1、第16卷 第5期高 分 子 材 料 科 学 与 工 程VO1.16 NO.52000年9月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Sept. 2000酚 醛 树 脂 乳 液 的 合 成 及 在 摩 擦 材 料 中 的 应 用蒋 序 林钟 亚 兰易 欣 文颜 德 岳(上 海 交 通 大 学 化 学 化 工 学 院上 海200240)摘 要2讨 论 了 乳 化 剂 用 量 对 酚 醛 树 脂 乳 液 性 能 的 影 响通 过 干 燥 工 艺 的 研 究 和 摩 擦 材 料 性 能 的 比 较 表 明酚 醛 树 脂乳 液 用 于 湿 式 摩 擦 材 料 是
2、 可 行 的关 键 词2酚 醛 树 脂乳 液摩 擦 材 料中 图 分 类 号2T 316.33+4文 献 标 识 码2A文 章 编 号21000-7555(2000)05-0173-03近 年 来我 国 汽 车 工 业 发 展 迅 速作 为 汽 车 工 业发 展 中 的 高 科 技 产 品 的 轿 车其 高 速 化高 性 能高安 全 舒 适 性 就 要 求 其 使 用 的 摩 擦 材 料 是 具 有 高 强度高 稳 定 的 摩 擦 系 数低 磨 耗低 噪 音低 污 染 的 材料因 而 这 方 面 的 研 究 工 作 十 分 活 跃1摩 擦 材 料 的 基 体(粘 合 剂)目 前 仍 以 酚 醛
3、 树 脂 为主 体2酚 醛 树 脂 的 合 成 方 法 国 外 在20世 纪70年代 有 了 新 的 发 展开 发 了 悬 浮 法 酚 醛 树 脂 的 新 技 术并 获 得 了 广 泛 的 研 究 和 应 用3上 海 交 通 大 学 摩 擦与 密 封 材 料 研 究 所 研 制 的 新 型 高 性 能 离 合 器 面 片 就是 用 悬 浮 法 酚 醛 树 脂 作 粘 合 剂采 用 湿 式 工 艺 生 产的因 其 工 艺 中 涉 及 到 有 机 溶 剂 的 使 用处 理 等 问题致 使 产 品 成 本 升 高环 境 污 染针 对 上 述 问 题若能 以 水 系 酚 醛 树 脂 作 粘 合 剂且
4、制 成 的 离 合 器 面 片各 项 性 能 又 能 符 合 要 求必 将 产 生 较 好 的 社 会 和 经济 效 益4本 文 主 要 探 讨 酚 醛 树 脂 乳 液 的 合 成 及 应用 于 湿 式 摩 擦 材 料 的 可 行 性l实 验 部 分l.l酚 醛 树 脂 乳 液 的 制 备 及 性 能 测 试l.l.l树 脂 的 制 备2在 通 用 的 三 颈 瓶 中 按 实 验 配 方投 料加 热 至 一 定 温 度 时 恒 温 反 应 一 定 时 间 冷 却 得树 脂 乳 液乳 液 经 破 乳洗 涤抽 滤干 燥 得 粉 末 状 树脂l.l. 性 能 测 试(1)树 脂 乳 液 稳 定 性2
5、将 制 得 的 乳 液 倒 入 锥 形瓶 中在 室 温 下 放 置记 录 锥 形 瓶 底 部 出 现 凝 聚 层 时树 脂 放 置 的 时 间用 以 衡 量 乳 液 的 相 对 贮 存 稳 定 性(2)树 脂 乳 液 固 含 量 测 定52在 蒸 发 皿 中 准 确称 取2 3 g树 脂 乳 液加 入10 mL甲 醇 作 阻 聚 剂盖 好置 于130 C烘 箱 中 烘3 h至 恒 量冷 却 称 量 并计 算 固 体 百 分 含 量(3)树 脂 乳 液 中 游 离 甲 醛 含 量 按G5 1343 80测 定(4)树 脂 凝 胶 化 时 间 的 测 定2将 制 得 的 粉 末 状树 脂 按 文
6、献6测 定 凝 胶 化 时 间( 5)树 脂 流 动 性 能 测 试2采 用150 2 C 45 t的 压 机在 两 块 铁 板 之 间 夹 入 两 张 聚 酯 薄 膜薄 膜 之间 放 入0.2 g树 脂(分 散 成 圆 形用 手 轻 压 后 测 量 其初 始 直 径D1) 在6 MPa下 加 压5 min 取 出 冷 却 后测 量 成 型 物 薄 膜 的 直 径D2 用D2 D1作 为 流 动 性大 小 的 相 对 量 度称 为 树 脂 流 动 度l. 离 合 器 面 片 的 制 备 及 其 性 能 测 试l. .l离 合 器 面 片 的 制 备2按 上 海 交 通 大 学 摩 擦 与密 封
7、 材 料 研 究 所 的 模 拟 配 方(石 棉 线45 填 料33 树 脂20 改 性 剂2 )和 工 艺(配 料2其 中 悬浮 法 酚 醛 树 脂 用 溶 剂 溶 解 成20 的 溶 液酚 醛 树 脂乳 液 用 水 稀 释 至 固 含 量20 使 用浸 渍绕 成 离 合器 面 片 毛 坯干 燥(40 C烘 箱 中) 热 压 成 型后 处理)制 得 离 合 器 面 片l. . 性 能 测 试(1)浸 渍 石 棉 线 湿 含 量 用SC69-02型 水 份 快 速测 定 仪 测 定(2)离 合 器 面 片 的 摩 擦 系 数磨 损 率弯 曲 性 能收 稿 日 期21999 03 19作 者 简
8、 介2蒋 序 林(1967 ) 男硕 士.按GB5764 - 86测 定;冲 击 强 度洛 氏 硬 度 按GB5765-86 GB5766-86测 定O2结 果 与 讨 论2. 1乳 化 剂 用 量 对 酚 醛 树 脂 乳 液 性 能 的 影 响由Tab. 1可 看 出在 相 同 的 酚 醛 比催 化 剂反应 时 间 和 温 度 下随 着 乳 化 剂 用 量 的 增 加酚 醛 树 脂乳 液 贮 存 稳 定 性 提 高固 含 量 增 加甲 醛 含 量 降 低O这 是 因 为 随 着 乳 化 剂 用 量 增 加乳 胶 粒 子 增 多因 而反 应 速 率 有 所 加 快甲 醛 含 量 降 低固 含
9、量 增 加O而乳 胶 粒 子 的 增 多聚 合 物 颗 粒 变 小则 颗 粒 沉 降 速 度减 慢从 而 使 酚 醛 树 脂 乳 液 的 贮 存 稳 定 性 提 高O另外合 成 的 酚 醛 树 脂 乳 液 形 成 凝 聚 层 后 经 搅 拌 还 能均 匀 乳 化该 树 脂 乳 液 加 一 定 量 水 稀 释 后 加 填 料石棉 线 等 都 不 破 乳因 此该 树 脂 乳 液 适 用 于 湿 法 摩 擦材 料 的 生 产 工 艺OTab. 1 Relationship between the properties of phe-nolic resin emulsion and the amoun
10、t ofemulsifierAmount ofemulsifierO. 8% 1. 2% 2. O% 3. O% 5. O%Stability of theemulsion (dD5 1O 35 6O 6OSolid content(% D49. 95 5O. 2O 5O. 29 5O. 58 51. 5OFormaldehydecontent (% D1. O8 O. 96 O. 76 O. 57 O. 52Tab. 2 Relationship between the properties of phe-nolic resin and the amount of emulsifierAmo
11、unt of emulsifier O. 8% 1. 2% 2. O% 3. O% 5. O%Gelation time (sD 73 36 7 O OFluidity (cmD 3. 7 3. 2 2. 7 2. 4 2. 12. 2乳 化 剂 用 量 对 酚 醛 树 脂 性 能 的 影 响由Tab. 2可 知随 着 乳 化 剂 用 量 的 增 加制 得的 酚 醛 树 脂 凝 胶 化 时 间 减 少流 动 度 降 低其 原 因 可能 是 随 乳 化 剂 用 量 的 增 加导 致 反 应 速 率 加 快酚 醛树 脂 支 化 缩 聚 程 度 提 高从 而 导 致 凝 胶 化 时 间 减 少流 动
12、 度 降 低O由Tab. 2还 可 看 出乳 化 剂 用 量 较 多时 得 到 的 酚 醛 树 脂 凝 胶 化 时 间 为 零但 在 有 压 力 下仍 具 有 流 动 性仍 可 以 粘 结 成 型 使 用O2. 3用 酚 醛 树 脂 乳 液 浸 渍 的 摩 擦 材 料 毛 坯 的 干 燥特 性 曲 线使 用 聚 合 物 乳 液 有 很 多 优 点但 用 作 摩 擦 材 料的 粘 结 剂 时 需 要 在 热 压 成 型 前 干 燥 除 去 介 质 水与有 机 溶 剂 相 比水 的 沸 点 较 高蒸 发 潜 热 较 大蒸 发相 对 较 慢因 此 必 须 探 讨 其 干 燥 工 艺 的 可 行 性O
13、Fig. 1 Drying characteristic curve at different temperatureDA 4O c; 0 A 6O c; AA 8O c.由Fig. 1可 知随 着 温 度 的 升 高摩 擦 材 料 毛 坯湿 含 量 的 降 低 幅 度 加 快即 干 燥 速 度 加 快从 基 本 相同 的 湿 含 量(4O%左 右D下 降 至 湿 含 量1O-8cm3/N- m 2i片 的 平 均 磨 损 率 为5. 6 1O-8cm3/N- m 可 见 用 酚醛 树 脂 乳 液 制 得 的 离 合 器 面 片 磨 损 率 稍 低 一 些OTab. 3 Comparison
14、of friction coefficient (JDT(cD1OO 15O 2OO 25O 3OO 35O1OO(recoveryD1iO. 68 O. 7O O. 6O O. 53 O. 56 O. 54 O. 522iO. 63 O. 65 O. 59 O. 55 O. 54 O. 5O O. 59Tab. 4 Comparison of wear rate(v ( 10-8cm3/N-mD DT (cD 1OO 15O 2OO 25O 3OO 35O1i2. 78 3. 71 5. 78 8. 11 5. 95 3. 732i3. 33 4. 53 6. 37 6. 7O 5. 98
15、5. 58由Tab. 5可 知用 酚 醛 树 脂 乳 液 制 得 的 离 合 器面 片 的 弯 曲 强 度 比 用 悬 浮 法 酚 醛 树 脂 制 得 的 离 合 器面 片 略 低而 冲 击 强 度 则 较 大 一 些但 均 大 大 超 过 了国 标GB6764-86的 要 求O由Tab. 5还 可 知用 酚 醛471高 分 子 材 料 科 学 与 工 程2OOO年树 脂 乳 液 制 得 的 离 合 器 片 密 度 和 洛 氏 硬 度 低 些,这有 利 于 提 高 摩 擦 材 料 与 对 偶 的 贴 合 紧 密 性,减 少 对偶 磨 损,减 少 噪 声0Tab. 5 Comparison of
16、 mechanical properties andphysical propertiesProper-tiesBending stren.(Pa)Impact resistance(N- cm/cm2)RockWellhardnessDensity(g/cm3)1i41. 6 10692. 1 34 1. 782i48. 9 10678. 7 59 1. 92总 之,用 乳 液 酚 醛 树 脂 制 得 的 离 合 器 面 片 与 用悬 浮 法 酚 醛 树 脂 制 得 的 离 合 器 面 片 性 能 大 致 相 当,并 且 某 些 性 能 有 所 改 善,说 明 乳 液 酚 醛 树 脂 完 全
17、 适用 于 湿 式 摩 擦 材 料 的 生 产,且 能 达 到 降 低 成 本,改 善性 能,减 少 环 境 污 染 的 目 的0参 考 文 献1严 浙 生( YAN Zhe-sheng).非 金 属 矿( Non-MetallicMinerals), 1992, (3), 4447.2汤 希 庆(TANG xi-ging),张 元 民(ZHANG Yuan-min).复 合材 料 学 报(Journal of Composite Materials), 1991, 8( 3),4350.3 Brode G L, Kopf P W, ChoW S W. Ind. Eng. Chem. Prod
18、.Res. Dev. , 1982, 21, 142.4孙 金 金 皇(SUN Jin-huang).中 国 石 棉 制 品 会 刊(Chinese As-bestos Manufactures Publication), 1995, (1-2), 99100.5 USP, 5 371 140.6殷 荣 忠(YING Rong-zhong).酚 醛 树 脂 及 其 应 用(PhenolicResin and Its Application).化 学 工 业 出 版 社(Chemical In-dustry Press), 1990.SYNTHESIS OF THE RESOLE EMULSIO
19、N AND ITSAPPLICATION IN FRICTIONAL MATERIALSJIANG xu-lin, ZH0 NG Ya-lan, YI xin-Wen, YAN De-yue(College of Chemzstry anc ChemzCal TeChnology, ShanghazJzaotong nzUerszty, Shanghaz 200240, Chzna)ABSTRACT, The stable resole emulsion Was synthesized, of Which the stability, the solid content and therate
20、 of polymerization increased With the increasing of the amount of emulsifier, Whereas the gelation timeand the fluidity of the phenolic resin from the emulsion decreased. The clutch lining With the phenolicemulsion as the matriX (binder) Was prepared by Way of Wet process. The properties including f
21、riction co-efficient, Wear rate, bending strength, impact resistance, RockWell hardness and density of the clutch lin-ing Were determined. The clutch lining possesses good impact resistance, loW RockWell hardness and loWdensity. The eXperimental results indicate that the resole emulsion can be used
22、for Wet process frictionalmaterials.KeyWords, phenolic resin; emulsion; frictional materials571第5期 蒋 序 林 等,酚 醛 树 脂 乳 液 的 合 成 及 在 摩 擦 材 料 中 的 应 用酚醛树脂乳液的合成及在摩擦材料中的应用作者： 蒋序林， 钟亚兰， 易欣文， 颜德岳， JIANG Xu-lin， ZHONG Ya-lan， YI Xin-wen， YAN De-yue作者单位： 上海交通大学化学化工学院,上海,200240刊名： 高分子材料科学与工程英文刊名： POLYMER MATERIA
23、LS SCIENCE 张元民 查看详情 1991(03)3.Brode G L;Kopf P W;Chow S W 查看详情 19824.孙金鍠 查看详情 1995(1-2)5.查看详情6.殷荣忠 酚醛树脂及其应用 1990本文读者也读过(1条)1. 杜勇.崔锦峰.郭军红.周应萍.杨保平 超薄型溴碳酚醛钢结构防火涂料的研制会议论文-2009引证文献(6条)1.曹醒华.钟理 高速平版胶印油墨专用高性能酚醛树脂合成期刊论文-广东化工 2010(6)2.朱挺.胡以强 离合器摩擦材料温压工艺研究期刊论文-非金属矿 2006(2)3.张育军.胡以强 三组份酚醛树脂冷压制备离合器摩擦材料期刊论文-功能高分子学报 2005(3)4.张育军.胡以强 冷压和热压离合器摩擦材料性能对比期刊论文-非金属矿 2005(2)5.朱挺 温压法制备离合器摩擦材料的研究学位论文硕士 20066.钟亚兰 改性酚醛树脂的研究进展期刊论文-广东化工 2009(10)本文链接：http:/
