專利名稱：一種無渣球硅酸鋁棉絨及其在制動領(lǐng)域中的應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械運動的制動范疇，特別涉及一種無渣球硅酸鋁棉絨及其在制動領(lǐng)域中的應用。
背景技術(shù)：
制動材料(也稱摩擦材料)作為一種高摩擦系數(shù)的復合材料，是各類機器制動器的關(guān)鍵零件，它影響機器的可靠性和行車及人身的安全，它在汽車、飛機、機車工程機械、運輸機械、化工機械、礦山機械、石油機械等各種機械中都不可缺少。
制動材料是車輛和機械的離合器總成和制動器中的關(guān)鍵安全零件。一般由粘結(jié)劑、纖維增強材料、填料三部分組成。
過去，纖維增強材料主要是石棉制品，由于環(huán)保的原因，石棉制品已經(jīng)被淘汰出局。硅酸鋁纖維由于具有良好的耐熱性，正在進入制動材料領(lǐng)域，受到了越來越廣泛的應用。
但是，常規(guī)的硅酸鋁纖維生產(chǎn)，不管是采用熔融甩絲或熔融噴吹成纖，都是用外力將高溫熔融液滴拉長，產(chǎn)品纖維中存在不同程度的渣球，通常φ≥0.25mm渣球含量一般≥20％。
試驗表明，渣球含量與摩擦材料的磨損程度呈一定的正比關(guān)系，渣球含量越大，對制動材料的磨損也越大，這直接影響到車輛和機械的離合器總成和制動器的安全性能。
如何減少硅酸鋁纖維棉中的渣球含量，從而減少制動材料對偶的磨損，提高車輛和機械離合器總成及制動器的安全性能，日益成為人們關(guān)心的問題；是硅酸鋁纖維能否作為纖維增強材料進入制動材料領(lǐng)域的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是尋找一種渣球含量盡量少的硅酸鋁棉絨，以擴大硅酸鋁棉絨在制備機械、車輛制動器用制動材料中的應用。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案來達到其發(fā)明目的開發(fā)一種無渣球硅酸鋁棉絨，包括普通型、含鋯型和可溶型硅酸鋁纖維棉絨，其特征是(1)其物理性能為纖維長度50～300μm±30，纖維直徑2～5μm，φ≥0.25mm渣球含量 0～8％，莫式硬度5～7，使用溫度1000～1300℃，導熱系數(shù)W/mk，500±20℃ ≤0.153，拉伸強度1000～1600Mpa；(2)化學成分為
①所述的普通型硅酸鋁纖維棉絨Al2O3 43～55％，SiO245～57％；②所述的含鋯型硅酸鋁纖維棉絨Al2O3+SiO2+ZrO298.5～99.5％，其中，ZrO2≥15％，雜質(zhì)余量；③所述的可溶型硅酸鋁纖維棉絨，即可溶于PH值7.35～7.45溶液中的硅酸鋁棉絨SiO252～85％，CaO5～35％，MgO1～10％，Al2O30～1％，B2O31～2％。
上述的一種無渣球硅酸鋁棉絨在制動領(lǐng)域中的應用，其特征是在制備機械、車輛制動器用摩擦材料中作為纖維增強材料的應用。
本發(fā)明所述的“可溶型”無渣球硅酸鋁棉絨，系指可溶于PH值為7.35～7.45(相當于正常人體體液的PH值)溶液中的硅酸鋁棉絨。本申請人在先曾就“可溶性無機硅酸鹽纖維”提出過專利申請，關(guān)于其情況，請參閱該材料(例如，申請?zhí)枮?00310105705.1)此處不另敘述。
與現(xiàn)有技術(shù)的硅酸鋁棉絨比較，本發(fā)明的優(yōu)點是φ≥0.25mm的渣球含量減少到0～8％，因而，添加“無渣球硅酸鋁棉絨”的制動材料，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，耐熱性能好，磨損率適度不損傷對偶，制動時噪音小，使用壽命延長。
具體實施例方式
實施例1 制備礦山機械的剎車片使用普通型無渣球硅酸鋁棉絨，其物理性能為纖維長度 250～300μm±30纖維直徑 2～5μm不含φ≥0.25mm的渣球莫式硬度 5～7使用溫度 1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk 0.153(500±20℃)拉伸強度 1000～1600MPa不含φ≤0.25mm的渣球。
化學成分為Al2O343％，SiO257％。
采用專用開松機或纖維切短機對陶瓷纖維，進行開松、提凈、粉碎，篩除，以實現(xiàn)棉、渣分離，縮短纖維長度，降低渣球含量，制得的硅酸鋁棉絨，φ≥0.25mm的渣球含量≤0～8％。
按常規(guī)剎車片方法制造，粘合劑采用酚醛樹脂或改性酚醛樹脂加橡膠，粘合劑用量在15～40％，無渣球硅酸鋁棉絨作為纖維增強材料應用，添加量可以按需在25～55％間選擇，余量是常規(guī)填料。方法是混料，攪拌，冷壓成坯，熱壓成型，烘烤，最后成為制動襯片，再與基片粘結(jié)得成品。
本發(fā)明制成品可以是剎車塊、片、帶、布，本申請人在先曾就“摩搽材料用布”提出過專利申請(申請?zhí)?00410035683.0)，關(guān)于摩搽材料用布的情況，請參閱該材料，此處不另敘述。
應用本發(fā)明后，使礦山機械的剎車片的使用溫度由原來的350℃提高到700℃，并使使用壽命提高了1年。
產(chǎn)品經(jīng)試用，效果滿意，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，不傷對偶表面，剎車靈敏、安全可靠，制動噪音??；使用強度提高20％，耐磨性提高20％，壽命提高2倍以上。
實施例2制備石油機械的剎車片使用普通型無渣球硅酸鋁棉絨其物理性能為纖維長度 50～150μm±30纖維直徑 2～5μmφ≥0.25mm渣球含量 6～8％莫式硬度 5～7使用溫度 1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk 0.150(500±20℃)拉伸強度 1000～1600MPa其化學成分為 Al2O355％；SiO245％；其余同實施例1。
實施例3 制備汽車的剎車片使含鋯型無渣球硅酸鋁棉絨，其物理性能為纖維長度 200～300μm±30纖維直徑 2～5μm莫式硬度 5～7使用溫度 1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk 0.140(500±20℃)拉伸強度 1000～1600MPa不含φφ≥0.25mm的渣球。
化學成分為Al2O3+SiO2+ZrO299.5％，其中，ZrO2≥15％；雜質(zhì)余量，其余同實施例1。
實施例4 制備鐵路機車的剎車片使用含鋯型無渣球硅酸鋁棉絨其物理性能為纖維長度 100～150μm±30纖維直徑 2～5μm渣球含量(φ≥0.25mm) 3％莫式硬度 5～7使用溫度 1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk 0.153(500±20℃)拉伸強度 1000～1600MPa化學成分為Al2O3+SiO2+ZrO298.50％，其中，ZrO2≥15％；雜質(zhì)余量，其余同實施例1。
實施例5 制備工程機械的剎車片使用可溶型無渣球無機硅酸鹽棉絨，其物理性能為纖維長度 200～250μm±30纖維直徑 2～5μm莫式硬度 5～7使用溫度 1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk 0.145(500±20℃)拉伸強度 1000～1600MPa不含φ≥0.25mm的渣球。
化學成分為SiO285％；CaO 5％；MgO 9％；B2O31％；其余同實施例1。
實施例6 制備運輸機械的剎車片使用可溶型無渣球無機硅酸鹽棉絨其物理性能為纖維長度50～150μm±30纖維直徑2～5μm渣球含量(φ≥0.25mm)8％莫式硬度5～7使用溫度1000～1300℃導熱系數(shù)W/mk0.150(500±20℃)拉伸強度1000～1600MPa化學成分為SiO252％；CaO 35％；MgO 10％；Al2O31％；B2O32％。其余同實施例1。
實施例7 制備工程機械的剎車片使用可溶型無渣球無機硅酸鹽棉絨，化學成分為SiO261％；CaO 35％；MgO 1％；Al2O31％；B2O32％。其余同實施例5。
權(quán)利要求
1.一種無渣球硅酸鋁棉絨，包括普通型、含鋯型和可溶型硅酸鋁纖維棉絨，其特征是(1)其物理性能為纖維長度50～300μm±30，纖維直徑2～5μm，φ≥0.25mm渣球含量 0～8％，莫式硬度5～7，使用溫度1000～1300℃，導熱系數(shù)W/mk，500±20℃ ≤0.153，拉伸強度1000～1600Mpa；(2)化學成分為①所述的普通型硅酸鋁纖維棉絨Al2O343～55％，SiO2 45～57％；②所述的含鋯型硅酸鋁纖維棉絨Al2O3+SiO2+ZrO298.5～99.5％，其中，ZrO2≥15％，雜質(zhì)余量；③所述的可溶型硅酸鋁纖維棉絨，即可溶于PH值7.35～7.45溶液中的硅酸鋁棉絨SiO252～85％，CaO 5～35％，MgO 1～10％，Al2O30～1％，B2O31～2％。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種無渣球硅酸鋁棉絨在制動領(lǐng)域中的應用，其特征是在制備機械、車輛制動器用制動材料中作為纖維增強材料的應用。
全文摘要
本發(fā)明是一種無渣球硅酸鋁棉絨及其在制動領(lǐng)域中的應用。含普通型、含鋯型和可溶型硅酸鋁纖維棉絨，其纖維長度50～300μm±30，直徑2～5μm，φ≥0.25mm渣球含量0～8％，莫式硬度5～7，使用溫度1000～1300℃，導熱系數(shù)W/mk，500±20℃≤0.153，拉伸強度1000～1600Mpa；化學成分為Al
文檔編號C04B14/02GK1762870SQ20051001274
公開日2006年4月26日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者鹿成洪, 鹿俊華, 張明全, 崔春海, 任大貴, 李京友 申請人:青島賽頓陶瓷纖維有限公司