配方一组成(质量分数):
原料 | 质量份数 |
丁苯橡胶改性酚醛树脂(丁苯橡胶质量分数为10%) | 22份 |
硬脂酸 | 0.5份 |
铜纤维(直径为0.05~0.1mm,长度为3mm) | 3份 |
GH纤维(纤维状天然黏土矿物,莫氏硬度为2~2.5) | 40份 |
重晶石 | 20份 |
焦宝土 | 5份 |
钾长石 | 4份 |
超细微硅粉HM-800 | 3份 |
氧化镁 | 0.5份 |
石墨 | 2份 |
其中热辊压工艺条件:温度为70~80℃,时间为5min;干混工艺条件:温度为常温,时间为2h;模压工艺条件:上下模温度分别为150~160℃、140~150℃,压力为20MPa,时间为15min;热处理工艺:温度为130℃,时间为5h。
相关性能:摩擦系数:(200℃,升温值)0.49;摩擦系数:(200℃,降温值)0.52;磨耗(200℃):0.46×10⁻⁷cm³/(N・m);缺口冲击强度3.58kJ/m²;洛氏硬度:60。
配方二组成(质量分数):
原料 | 质量份数 |
三聚氰胺—腰果油改性酚醛树脂 | 15% |
蛭石 | 45% |
填料 | 40% |
相关性能:冲击强度>3.5kJ/m²;摩擦系数(300℃以下):0.3~0.45;高温磨损小。
解析:酚醛树脂作为摩擦材料特别是汽车刹车片的应用和研究都很多,酚醛耐磨复合材料通常由黏料(树脂、橡胶)、增强材料(石棉、玻璃纤维、钢纤维等)和摩擦性能调节剂(石墨、二硫化钼等)三部分组合。从研究成果和实际应用来看,其中基体树脂的影响大,主要有两点:一是酚醛树脂本身脆性大、韧性不足,严重影响了其使用性能;二是树脂耐热性不足,高温环境下易热降解,材料磨损率高。人们常用共混和共聚等方法对酚醛基体树脂进行改性,其中又以共聚方法为主,但由于实验室中进行的共聚等合成反应往往与大规模生产还有较大的差距,所以这方面的内容就不加以介绍了。
配方一是以丁苯橡胶改性酚醛树脂作为基体树脂,以GH纤维和铜纤维作为增强材料,采用干法成型工艺生产的汽车刹车片用摩擦材料。设计者研究了丁苯橡胶、铜纤维和填料超细微硅粉HM-800等用量的适度变化对制品性能的影响,发现在试验范围内均可满足制品摩擦性能的使用要求,但指出作为刹车片用树脂要有很好的耐高温性能或应减少配方中树脂用量,以改善高温环境中的耐磨性能。同时发现在其他组分用量不变时,适量增加铜纤维用量,利于制品冲击强度的提高;增加纤维用量,利于制品硬度的增加;橡胶用量增加,制品冲击强度提高,但硬度下降。
配方二中采用的是三聚氰胺—腰果壳油改性酚醛树脂作为基体树脂,以片状填料蛭石为增强材料制备的酚醛基摩擦材料。着重研究了蛭石片对材料性能的影响。随蛭石片含量增加,复合材料的冲击强度有一大值。蛭石片的存在会使断裂面积增加,可以阻止裂纹的发展,从而利于冲击能的吸收和冲击韧性的提高;但当蛭石片含量过大,基体树脂难以完全包覆,界面结合变差,冲击强度又会下降。蛭石片的径厚比越大,与基体树脂的相互作用越大,阻止裂纹发展的能力越强,利于冲击强度的提高。
