至155°C保温I小时，自然降至室温。
[0021]有益效果
[0022]本发明提出的一种软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料及制备方法和使用方法，通过采用耐高温的丁腈橡胶、氟橡胶、高强度的芳纶纤维和碳纤维、硅烷偶联剂改性的软木颗粒，同时与多种复合成分的摩擦性能调节剂和填料相配合使用，得到了具有高摩擦系数和低磨损率的摩擦材料。所添加的软木颗粒由栓皮栎树皮部分的木栓层制得，具有独特的细胞构造使其具有质量轻、弹性好、柔软、耐磨等优良特性；硅烷偶联剂能与树脂、橡胶等有机材料和无机材料结合，是一种低分子有机硅烷，用它对软木颗粒进行改性，并添加到摩擦材料中，可以通过物理或化学反应使有机和无机组分之间形成分子桥，将二者结合起来，从而起到增强摩擦材料中树脂、增强纤维和填料之间的界面粘结，提高基体的强度和韧性，达到增大动、静摩擦系数，降低材料磨损率的效果；通过硅烷偶联剂的“桥联”作用在摩擦材料中形成了“高分子合金”的结构，提高了键能，在摩擦过程中材料受到外力时分散均衡应力，阻止材料裂纹扩展，从而达到增韧效果。硫酸钙晶须是一种新型增强材料，具有增强纤维和粉体填料的双重特殊作用，它具有耐热、耐磨损、耐腐蚀等优良特性，其成本比其他种类晶须要低，加入晶须可以改善摩擦材料的磨损性能。丁腈橡胶的耐热性优于其他橡胶，且其与酚醛树脂具有相似的溶解度参数，该技术方案采用粉末状橡胶可以简化混料工艺，达到缩短制备工艺周期的效果；同时采用开炼机与平板硫化机结合的生产工艺，简化了生产工艺，提高了对生产过程的可控性。当丁腈橡胶组分的质量百分含量为10%?35%时，橡胶基摩擦材料动摩擦系数由现有技术的0.17?0.19提高到0.23?0.26，静摩擦系数由现有技术的0.23?0.26提高到0.30?0.35，动摩擦系数与静摩擦系数的比值D/S可以达到0.66?0.86，磨损率由现有技术的7 X 1-8CmVJ降低为3 X 10_8Cm3/J。
【附图说明】
[0023]图1:为实施例2制备出的软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料的表面扫描电镜图片。
[0024]图2:为实施例4制备出的软木颗粒共混改性橡胶基摩擦材料的表面扫描电镜图片。
【具体实施方式】
[0025]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0026]实施例1:
[0027]I)分别称取腰果壳油改性酚醛树脂4g、丁腈橡胶20g、氟橡胶2