专利名称：皮革纤维合成耐磨材料及制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种人工合成耐磨材料及其制造方法，它是以皮革纤维及部分植物纤维下脚料为基料，加入粘合剂、添加剂、填加剂而制成的皮革纤维合成耐磨材料及制造工艺。
目前，国内外使用的非金属耐磨材料有天然材料和人工合成材料两大类，天然耐磨材料有各种皮革、麻、棉、棕等，人工合成耐磨材料主要是以石棉、棉、麻、棕等为基料，加入各种粘合剂而制成，皮革纤维加粘合剂合成制鞋业上应用的膛底材料，或制成仿皮面料等，人工合成耐磨材料做为机械摩擦件尚未见到。
本发明的目的在于避免上述原有技术中的不足之处而提供一种成本低，适用于纺织、陶瓷、提升等各种机械上作为摩擦传动、制动、耐磨、抗冲击、减震部件的皮革纤维耐磨材料及其制造工艺。
本发明的目的是这样实现的用皮革纤维合成的耐磨材料，是以皮革纤维或皮革纤维混合一部分植物纤维下脚料为基料，加入粘合剂、填(添)加剂而制成，粘合剂在产品总量中的含量为10-15%，作为粘合剂供选用的有聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、硅酸钠水溶液、动物皮胶、海藻酸钠、脲醛树脂、松香胶、聚乙烯醇缩丁醛、松香钙脂、酚醛树脂，其中聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯具有增加韧性的作用，松香胶、海藻酸钠、硅酸钠具有增加粘度的作用，酚醛树脂和脲醛树脂能增加耐温性，根据所需产品的性能，制造工艺选择使用;添加剂选用二异氰酸脂类的交联剂，邻苯二甲酸二丁脂及邻苯二甲酸二辛脂类的增塑剂，氯化铵、乌洛托品之类的凝固剂。交联剂和凝固剂的含量视粘合剂的多少来确定，选用某些树脂类作粘合剂必须同时加入凝固剂，如氯化铵、乌洛托品，其含量为树脂类的1-5%，而增塑剂则是根据产品所要求的韧性而确定的，但在产品中的含量不超过25%，否则会使产品的使用温度下降，填加剂选用碳酸钙、长石粉之类的廉价无机物，要求细度在325目以上，它具有增加产品的抗变形、抗热、耐磨性等，但用量过大会导致产品脆性增加，因此在产品中的含量不超过10%。
制造皮革纤维合成的耐磨材料，本发明采用了下述五种工艺，即先将天然皮革下脚料或皮革下脚料与部分植物纤维下脚料，经除尘、磁选、膨松、水洗、浸泡、撕裂制成皮革纤维，用制造膛底料的工艺设备即能实现。将制得的皮革纤维根据不同需要，采用含胶湿法、干纤维干法、含胶板干法、浸渍干法、无胶板干法五条不同工艺路线生产出备用料，预先将模具加热至100-120℃，在模具中加入备用料热压，热压工艺条件为105-145℃，压力0.5-12兆帕，时间按每毫米厚度2-10分钟计，再进行定型、修整即制得成品。
备用料的制造方法有下述五种(1)含胶湿法将撕裂后制成的皮革纤维加入聚乙烯醇缩甲醛40-70%，聚醋酸乙烯20-40%，松香胶5-12%，海藻酸钠1-2%，硅酸钠水溶液0-100%，动物皮胶0-100%，脲醛树脂0-100%粘合剂，作为粘合剂至少要选用其中一种，在加入粘合剂的同时可根据产品性能需要加入添加剂二异氰酸脂(含量为聚醋酸乙烯量的1-3%)、氯化铵(含量为脲醛树脂量的1-3%)、邻苯二甲酸二丁脂或邻苯二甲酸二辛脂(含量为纤维量的0-25%)及填加剂碳酸钙0-100%，长石粉0-100%，经硫酸铝凝聚、真空滤水制成备用料;
(2)干纤维干法将撕裂制成的皮革纤维浆料，经沥水、烘干，制成厚度不超过20毫米的干浆，或将浆料在160-180℃、0.5-1兆帕，时间视干燥为限的平板压机中热压后烘干为干浆，其含水分在5%以下，再经机械开松为3-8毫米长、50-100微米粗的干纤维，再将获得的干纤维混以聚乙烯醇缩丁醛0-95%，酚醛树脂0-90%，松香钙脂10-12%粘合剂，粘合剂至少选用其中二种，同时根据产品性能混入混入添加剂乌洛托品含量为酚醛树脂含量的1-5%，填加剂碳酸钙0-100%，长石粉0-100%，填加量为干纤维总量的0-10%，混合均匀即制成备用料。
(3)含胶板干法同含胶湿法完全相同，先制成备用料，将制成的备用料放入平板压机中热压制得2-3毫米的板材，再根据需要裁切成所需形状，两面涂以含聚乙烯醇缩丁醛0-95%，松香钙脂10-12%，酚醛树脂0-90%，粘合剂至少要选用其中二种，如选用的粘合剂有酚醛树脂还应加入固化剂乌洛托品，其含量为树脂的1-5%，其粘合剂总含量为干纤维板量的5-7%，即制成备用料。
(4)浸渍干法将撕裂后未加粘合剂的皮革纤维浆中加入硫酸铝凝聚，经真空滤水，在150-160℃10-12兆帕，每毫米3-5分钟条件下热压制成厚度在2-2.5毫米无胶板材，根据需要裁切成一定形状，浸渍在含松香5-15%，酚醛树脂30-95%，聚乙烯醇缩丁醛60-95%粘合剂乙醇胶液中浸透，粘合剂至少要选用其中两种，如粘合剂选用有酚醛树脂，还应加入凝固剂乌托品，其含量为树脂的1-5%，粘合剂乙醇胶液控制固含为20-30%，浸透后的板材料捞出沥干，在低于100℃的温度下烘干，再在其两面涂以含松香钙脂0-12%，聚乙烯醇缩丁醛0-95%，酚醛树脂0-90%的粘合剂中至少选用两种，如选用酚醛树脂，还应加入凝固剂乌托品，其含量为树脂的1-5%，粘合剂总含量为干板重量的5-7%即制成备用料。
(5)无胶板干法将无胶纤维板根据需要裁切成一定形状，再在其两面涂上聚乙烯醇缩丁醛0-95%，松香钙脂6-12%，酚醛树脂0-90%的粘合剂干粉，(同(4)后半部分)制成备用料。
本发明由于采用了湿法热压与干法热压交错进行的新工艺，使产品树脂类含量在20%以下，因而成本低，仅相当于天然黄牛皮制品的30-40%，相当于酚醛布板的25-30%，相当于环氧布板的20-25%，而寿命约为上述制品的1-2倍。由本发明采用的粘合剂中既有低软化点、高韧性的聚醋酸乙烯、聚乙烯醇缩醛类，又有耐温热固型的脲醛、酚醛类，还可填加增塑剂或填料，同时由于工艺过程中温度、时间、压力的变化，可在一个相当宽的范围内调整产品的韧性、耐磨性、耐温性、硬度、摩擦系数和密度，从而可在较宽的范围内使用，据测定，该产品可在-60--130℃范围内较长时间使用，耐磨性相当于黄牛皮重革的1.5-2倍，质价比为其2-5倍;而且该产品无石棉磨制品的污染问题，是纺织、陶瓷、提升等各种机械上作为摩擦传动、制动、耐磨、抗冲击减震部件较为理想的材料。
下面结合(附图
)实施例作进一步详述附图为本发明的工艺流程图。
制造皮革纤维合成耐磨材料工艺有五条工艺路线，参见附图，根据所需产品的性能采用不同的工艺来实现，例如
制造作为一般传动材料，工作温度在70-80℃，韧性较低的产品，可采用含胶湿法或无胶板干法制成成品。
实施例1含胶湿法-将常规技术除尘、磁选、膨松、水洗、浸泡等生产的皮革纤维或部分植物下脚料组成的浆料加上由聚乙烯醇缩甲醛65%，聚醋酸乙烯27%，松香胶8%的粘合剂，粘合剂的固含量为纤维干重量的11%，并加入长石粉，其填加量为纤维重量的8%，再加入适量的硫酸铝水溶液使其凝聚，经真空滤水后放入有排湿孔的模具中，经107℃左右温度，每毫米厚度8分钟，压力为11兆帕热压成型，在工件为100度左右时自模具中取出，并迅速定型，以免发生变形，直至室温，经24小时后再进行车、磨修整，达到工件尺寸精度和外观规整要求即得到成品，成品水分含量在5%以下。
在上述工艺中粘合剂亦可采用硅酸钠水溶液聚醋酸乙烯类或动物皮胶或脲醛树脂或聚乙烯醇缩甲醛48%，聚醋乙烯40%，松香胶10%，海藻酸钠2%，动物皮胶98%，如需增加耐温性，可加入聚醋乙烯总量的1-3%的二异氰酸脂等，根据产品需要进行选择。
实施例2无胶板干法-用常规技术制成的皮革纤维浆料直接加入硫酸铝水溶液凝聚，经真空滤水，滤水后的皮革纤维浆料放入平板热压机中热压成板材，温度在155℃左右，压力12兆帕，热压10分钟，制得2毫米左右的板材，根据需要裁切成一定形状，并在两面涂抹含聚乙烯醇缩丁醛90%、松香钙脂10%的粘合剂，放入模具在128℃左右8兆帕压力下热压每毫米厚度4分钟，将工件自模具中取出后立即定型、修整制成成品。在上述工艺中，粘合剂也可使用含松香钙脂10%、酚醛树脂90%，使用此种粘合剂需同时加入凝固剂乌托品，其含量为树脂的3%左右。
制造作为较强耐磨材料，工作温度在100℃以下，韧性较好的产品，采用含胶板干法或干纤维干法。
实施例3用实施例1方法制成的板材为原料，经下料后两面涂抹含聚乙烯醇缩丁醛95%、松香钙脂5%的粘合剂，粘合剂的总量为原料重量的5%左右，将料放入模具中在125℃、7兆帕压力下热压每毫米厚度4分钟，将工件自模具中取出后立即定型、修整制成成品。
实施例4干纤维干法-用常规技术制成的皮革纤维浆料直接加入硫酸铝水溶液凝聚，经真空滤水，滤水后的皮革纤维浆料放入平板热压机中热压20分钟，热压条件为温度170℃左右，压力1兆帕，制得的低密度板材，再烘干到含水分5%以下，再经机械开松制成长度3-8毫米、粗度50-100微米的皮革干纤维，再混以聚乙烯醇缩丁醛90%，松香钙脂10%(占干纤维总量的11%左右)的粘合剂，同时加入干纤维总量4%的碳酸钙，碳酸钙要求细度在325目以上，混合均匀后放入模具中，经130℃、9兆帕压力，热压每毫米厚度4分钟，从模具中取出后定型、修整而制得成品。
制造耐磨性较强，工作温度在150℃以下的材料，采用含胶板干法、浸渍干法、干纤维干法均可。
实例5含胶板干法-以纤维浆料为原料加入聚乙烯醇缩甲醛66%、松香钙脂8%、海藻酸钠2%、脲醛树脂24%的粘合剂，加入氯化铵作为脲醛树脂的凝固剂，为树至脂的3%，固体总量为纤维干重的10%左右，并加入邻苯二甲酸二丁脂或邻苯二甲酸二辛脂，占粘合剂固含量的17%左右，325目以上的长石粉为纤维总量的4%左右，混好后放入平板热压机中经140℃、8兆帕，每毫米厚度4分钟计算进行热压制得2-2.5毫米厚的板材，经下料并在两面涂以聚乙烯醇缩丁醛70%、松香钙脂10%、酚醛树脂20%的粘合剂及为酚醛树脂2%的凝固剂乌洛托品，粘合剂总量为原料总量的6%左右，将原料放入模具，经140℃左右温度、8兆帕压力热压每毫米厚度4-6分钟，待温度降至90℃左右中从模具中取出，经定型、修整即得成品。
实施例6浸渍干法-用常规技术制成皮革纤维浆料直接加入硫酸铝水溶液凝聚，经真空滤水，滤水后的皮革纤维浆料放入平板热压机中经在155℃左右、12兆帕热压10分钟，制成厚度在2-2.5毫米无胶板材，根据需要裁切成一定形状，浸渍在含松香10%，酚醛树脂45%，聚乙烯醇缩丁醛45%的乙醇胶液中浸透，该溶液中会需加入为酚醛树脂量3%的凝固剂乌托品，其乙醇胶液中固含量为20-30%，取出沥干，放置在100℃以下烘干，干燥后两面涂以聚乙烯醇缩丁醛70%、酚醛树脂18%及凝固剂乌洛托品(为酚醛树脂量的3%)，松香钙脂12%，其总量为原料重量的6%左右的粘合剂，然后放入模具中，在140℃左右、8兆帕压力下热压每毫米厚度5分钟，从模具中取出后经定型、修整即为成品。
实施例7干纤维干法-用常规技术制成的皮革纤维浆料直接加入硫酸铝水溶液凝聚，经真空滤水，滤水后的皮革纤维浆料放入平板热压机中热压20分钟，热压条件为温度170℃左右，压力1兆帕，制得的低密度板材，再烘干到含水分5%以下，再经机械开松制成3-8毫米长，粗度50-100微米的皮革纤维，再混以聚乙烯醇缩丁醛60%，松香钙脂12%、酚醛树脂28%及凝固剂乌洛托品(为酚醛树脂的3%)粘合剂，其总重量为纤维总重量的13%，同时加入长石粉50%、碳酸钙50%的填加剂，其填加剂的填加量为干纤维总重量的7%左右，混合均匀后放入模具中，在142℃左右、7.5兆帕的压力下热压每毫米厚度4-8分钟，再经定型、修整而制得成品。
因本工艺涉及温度、压力、时间、粘合剂品种及比例诸因素，这些因素应随产品性能要求而在很大范围内变化。当对某一固定产品在固定使用条件下，在给定范围内，均可选择一组最佳的温度、压力、时间、粘合剂品种及比例。
权利要求
1.一种皮革纤维合成的耐磨材料，它是以皮革纤维及植物纤维下脚料为基料，加入粘合剂、填(添)加剂而制成，其特征在于a、粘合剂选用聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、硅酸钠水溶液、动物皮胶、海藻酸钠、脲醛树脂、松香胶、聚乙烯醇缩丁醛、松香钙脂、酚醛树脂，其粘合剂在产品总量中的含量为10-15%；b、添加剂选用二异氰酸脂类的交联剂，邻苯二甲酸二丁脂及邻苯二甲酸二辛脂类的增塑剂，增塑剂在产品中的含量不超过15%，氯会铵、乌洛托品凝固剂；c、填加剂选用碳酸钙、长石粉，其在产品总量中的含量不超过10%。
2.根据权利要求1所述的皮革纤维合成的耐磨材料，其特征在于添加剂中的二异氰酸脂的含量为聚醋酸乙烯量的1-3%，氯化铵、乌洛品的含量为树脂类的1-5%。
3.根据权利要求1所述的皮革纤维合成的耐磨材料的方法，它包括除尘、磁选、膨松、水洗、浸泡、撕裂制成皮革纤维，其特征在于根据不同需要，采用含胶湿法、干纤维干法、含胶板干法、浸渍干法、无胶板干法五条不同工艺路线生产出备用料，放入模具中热压，热压工艺条件为105-145℃，压力0.5-12兆帕，时间按每毫米厚度2-10分钟，再进行定型、修整即制得成品。
4.根据权利要求3所述的制造皮革纤维合成耐磨材料的方法，其特征在于含胶湿法是将撕裂后制成的皮革纤维加入聚乙烯醇缩甲醛40-70%，聚醋酸乙烯20-40%，松香胶5-12%，海藻酸钠1-2%，硅酸钠水溶液0-100%，动物皮胶0-100%，脲醛树脂0-100%粘合剂，粘合剂至少要选用所述一种，同时根据选用粘合剂，加入添加剂二异氰酸脂、氯化铵、邻苯二甲酸二丁脂或邻苯二甲酸二辛脂及填加剂碳酸钙0-100%，长石粉0-100%，经硫酸铝凝聚、真空滤水制成备用料。
5.根据权利要求3所述的制造皮革纤维合成耐磨材料的方法，其特征在于干纤维干法是将撕裂制成的皮革纤维浆料，经沥水，在160-180℃0.5-1兆帕热压烘干，机械开松制得干纤维，再将获得的干纤维混以聚乙烯醇缩丁醛0-95%，酚醛输脂0-90%，松香钙脂10-12%粘合剂，粘合剂至少选用其中二种，如选用酚醛树脂，同时混入乌洛托品，填加剂碳酸钙0-100%，长石粉0-100%，混合均匀即制成备用料。
6.根据权利要求3所述的制造皮革纤维合成耐磨材料的方法，其特征在于含胶板干法是将含胶湿法制得的备用料放入平板压机中热压制得板材，裁切成所需形状，两面涂以含聚乙烯醇缩丁醛0-95%，松香钙脂10-12%，酚醛树脂0-90%，粘合剂至少要选用其中二种，选用酚醛树脂需加入乌洛托品，制成备用料。
7.根据权利要求3所述的制造皮革纤维合成耐磨材料的方法，其特征在于浸渍干法是将撕裂后制成的皮革纤维经凝聚、滤水、热压制成无胶皮革纤维板，按需要裁切成一定形状，浸渍在含松香5-15%，酚醛树脂30-95%，聚乙烯醇缩丁醛60-95%的乙醇胶液中浸透，胶液浓度控制在固含为20-30%，粘合剂至少要选用其中二种，浸透后的板材料捞出沥干，在低于100℃的温度下烘干，再在其两面涂以含松香钙脂0-12%，聚乙烯醇缩丁醛0-95%，酚醛树脂0-90%的粘合剂其中的至少两种，如选用酚醛树脂，需加入乌洛托品，制成备用料。
8.根据权利要求3所述的制造皮革纤维合成耐磨材料的方法，其特征在于无胶板干湿法是将无胶纤维板根据需要裁切成一定形状，再在其两面涂上聚乙烯醇缩丁醛0-95%，松香钙脂6-12%，酚醛树脂0-90%的粘合剂，其中至少二种，如选用酚醛树脂，需加入乌洛托品，制成备用料。
全文摘要
一种皮革纤维合成的耐磨材料及其制造工艺，它是以皮革纤维或部分植物纤维下脚料与皮革纤维为基料加入粘合剂、填(添)加剂制成的耐磨材料。适用于纺织、陶瓷、提升等各种机械上作摩擦传动、制动、耐磨、抗冲击、减震等部件。根据不同需要，采用含胶湿法、干纤维干法、含胶板干法、浸渍干法、无胶板干法五条工艺路线制成性能不同的产品，因此，产品使用范围宽，能在-60—130℃范围内使用，该产品还具有成本低，耐磨性强，使用寿命长等优点。
文档编号D06N7/00GK1067078SQ9110300
公开日1992年12月16日 申请日期1991年5月18日 优先权日1991年5月18日
发明者姚大淼, 方永康 申请人:姚大淼