用于生产湿式运行摩擦纸的方法与流程

1.本发明涉及用于生产湿式运行摩擦纸的方法，所述湿式运行摩擦纸包含至少一种由至少一种类型的纤维组成的纤维部分、至少一种填料部分和基于酚树脂的粘结剂部分。


背景技术：

2.从文献gb-a-2 205 592已知一种湿式运行摩擦纸，被描述为由多孔纤维基材、惰性填料和酚树脂制成的摩擦衬片材料，其中纤维基材被加工为水性浆料，酚树脂被加工为乳剂的形式，以及填料被加工成储备溶液。将储备溶液以造纸工艺的形式施加至长网造纸机网中、辊压并干燥。在干燥过程期间，酚树脂在温度的影响下固化。


技术实现要素：

3.本发明的目的是进一步开发用于生产湿式运行摩擦纸的方法。特别地，本发明的目的是简化湿式运行摩擦纸的生产并改善其特性。
4.该目的通过权利要求1的主题来实现。从属于权利要求1的权利要求代表权利要求1的主题的有利实施方式。
5.所提出的方法用于生产特别地在机动车辆中用于摩擦、离合器和/或制动装置的湿式运行摩擦纸或分层摩擦材料。湿式运行摩擦纸包含：至少一种类型的纤维的纤维部分，例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、棉纤维如棉短绒纤维等；至少一种填料部分，例如kieselguhr硅藻土，如celite硅藻土、石墨、焦炭等；和基于酚树脂的粘结剂部分，例如酚可熔酚醛树脂等。可以提供另外的部分，例如有机硅树脂、硅烷、絮凝剂、助留剂、摩擦颗粒等。
具体实施方式
6.湿式运行摩擦纸以造纸工艺制造。这意指例如浆料如纸浆或悬浮体由纤维部分和至少一种填料形成。纤维呈短切形式，例如具有几毫米的长度。高水含量纸浆还包含粘结剂部分，其中酚树脂组分作为酚盐可能与其他树脂部分一起存在，在这点上酚树脂溶解在强碱性溶液中，例如溶解在氢氧化钠或氢氧化钾溶液中。
7.以本身已知的造纸工艺将纸浆加工成湿式运行摩擦纸。例如，将纸浆放置在长网造纸机网上并在湿压机单元中辊压并达到适当的厚度。如有必要，然后通过进一步辊压将纸浆干燥。在这种情况下，在干燥阶段，可以使相应的辊达到比湿阶段中的辊更高的温度以蒸发剩余溶剂例如水。
8.根据本发明，使溶解在纸浆中的作为酚树脂的酚盐存在的酚树脂部分沉淀。为此，通过添加酸降低碱性纸浆的ph，例如中和纸浆，结果酚盐转化为不溶性酚树脂并沉淀。例如，可以使用稀酸例如5％的硫酸作为沉淀剂。沉淀过程优选在造纸工艺的室温或环境温度下在湿阶段中进行。
9.通过沉淀过程以及优选使用助留剂，可以在位于长网造纸机网上的纸浆的整个区域实现沉淀的酚树脂颗粒的均匀分布。以这种方式，在造纸工艺的压制过程和辊压过程以
及最终湿式运行摩擦纸的干燥之后，可以遍及其两个表面之间的厚度实现酚树脂颗粒的横向且均匀分布，使得由湿式运行摩擦纸制成的摩擦搭档的摩擦品质在其使用寿命内具有基本一致的摩擦特性。
10.此外，可以通过沉淀剂的预定添加速率来调节沉淀的粘结剂颗粒例如酚树脂颗粒的颗粒尺寸。特别地，通过以0.5kg/秒的速率添加沉淀剂，例如，可以实现在200纳米至1600纳米范围内特别小的颗粒直径的酚树脂特别是酚可熔酚醛树脂，其渗入纤维部分的纤维或纤维束并将其自身以均匀分布附接至纤维。
11.通过添加适当的絮凝剂和/或助留剂，例如可以设置80mv
±
8mv的合适ζ电位，使得可以实现基本上100％的添加的酚树脂的高絮凝转化率。
12.通过适当调节纸浆的流变特性实现改善的增强特性，例如在湿式运行摩擦纸在相应载体例如载板等的粘接过程中。基于800秒的停留时间将粘度调节成小于3000pa*秒在此已被证明是有利的。不言而喻，粘度可以随着其他停留时间而变化，并且为了确定其粘度，可能需要将粘度追溯到指定的停留时间。
13.可以在造纸工艺的干燥阶段中调节粘结剂例如酚树脂的硬度，从而调节其耐磨性、弹性、耐温性等。在这种情况下，在干燥阶段中，可以在辊上设置均匀的温度，或者可以从辊到辊逐渐设置提高或降低的温度曲线。湿式运行纸的积极特性，特别是它粘接至载体材料时的增强效果，取决于粘结剂固化过程的活化电位的调节。为此，以使得固化过程的活化能大于60kj/mol，其中频率因子为ln20以及反应级数《1.5的方式对酚树脂及其反应物进行有利地调节。
14.用于生产湿式运行摩擦纸的有利组合物可以例如包含：
[0015]-40重量％至60重量％的纤维部分，特别是芳族聚酰胺纤维、棉短绒纤维和碳纤维的混合物，
[0016]-30重量％至40重量％的粘结剂部分，特别是在碱性溶液中作为酚盐存在的酚树脂，
[0017]-20重量％至40重量％的填料部分，特别是硅藻土。
[0018]
特别有利的组合物包含，例如，以重量百分比计：
[0019]-26％的芳族聚酰胺纤维
[0020]-6％的棉短绒纤维
[0021]-9％的碳纤维
[0022]-30％的在强碱性溶液中作为酚盐存在并随后沉淀的酚树脂例如酚可熔酚醛树脂，
[0023]-29％的硅藻土。
[0024]
不言而喻，本发明构思还包括所述湿式运行摩擦纸，特别是根据所提出的方法生产的湿式运行摩擦纸。湿式运行摩擦纸在其两个相反表面之间具有树脂颗粒的均匀分布。由粘结剂部分形成的粘结剂颗粒的颗粒尺寸优选为200nm至1600nm。
[0025]
在造纸工艺完成之后，湿式运行摩擦纸呈片形式或卷形式。根据摩擦衬片作为径向或轴向有效的摩擦衬片的后续用途通过以具有径向或轴向摩擦表面的环或环段的形式冲压、切割等进行由这种湿式运行摩擦纸生产摩擦衬片。在造纸工艺之后或在干燥阶段，摩擦衬片或湿式运行摩擦纸的表面的轮廓可以例如通过不同的压制强度提供在预期的摩擦
表面上。替代地或另外地，可以提供特定应用所需的穿孔。
[0026]
不言而喻，在本发明的含义内，由湿式运行摩擦纸生产的摩擦衬片、制动衬片等包括在本发明中，并且可以作为本专利申请的一部分来主张。
[0027]
总之，以下调节参数中的至少一种、有利地数种在所提出的湿式运行纸的生产工艺中是有利的：
[0028]-沉淀树脂颗粒的颗粒尺寸使用以下的组合来调节：粘结剂特别是酚可熔酚醛树脂的特性和利用所使用的酸例如硫酸所调节的ph值的酚盐的沉淀条件、以及沉淀速率，即添加酸的速率。
[0029]-通过添加适当的水或溶剂来调节流变特性，如有必要，添加超增塑剂，以通过充足的树脂流来保证增强效果。
[0030]-ζ电位的调节通过粘结剂的品质例如粘结剂的极性、官能团的类型和数量以及纸浆的特性来设置。所述ζ电位的调节充当沉淀颗粒牢固地结合至纤维部分的先决条件。
[0031]-具有指定活化能的反应行为结合纸浆干燥的调节为了确保湿式运行纸达到必要的固化，以及在与载体材料的粘接期间的粘接过程中达到良好的最终固化。适当调节活化能确保了在造纸机的干燥段湿式运行纸不粘在干燥筒上，湿式纸与载体材料的粘接时间优选大大低于一分钟。


技术特征：
1.一种用于生产湿式运行摩擦纸的方法，所述湿式运行摩擦纸包含至少一种由至少一种类型的纤维组成的纤维部分、至少一种填料部分、和基于酚树脂的粘结剂部分，其特征在于，以造纸工艺将所述纤维部分、所述填料部分和溶解作为酚盐溶液的所述粘结剂一起加工以形成纸浆，以及随后通过沉淀剂使所述粘结剂沉淀，所述沉淀剂优选为稀释的硫酸，以及将施加至长网造纸机网的所述纸浆进行干燥并且在提高温度的同时进行固化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用酚盐可熔酚醛树脂作为粘结剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述纸浆的ζ电位基本上对应于80mv。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于基于800秒的停留时间，将所述纸浆调节成小于3000pa*秒的粘度。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其特征在于作为所述沉淀过程的结果，所述粘结剂的颗粒以200nm至1600nm的颗粒尺寸沉淀。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其特征在于将所述粘结剂调节成在其固化期间活化能大于60kj/mol，其中频率因子为ln20以及反应级数<1.5。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于通过所述沉淀剂的预定添加速率及其类型来调节沉淀的粘结剂颗粒的颗粒尺寸。8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法，其特征在于使所述粘结剂在所述造纸工艺的干燥阶段中达到预定硬度。9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，其特征在于在所述纸浆的固化期间通过预定的温度曲线来调节所述粘结剂的硬度。10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，其特征在于使用30重量％至60重量％的纤维部分，特别是芳族聚酰胺纤维、棉短绒纤维和碳纤维的混合物；20重量％至40重量％的粘结剂部分，特别是酚盐可熔酚醛树脂；和20重量％至40重量％的填料部分，特别是硅藻土。

技术总结
本发明涉及用于生产湿式运行摩擦纸的方法，所述湿式运行摩擦纸至少包含由至少一种类型的纤维组成的纤维部分、至少一种填料部分和基于酚树脂的粘结剂部分。为了提出特别是具有改善的粘附特性的改善的湿式运行摩擦纸，以造纸工艺将纤维部分、填料部分和溶解作为酚盐溶液的粘结剂一起加工以形成纸浆，以及随后通过沉淀剂使所述粘结剂沉淀，所述沉淀剂优选为稀释的硫酸，以及将施加至长网造纸机网的纸浆进行干燥并且在提高温度的同时进行固化。行干燥并且在提高温度的同时进行固化。


技术研发人员：斯特凡
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2021.06.09
技术公布日：2023/2/13