[发明专利]摩擦材料用组合物及其形成的制品、摩擦材料及其制法

说明书

                            发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种制造摩擦材料用的组合物及制造摩擦材料的方法。更具体地说，本发明涉及一种适用于制造摩擦材料的能通过电磁能快速固化的组合物。

2.现有技术描述

用作刹车片的摩擦材料通常是通过混合摩擦改良剂、增强纤维以及母体直至得到想望的掺合物时为止。然后，将此掺合物放置在模具中，压缩到想望的密度，并在常规的电或蒸汽室中加热一段固定的时间以完成固化剂与母体之间的反应。这种传统的配制和固化技术在例如EP0208326中公开了。

不需要使用炉子的制造摩擦材料方法也是公知的。然而，这样的方法具有低的固化速率。参见例如美国专利№ 4617165(12～24小时固化)。还知道通过温度范围设定在约200～400℃的常规炉中蒸发存在于预固化的摩擦材料掺合物中的挥发性物质能将固化时间减少到约四小时。参见美国专利№ 4537823和4605595。虽然，这些方法是耗时较少的，但是生产这样材料的母体不能被均匀地固化。

根据已知方法生产的许多摩擦材料还必须经过火焰和等离子体的单独的焦烧处理，以便进一步地改进其摩擦表面。这样的常规的焦烧处理不仅费钱，而且由此所得到的烧焦层非常簿。

还知道微波会引起加热某些类型的化合物，参见Newnham等人.，“微波和物质之间的基本相互作用机理(Fundamental InteractionMechanisms Between Microwaves and Matter)”，21陶瓷会刊(CeramicTransactions，)微波：材料加工中的理论和应用(Microwave：Theory AndApplication in Materials Processing)51-68(1991)。使用电磁能改进材料微结构，即，生产没有诸如裂纹和空隙缺陷的材料之原理已被应用到制造压实含碳物质中的成形焦炭的方法中，如美国专利№ 4412841中所述。在摩擦材料领域中，高频波加热器已被用来在低温下预热树脂片以便减少其孔隙率并由此在它们被切断和固化前达到更好的压实，参见美国专利№ 3950149(砂轮生产)，并且已被用来加热金属背衬板以便软化处于该板与相连的闸衬之间的粘合剂层，参见美国专利№4668850。

希望有适用于生产摩擦材料的、能快速固化的组合物以便能减少其制造时间。还希望能有这样的组合物并由此使包含这样组合物的摩擦材料在无损于已知摩擦材料任何机械性能的前提下具有诸如致密的、均匀固化的预磨整剖面或烧焦剖面、选择性的孔隙率和可调整的压缩性等性能。

                     发明概述

本发明提供一种适用于生产摩擦材料的，具有诸如致密的、均匀固化的预磨整剖面或烧焦剖面、选择性的孔隙率和可调整的压缩性等性质的能快速固化的组合物，还提供一种快速制造这种摩擦材料的方法。

根据本发明，提供一种由以下组分组成的组合物：

a)用于调整所说组合物的摩擦和磨损性能的摩擦改良剂；

b)增强所说组合物的纤维；

c)改进所说组合物稠度的填料；和

d)粘合所说组合物各组分的母体，其中至少一种有效量的所说组分选自纤维、填料、摩擦改良剂和它们的混合物，该组分包含具有这样的有效纵横比的促进固化化合物，以致使所说化合物促进组合物通过微波能或电磁能的固化。

本发明的另一方面是提供一种包括以下步骤的制造摩擦材料的方法：

a)在一容器中混合母体、纤维、填料和摩擦改良剂以制得材料混合物，其中至少一种有效量的所说组分选自纤维、填料、摩擦改良剂和它们的混合物，该组分包含具有这样的有效纵横比的促进固化化合物，以致使所说的化合物促进通过微波能或电磁能的固化；

b)将所说混合物成型成所说的摩擦材料；和

c)将所说的摩擦材料在电磁辐射下曝露一段足以固化所说母体的时间。

本发明的又一方面是提供一种用于刹车片的摩擦材料，它具有从磨损面到与背衬板的啮合面变化的摩擦系数，所说的摩擦材料是通过以下步骤制造的：

a)混合母体、纤维、填料、摩擦改良剂、粘合剂和具有有效纵横比的促进固化化合物以形成一种混合物，所说的促进固化化合物的导电性促进微波能或电磁能偶合；

b)将所说的混合物放置在模具中；

c)对在所说模具中的所说的混合物进行一段时间足以在所说的促进固化化合物中引起想望的热反应的电磁辐射，以致使所说的粘合剂固化。