专利名称：干式离合器衬里及相关制造方法
技术领域：
本发明的目标是干式离合器衬里及相关制造方法。
背景技术：
“干式离合器”应当理解为在空气中运行的运动链系中的传动耦合机构(organe de couplage de transmission),例如用于装备机动车辆。通常，干式离合器包含至少一个反作用板和至少一个压板，其中这些板的每一个 与发动机轴直接或间接地转动连接，例如通过飞轮。以已知的方式在这些板之间布置与变速箱轴转动连接的盘，称为离合器盘，在其 至少一面上固定干式离合器衬里。该将用于与上述板的至少一个进行摩擦，以保证该运动 链系的连续性，并且在希望发动机和变速器发生的耦合的时候将发动机的转矩传送变速器 箱。以本身已知的方式，干式离合器衬里通常包含摩擦材料层，该摩擦材料层基于与 至少一种有机组分混合的纤维。它们通常为环形。它们可以在将与反作用板或压板接触的 面相反的面上由其它组分的层覆盖，例如抗腐蚀层、防尘层、增强层。两个摩擦部件之间的运动传递与这两个部件之间的摩擦系数P具有直接关系。 该摩擦系数高度取决于这些部件的每一个的表面状况。通常，希望获得优选地高并且尽可 能随着时间稳定的摩擦系数，以精确地控制运动链系。然而注意到，通常的干式离合器衬里得到的摩擦系数的期望值仅在将与压板或反 作用板接触的面的表面的初始磨损之后，即在已发生了相当多次的离合器啮合之后，才能 达到。作为例子，可以提到常规衬里，其中观察到摩擦系数随着每次啮合轻微升高，并且在 离合器的100次以上的啮合之后达到稳定值。仅在此时才达到对于转矩的传送而言令人满 意的摩擦水平。在配备有常规衬里的离合器遇到的问题中，可以注意到摩擦材料发生滑动的风 险，例如当离合器由油脂膜保护以限制铸铁板的腐蚀；还注意到安装到新机动车中的离合 器衬里上沉积的层发生劣化的风险，因为它们通常经受严苛的启动，特别是当它们用于多 层车辆运输车时，并且在某些情况下甚至观察到衬里的燃烧。为了克服这些缺点，已提出在将与反作用板或压板接触的摩擦材料层的面上涂布 涂层。例如，文献DE 100 02 261 A1提出了基于包含磨料的丙烯酸酯的涂层，所述磨料 例如为石英、硅胶、硅酸盐、氧化物形式的陶瓷。已发现这样的涂层使得摩擦系数可以非常快速地提高，并且在大约10至50次的 啮合后达到与没有涂层的相同材料所获得的值相比更大的值。尽管该涂层从稳定性和摩擦系数值的角度来看是有利地，但是它具有缺点。实际上，已注意到，包含离合器衬里的离合器——该离合器衬里的将与反作用板 或压板接触的面用这种方式涂布——导致不希望的“颤动”。“颤动”应当理解为产生使驾驶员感觉非常不舒服的振动。颤动通常归结于衬里和板之间的粘附。这种缺陷通常一直保持 到衬里的磨合期结束，这会较长并且相当于5000至10000次离合器啮合。
发明内容
本发明的目的是提供干式离合器衬里，该衬里不具有上述缺点，并且使得摩擦系 数能够快速升高，同时避免颤动。该目的通过拟固定到干式离合器的支撑盘上并与所述离合器的反作用板或压板 摩擦的干式离合器衬里实现，其中所述衬里包含摩擦材料层，该摩擦材料层基于与至少一 种有机组分和至少一种能够带静电的组分混合的纤维，并且拟与反作用板或压板接触的面 被以质量百分比表示的下列组分组成的涂层覆盖-通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的自由基聚合、特别是光引 发的自由基聚合获得的聚合物90至100% ；-磨料小于或等于1%;-层状填料小于或等于10%；-惰性填料小于或等于10%。实际上，发明人已观察到，这样的衬里导致快速升高的摩擦系数，并且以这种方式 配备的离合器不产生颤动。此外，获得的摩擦系数的值大于使用没有这样的涂层的衬里获 得的值。在本发明范围内，以下术语应当作以下理解-“能够带静电的组分”指的是导电或能够保留电荷的任何组分。作为实例，提及 金属组分(例如纤维或粉末形式的)、碳填料、某些具有偶极的聚合物。-“不饱和聚酯”指的是包含不饱和键的聚酯，所述不饱和键例如为C双键或者例 如烯属键的形式。-“磨料”指的是能够磨蚀板的接触表面的填料；它是硬材料填料，与不含它们的相 同组成的涂层相比，它们导致摩擦系数的提高。-“层状填料”指的是其组分结构由平面构成的填料，其中平面之间的化学键的力 远小于这些平面内的键的力；这样的填料能够促进滑动，并且如果它们在材料中的体积比 小于3%，对摩擦系数具有中等的影响，甚至非常小的影响。根据本发明的一种实施方案，以 涂层的质量百分比表示，层状填料的量小于或等于5%，甚至小于或等于2%。-“惰性填料”指的是不同于以上的填料，它对摩擦系数没有影响，并且对滑动没 有作用。根据本发明的一种实施方案，以涂层的质量百分比表示，惰性填料的量小于或等于 5%，甚至小于或等于2%。根据本发明，“填料”是粉末形式的材料，其平均尺寸例如在1和50i!m之间，例如 大于5iim禾口 /或小于30iim。根据本发明的涂层的组分的选择使得可以获得需要的性能，并且注意到，与根据 DE 100 02 261 A1的涂层不同的是，该涂层包含很少的磨料，甚至不含磨料。它可以包含中等量的层状填料和/或较少量的惰性填料。“包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物”是同时包含C = C双键和酯官能 团两者的非交联的、通常是线性的聚酯树脂。它们通常通过至少一种至少一种不饱和酸酐或二酸(例如马来酸酐)、第二种二酸或酸酐(间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯 邻苯二甲酸)以及至少一种二醇和/或二环氧化物的缩聚获得。这些单体的缩聚在使得通 过不饱和酸酐或酸弓丨入的C = C双键可以得以保持的条件下进行。然后这些双键可以参与 自由基聚合反应，任选地在一种或多种共聚单体的存在下进行。作为这样的共聚单体的例 子，可以列举乙烯基单体例如苯乙烯、乙烯基甲苯或醋酸乙烯酯，丙烯酸类单体例如甲基丙 烯酸甲酯或多不饱和单体例如邻苯二甲酸二烯丙酯或者氰尿酸三烯丙酯。该自由基聚合反 应导致在不饱和聚酯链之间形成键，即带有交联结构。通过上述预聚物的自由基聚合获得的聚合物因而是交联聚酯树脂。当然，在聚合反应过程中可以形成除了在不饱和聚酯链之间形成的键以外的键。 根据一种实施方案，包含不饱和聚酯构成的反应性官能团以外的反应性官能团的预聚物可 以与包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物混合，以形成通过包含不饱和聚酯构成 的反应性官能团的预聚物的自由基聚合获得的聚合物。例如，包含丙烯酸类反应性官能团 的预聚物可以与包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物混合，并且聚合反应的一部 分可以在这两种预聚物之间进行。然而，应当注意，聚合反应主要是在不饱和聚酯链之间形 成的键的结果，从而，根据本发明，形成通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物 的自由基聚合获得的聚合物。尽管不饱和聚酯中所含的双键的自由基聚合的引发可以借助本领域技术人员已 知的任何自由基引发剂进行，但是优选的是该引发剂选自光活化引发剂，或者说不饱和预 聚物的自由基聚合优选为光引发的自由基聚合。这样的交联聚酯树脂是本领域技术人员已知的。例如，可以列举邻苯二甲酸树脂 (含有衍生自邻苯二甲酸酐或酸的单元)、间苯二甲酸树脂(含有衍生自邻苯二甲酸酐或酸 的单元)、对苯二甲酸树脂(含有衍生自对苯二甲酸酐或酸的单元)、甲基丙烯酸甲酯树脂 (在甲基丙烯酸甲酯的存在下交联)、四氯邻苯二甲酸酐树脂(含有衍生自四氯邻苯二甲酸 酐的单元的树脂)以及氯化或溴化的二醇类树脂(含有衍生自氯化或溴化二醇的单元的树 脂)。根据本发明的衬里还可以包含一种或多种以下任选的特征，这些特征单独地或者 以所有可能的组合予以考虑_包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物单独地或者组合地选自下列组 分邻苯二甲酸树脂；间苯二甲酸树脂；甲基丙烯酸甲酯树脂；对苯二甲酸树脂；四氯邻苯 二甲酸酐树脂；氯化或溴化二醇类树脂；-通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的光引发自由基聚合获得的 聚合物与不含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物相结合，所述不含不饱和聚酯构成 的反应性官能团的预聚物单独地或者组合地选自例如下列组分聚氨酯树脂，特别是具有 乙烯基醚官能团和/或乙烯基酯官能团的聚氨酯树脂；聚酯树脂，特别是聚酯丙烯酸酯；环 氧树脂；聚酰亚胺树脂；-该涂层具有60°C至100°C的玻璃化转变温度Tg，例如大于或等于70°C，甚至例如 大于或等于75°C，和/或例如小于或等于85°C ；-该涂层具有红外吸收带，该吸收带的最大吸收一方面在1700至lSOOcnT1之间， 另一方面在700至750cm—1之间；
-磨料单独地或者组合地选自下列化合物A1203；Si02 ；SiC ；BaS04 ；ZrSi04 ；Ce02 ； 铁氧化物；磨料的存在具有赋予涂层更高的摩擦力的作用；_层状填料单独地或者组合地选自下列化合物石墨；页硅酸盐(包括滑石)； MoS2 ；-惰性填料单独地或者组合地选自下列化合物有机和/或无机颜料，例如Ti02； 沸石；活性炭；-涂层的厚度在lOiim至lOOiim之间，例如大于或等于20iim，和/或例如小于或 等于60iim。本发明的目的还在于包含反作用板和压板的干式离合器，其包含至少一个如上所 述的根据本发明的干式离合器衬里。本发明还涉及干式离合器衬里的制造方法，该离合器衬里拟固定到干式离合器的 支撑盘上并与所述离合器的反作用板或压板摩擦，其包含下列步骤1)提供摩擦材料层，该摩擦材料层基于与至少一种有机组分和至少一种能够带 静电的组分混合的纤维，所述摩擦材料层包含拟与反作用板或压板接触的面并且为例如环 形；2)将至少所述面用以质量百分比表示的下列组分的混合物进行涂布-通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的自由基聚合、特别是光引 发的自由基聚合获得的聚合物90至100% ；-磨料小于或等于1%;-层状填料小于或等于10%；-惰性填料小于或等于10%。当然，在根据本发明的离合器衬里的范围内使用的术语和实例适用于关于以上方 法的术语和实例。根据所述方法的一种实施方案，步骤2)的用混合物涂布包含下列子步骤2a)提供包含所述组分的干粉末，2b)将所述粉末静电喷涂到至少待涂布的面上，2c)预聚物的自由基聚合，优选通过光引发自由基聚合，特别是通过紫外辐射。有利地，自由基聚合步骤2c)可以通过预聚物的熔融步骤来进行，特别是通过红 外加热来获得熔融。根据本发明方法的一种实施方案，步骤2a)的粉末具有20至50 y m之间的中位直径。观察到，根据本发明的衬里的多个面甚至全部的面可以用上述涂层涂布。这有利 地得到防尘涂层。
具体实施例方式下面通过非限制性实施例对本发明进行举例说明。以具有20至50 y m的中位直径的粉末的形式提供两种组成的根据本发明的组分 混合物。下面，将根据第一种组成的混合物称为“组成1”，将根据第二种组成的混合物称为“组成2”。第一种组成“组成1”包含聚酯丙烯酸酯和聚氨酯。第二种组成“组成2”包含聚酯丙烯酸酯。将这些粉末静电喷涂到没有涂层的离合器衬里上，所述衬里为ValeoMatSriaux de Friction的商标为F820 DS以及商标为F830 DS的产品。注意到，可以使用静电喷枪或摩擦电喷枪进行静电喷涂。通过来自容器的压缩空 气将粉末颗粒输送到喷枪，在此它们通过与合适的材料的摩擦或者通过与具有“电晕”放电 的电极的接触而带静电，所述电极在约10至100kV的电压下运行。以这种方式喷射的颗粒通过静电相互作用附着到基板上。然后将所述粉末涂布的面通过红外辐射加热，以使得所述粉末熔融。然后通过紫外线使粉末聚合。根据DE 100 02 261 A1的教导，使用含有磨料的丙烯酸清漆(称为“LACRY”，沉积 于没有涂层的离合器衬里F820DS和F830DS上)制备对应于对比实施例的样品。也将没有涂层的离合器衬里F820DS和F830DS用作对比实施例。以下联系附图
给出的实施例对应于根据下表1生产的离合器衬里。表 权利要求
干式离合器衬里，该离合器衬里拟固定到干式离合器的支撑盘上并与所述离合器的反作用板或压板摩擦，其中所述衬里包含摩擦材料层，该摩擦材料层基于与至少一种有机组分和至少一种能够带静电的组分混合的纤维，并且拟与反作用板或压板接触的面被涂层覆盖，其特征在于，以质量百分比表示，该涂层由下列组分构成 通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的自由基聚合获得的聚合物90至100％； 磨料小于或等于1％； 层状填料小于或等于10％； 惰性填料小于或等于10％。
2.根据上一权利要求的离合器衬里，其特征在于，包含不饱和聚酯构成的反应性官能 团的预聚物的自由基聚合是光引发自由基聚合。
3.根据以上权利要求任意之一的离合器衬里，其特征在于，通过包含不饱和聚酯构成 的反应性官能团的预聚物的自由基聚合获得的聚合物与不含不饱和聚酯构成的反应性官 能团的预聚物相结合，所述不含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物例如单独地或者 组合地选自下列组分聚氨酯树脂，特别是具有乙烯基醚官能团和/或乙烯基酯官能团的 聚氨酯树脂；聚酯树脂，特别是聚酯丙烯酸酯；环氧树脂；聚酰亚胺树脂。
4.根据以上权利要求任意之一的离合器衬里，其特征在于，该涂层具有60°C至100°C 的玻璃化转变温度Tg，例如大于或等于70°C，甚至例如大于或等于75°C，和/或例如小于或 等于85°C。
5.根据以上权利要求任意之一的离合器衬里，其特征在于，该涂层具有红外吸收带，该 吸收带的最大吸收一方面在1700至1800CHT1之间，另一方面在700至750cm—1之间。
6.根据以上权利要求任意之一的离合器衬里，其特征在于，该磨料单独地或者组合地 选自下列化合物:A1203 ；Si02 ；SiC ；BaS04 ；ZrSi04 ；Ce02 ；铁氧化物。
7.根据以上权利要求任意之一的离合器衬里，其特征在于，该涂层的厚度在lOym至 100 ym之间，例如大于或等于20iim，和/或例如小于或等于60 y m。
8.干式离合器衬里的制造方法，该离合器衬里拟固定到干式离合器的支撑盘上并与所 述离合器的反作用板或压板摩擦，其特征在于该方法包含下列步骤1)提供摩擦材料层，该摩擦材料层基于与至少一种有机组分和至少一种能够带静电的 组分混合的纤维，所述摩擦材料层包含拟与反作用板或压板接触的面并且为例如环形；2)将至少所述面用以质量百分比表示的下列组分的混合物进行涂布-通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的自由基聚合、特别是光引发的 自由基聚合获得的聚合物90至100% ； -磨料小于或等于； -层状填料小于或等于10% ； -惰性填料小于或等于10%。
9.根据上一权利要求的离合器衬里的制造方法，其特征在于，步骤2)的用混合物涂布 包含下列子步骤2a)提供包含所述组分的干粉末， 2b)将所述粉末静电喷涂到至少待涂布的面上，2c)预聚物的自由基聚合，优选光引发的自由基聚合，特别是通过紫外辐射。
10.根据上一权利要求的方法，其特征在于，自由基聚合步骤2c)通过预聚物的熔融步 骤来进行，特别是通过红外加热来获得熔融。
11.根据权利要求9或10任意之一的方法，其特征在于，步骤2a)的粉末具有20至 50 iim之间的中位直径。
全文摘要
包含摩擦材料层的干式离合器衬里，该摩擦材料层基于与至少一种有机组分和至少一种能够带静电的组分混合的纤维，并且其至少一个面被涂层覆盖，以质量百分比表示，该涂层由下列组分组成通过包含不饱和聚酯构成的反应性官能团的预聚物的自由基聚合、尤其是光引发的自由基聚合获得的聚合物90至100％；磨料小于或等于1％；层状填料小于或等于10％；惰性填料小于或等于10％。
文档编号F16D69/02GK101978191SQ200980110065
公开日2011年2月16日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月27日
发明者D·库劳德, I·阿利克斯, L·桑切斯, P·皮内达 申请人:瓦莱奥摩擦材料公司