一种农业机械用湿式纸基摩阻材料及其摩擦片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种摩阻材料，尤其是农业机械用湿式纸基摩阻材料以及农业机械用湿式纸基摩擦片的制作方法；适用于农业机械中的离合器和制动系统。
【背景技术】
[0002]传统意义上的农业机械用湿式摩阻材料，主要采用橡胶软木基湿式摩擦片；其优点是物料组成结构中可以充分地利用粉体摩擦原料和块状橡胶材料，且一次成型，生产成本低廉；缺点是摩擦材料的孔隙结构难以控制，影响摩擦效果的压缩回弹性能不可调节，摩擦系数低，动/静摩擦之比差异大。随着现代农业机械向着高速、重载、自动化的方向发展，对耐热性好、寿命长的高性湿式纸基摩阻材料的需求日渐增长，已成为联合收割机、插秧机、播种机、农用拖拉机、旋耕机、秸杆捡拾打捆机、农业平地机、农耕机中的液压传动和制动系统内的主流产品。因此，开发出新型农业机械用湿式纸基摩阻材料及其摩擦片，是一件非常紧迫的任务。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服上述【背景技术】的不足，提供一种农业机械用湿式纸基摩阻材料及其制作方法，所制成的湿式纸基摩阻材料应具有动静摩擦系数高、摩擦性能稳定、耐磨损性能良好、动静摩擦系数比可调、能量吸收能力高的特点，以及良好的导油、导热和耐高温性能；所述的制作方法应具有工序简单、制作方便容易的特点。
[0004]本发明提供的技术方案是:一种农业机械用湿式纸基摩阻材料，所包括的成分及相应的重量份是:
[0005]I)基体材料:经表面处理的聚酰亚胺短切纤维10?20份、亚波思纤维16?35份、经表面处理的对位芳纶沉析纤维10?20份；ETF木质纤维20?35份；
[0006]2)摩擦性能调节剂:娃藻土 9?18份、芳纟仑耐磨颗粒4?8份、陶瓷空心微粉珠(又称陶瓷微粉)10?20份、空心微球粉(又称空心微球)8?18份、聚氨酯弹性摩擦粒子6?10份、改性漂珠10?18份、乳化石墨(又称石墨乳化液)8?16份、氟化石墨I?4份、苯并卩惡嘆树脂5?8份；
[0007]3)成型黏结剂:聚四氟乙烯乳液4?9、液体氢化丁腈乳胶5?10份、苯并噁嗪树脂溶液7?10份；
[0008]还包括适量聚丙稀酰胺、适量聚环氧乙稀、适量十二烧基硫酸钠、适量十二烧基苯磺酸钠。
[0009]所述聚酰亚胺短切纤维直径为10?20um，长度为5?1mm ;所述亚波思纤维直径为15?25 μ m，长度为130 μ m?250 μ m ;对位芳纶沉析纤维直径为16?24um，长度为2?3mm ;所述的ETF木质纤维直径为25?35um，长度为2?3mm。
[0010]所述各种原材料中，硅藻土、苯并噁嗪树脂、氟化石墨的粒度均多325目，所述陶瓷空心微粉珠、空心微球粉、改性漂珠的粒度为150?250目，所述聚氨酯弹性摩擦粒子的粒度为100?120目。
[0011]所述苯并噁嗪树脂溶液中，苯并噁嗪树脂与酒精的重量比例为1: 3?5。
[0012]一种农业机械用湿式纸基摩擦片的制作方法，按照以下步骤进行:
[0013]一、制作农业机械用湿式纸基摩阻材料原纸
[0014](I)增强纤维微纤氧化处理:
[0015]将聚酰亚胺短切纤维投入高锰酸钾溶液中浸渍1±0.2小时，然后取出洗净在90±5°C真空干燥2±0.2小时，得到经表面处理的聚酰亚胺短切纤维；高锰酸钾溶液中硫酸的质量比例为50%，高锰酸钾的质量比例为1%，其余为水；
[0016]将对位芳纶沉析纤维投入反相微乳液体系中，温度40°C?45°C，反应10?12小时后取出在100±3°C烘干5±1小时，得到经表面处理的对位芳纶沉析纤维，取出密封保存备用；反相微乳液体系中的成分及重量比例为:辣根过氧化物酶含量为15%，甲基丙烯酸缩水酯含量45 %，正辛烷含量20 %，其余为水；
[0017](2)预处理:在40?45°C的50?55份的水中，分别加入十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠各5?6份，再加入步骤(I)处理过的聚酰亚胺短切纤维和对位芳纶沉析纤维的混合料，然后搅拌12?14分钟，用清水清洗干燥后，得到预处理料备用；干燥温度120?130 °C，干燥时间45?55分钟；
[0018](3)先将亚波思纤维和ETF木质纤维放入适量水中打浆，打浆浓度为6?7 %，打浆度为50?60° SR ;接着加入步骤(2)中获得的预处理料中，加入浓度为0.05?0.12的聚环氧乙烯溶液2?3份，用疏解机疏解均匀，再加入浓度为0.05-0.07的聚丙烯酞胺溶液3?4份，搅拌均匀后得混合物；
[0019](4)在步骤(3)制得的混合物中加入硅藻土、芳纶耐磨颗粒、陶瓷空心微粉珠、空心微球粉、聚氨酯弹性摩擦粒子、改性漂珠、乳化石墨、氟化石墨、苯并噁嗪树脂、聚四氟乙烯乳液、液体氢化丁腈乳胶，搅拌均匀后加入浓度为0.05-0.07的聚丙烯酰胺3?4份并搅拌均匀；最后加入浓度为0.05?0.12的聚环氧乙烷溶液2?3份，搅拌后形成物料分散均匀的混合浆料；
[0020](5)抄造原纸:在常规造纸设备上抄造纸基摩阻材料原纸，纸浆浓度为0.05%?0.07%,原纸定量为55-65g.πΓ2，抄造压力0.2?0.3Mpa，获得农业机械用湿式纸基摩阻材料原纸；
[0021]二、制作农业机械用湿式纸基摩擦片，其步骤是:
[0022](I)将原纸放入苯并噁嗪树脂溶液中浸渍，浸渍时间18-22分钟，然后干燥；干燥温度50?65°C，干燥时间70?75分钟；
[0023](2)将干燥后的农业机械用湿式纸基摩阻材料原纸进行热压固化，其热压固化的工艺:压力0.2-0.3MPa,温度150±5°C，时间I?2分钟，冷却后剪切成长条状，获得农业机械用湿式纸基摩阻材料备用；
[0024](3)将长条状的农业机械用湿式纸基摩阻材料，通过粘贴成型设备粘贴到金属骨架的芯板上即成。
[0025]所述步骤⑵中的搅拌，采用精密增力电动搅拌器进行。
[0026]所述步骤(5)中的常规造纸设备是纸样抄取器。
[0027]本发明的有益效果是:由于在一次成型抄造工艺中，通过打浆工艺及添加相关助剂控制了原纸材料的均匀度、孔隙率，通过在配方中添加聚氨酯弹性摩擦粒子、氢化丁腈乳胶、聚四氟乙烯乳液保证了原纸具有较高的静摩擦性能和压缩回弹性及较小的永久变形等性能，从而确保了农业机械用湿式纸基摩阻材料及其摩擦片的动静摩擦系数稳定性，产品耐高温、耐油导油性都较好，有效地改善了农业机械用摩阻材料的物理机械性能；又通过在配方中添加芳纶耐磨颗粒、陶瓷空心微粉珠、空心微球粉、改性漂珠、乳化石墨、氟化石墨，提高其动摩擦系数，调节动静摩擦系数比，提高了摩阻材料的韧性，降低了摩阻材料的磨耗率。根据国家标准采用MM-1000II型摩擦磨损性能试验机(西安顺通机电应用技术研宄所生产)对本发明提供的摩擦片进行检测后获得的数据为:动摩擦系数0.190?0.205，静摩擦系数0.213?0.220，动静摩擦比1:1.07?1.15 ;磨损率0.78?0.95XlO-6Cm3.J0
[0028]对比常规的橡胶软木基湿式摩擦片性能(动摩擦系数0.13?0.20，静摩擦系数0.21?0.28，动静摩擦比0.54?0.69 ;磨损率1.5?2.0X l(T6cm3.J)后可知:该发明所获得的各项技术指标都要远远优于目前橡胶软木基湿式摩擦片。
【附图说明】
[0029]图1是采用本发明的农业机械用湿式纸基摩阻材料摩擦片的主视结构示意图。
[0030]图2是图1的A-A向剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]一种农业机械用湿式纸基摩阻材料的原纸，是指先利用湿法一次成型抄造工艺生产的均质多物料原纸；该原纸经过浸渍、模切、自动循环单片粘贴工序后，再通过叠合热压成型的方法制成的摩擦制动片，广泛应用于农用机械中使用的离合和制动系统中，用于传递扭矩、减速和制动。
[0032]如图所示的农业机械用湿式纸基摩擦片，包括金属骨架的摩擦片芯板I以及粘贴在摩擦片金属骨架的芯板正反两面的摩阻材料层2 ;该摩阻材料层由多个纸基摩擦块2-1规则排列组成。
[0033]所述聚丙烯酰胺溶液由聚丙烯酰胺与水组成，浓度是聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺所占的重量百分比；所述聚环氧乙烯溶液由聚环氧乙烯与水组成，浓度是聚环氧乙烯溶液中聚环氧乙烯所占的重量百分比。
[0034]本发明采用苯并噁嗪树脂溶液，由固态状的苯并噁嗪树脂加酒精溶化而成；苯并噁嗪树脂与酒精的重量比例为1: 3?5。
[0035]所述反相微乳液体系中，是以辣根过氧化物酶为催化剂、以及甲基丙烯酸缩水酯为单体、以及水和正辛烷的混合溶液。
[0036]本发明中采用的聚氨酯弹性摩擦粒子(即纸基摩阻材料用聚氨酯橡胶基弹性摩擦粒子，已另案申请)，包括的成分及重量份是:聚氨酯橡胶70?85份，甲基乙烯基硅橡胶5?15份，促进剂PZ 0.5?3份，防老剂RD I?3份，白炭黑3?6份，活性氧化镁2?5份，硬脂酸0.5?0.8份，交联剂DCP 1.5?4，硫磺0.5?3份，烷基酚改性酚醛树脂6?10份，萤石粉I?3份，碳化硅颗粒I?5份，硼酸镁晶须4?10份。该弹性摩擦粒子的细度为100目?120目。
[0037]所述的硼酸镁晶须纤维的直径3?5 μ m，长度30?50 μ m。
[0038]所述各种成分中，促进剂PZ、防老剂RD、白炭黑、活性氧化镁、硬脂酸、交联剂DCP、硬脂酸、硫磺、烷基酚改性酚醛树脂、萤石粉、碳化硅颗粒的粒度< 325目。
[0039]上述聚氨酯弹性摩擦粒子的制备方法，按照以下步骤进行；
[0040]I)按配方称取各种原