TWI388655B - 製備熔岩纖維摩擦材料之方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種製備熔岩纖維摩擦材料之方法，尤指一種以熔岩複合纖維為主要原料，並加入不同比例之酚醛樹脂，並控制特定條件成型，可對摩擦材料之摩擦係數及磨耗損失作調控。
如中華民國專利第I293087號「摩擦材料組成物以及使用摩擦材料組成物之摩擦材料」，係使用活性氧化鋁、氟系聚合物及纖維狀物質所作成之摩擦材料組成物。其活性氧化鋁及氟系聚合物為主要成份，纖維狀物質只作輔助用途，雖可達到低磨耗量之效果，但主要成分需求均為純物料非廢棄物製成，成本較高。
如中華民國專利第045871號「無石棉離子聚合體複合摩擦材料」，係使用離子聚合體在單體或共單體與二價金屬鹽或金屬氧化物在水溶液中或非水溶液中或部分水溶液中混和，於懸浮體系中聚合或共聚合而得，使用PVA或PAN短纖維及摩擦性調節劑(如炭末、石墨粉末、二硫化鉬)，製成法可分成一次成型及兩段成型，其離子聚合體製備過程長，添加物多，主要成分均為純物料非廢棄物製成，製程太過繁瑣。
如中華民國專利第064054號「非石棉摩擦材料」，係使用碳酸鈣鬚、蛭石、腰果油及硬化劑，需求成分多，主要成分均為純物料非廢棄物製成，製造成本高。
如中華民國專利第100340號「摩擦材料及包含該材料之煞車墊或離合器摩擦墊片」，係使用酚系樹脂黏結劑、硼酸鋁纖維、硫酸鋇、金屬粉末、石墨及硬化劑，此種製作方式需求成分多，主要成分均為純物料非廢棄物製成，成本較高。
綜上所述，利用上述各類方法所製造之摩擦材料，具有高製作成本之缺點，使用成分均為純物料非廢棄物製成，無法納入低成本考量之用；而製造過程繁複，也容易造成資源間接浪費的問題。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。
本發明之主要目的係在於，使用由廢棄物(焚化爐灰渣)電漿熔融產生的熔岩複合纖維為主要材料，與酚醛樹脂以不同比例調配，利用熱壓成型方式製成摩擦材料，對該摩擦材料之摩擦係數及磨耗損失作調控，製造出具高附加價值之摩擦材料，可達成廢棄物資源化再利用之效益。
為達以上之目的，本發明係製備熔岩纖維摩擦材料之方法，先選擇一具添加物之熔岩複合纖維；將該熔岩複合纖維混入300ml水中均勻分散，並加入酚醛樹脂混合，以作成第一混合物；再將該第一混合物倒入一混拌機具，進行均勻混拌處理，以作成第二混合物；於均勻混拌後，將一機台在90℃下預熱5分鐘，再將該第二混合物置入模具，於一條作下加壓15-30分鐘，最後獲得一熔岩纖維摩擦材料。
請參閱『第1及第2圖』所示，係分別為本發明之流程示意圖及本發明之成分配比示意圖。如圖所示：本發明係一種製備熔岩纖維摩擦材料之方法，其至少包括下列步驟：
(A)取得熔岩複合纖維11：選擇一具添加物之熔岩複合纖維，其中該主成分係為水淬熔岩；
(B)添加酚醛樹脂12：將該熔岩複合纖維分散在300ml水中，添加酚醛樹脂攪拌，作成第一混合物；
(C)混拌13：接著把第一混合物置入球磨機混拌均勻，作成第二混合物；
(D)壓製14：將一機台在90℃下預熱5分鐘，再將該第二混合物置入一模具，在溫度為100-300℃及壓力為2.5-7.5MPa之條件下，均勻加壓15-30min，以製成一熔岩纖維摩擦材料。
請參閱『第3圖』所示，係本發明之磨耗示意圖。如圖所示：當本發明於運用時，係將具添加物之熔岩複合纖維以添加量40-60wt%為基礎，添加於300ml清水中，並加入40-60wt%酚醛樹脂，再以一系列不同配比之熔岩複合纖維測得摩擦係數及磨耗損失，該摩擦係數及磨耗損失之測試方式為使用SUJ2鋼材製做之鋼珠，平均硬度為HRC60±1，固定荷重30N，馬達轉速180rpm之高頻往復運動裝置磨耗試驗機，進行4小時檢測。
由結果得知，含有石墨之熔岩複合纖維添加量為40-60%，摩擦係數為0.31-0.43μ，磨耗損失為0.36-2.83mg；含有玻璃之熔岩複合纖維添加量為40-60%，摩擦係數為0.22-0.34μ，磨耗損失為0.41-2.99mg；故最佳條件為使用含有石墨之熔岩複合纖維添加量為60%，摩擦係數為0.36μ，磨耗損失為0.36mg。
如是，依據美國自動車學會(Society of Automotive Engineers)建議來令片摩擦係數的慣用範圍Code E(μ:0.25-0.35)和Code F(μ:0.35-0.45)，依此，本發明之熔岩複合纖維作為摩擦材料符合此慣用範圍，可適合做為車輛來令片等輕質構造之材料。
綜上所述，本發明提供一種製備熔岩纖維摩擦材料之方法，可有效改善習用之種種缺點，藉由一定比例之熔岩複合纖維添加量，搭配酚醛樹脂，製成熔岩纖維摩擦材料，且可對摩擦材料之摩擦係數及磨耗損失作調控，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11～14．．．步驟(A)～(D)
第1圖，係本發明之流程示意圖。
第2圖，係本發明之成分配比示意圖。
第3圖，係本發明之磨耗示意圖。
11～14．．．步驟(A)～(D)
Claims (5)
- 製備熔岩纖維摩擦材料之方法，係至少包括下列步驟：(A)選擇一具添加物之熔岩複合纖維，其中，該熔岩複合纖維係由廢棄物(焚化爐灰渣)經高溫電漿岩化處理後，再加入3-10%石墨作為添加物，經熔吹而成之水淬熔岩；(B)將該熔岩複合纖維混入300ml水中均勻分散，並加入40-60%酚醛樹脂混合，以作成第一混合物；(C)將該第一混合物倒入一混拌機具，進行均勻混拌處理，以作成第二混合物；(D)於均勻混拌後，將一機台在90℃下預熱5分鐘，再將該第二混合物置入模具，於一條作下加壓15-30分鐘，以獲得一熔岩纖維摩擦材料。
- 依申請專利範圍第1項所述之製備熔岩纖維摩擦材料之方法，其中，於步驟(A)中，該添加物亦可為10-30%之玻璃。
- 依申請專利範圍第1項所述之製備熔岩纖維摩擦材料之方法，其中，於步驟(A)中，該熔岩複合纖維之添加範圍為40-60%。
- 依申請專利範圍第1項所述之製備熔岩纖維摩擦材料之方法，其中，於步驟(C)中，該混拌機具係可為球磨機或行星式分散機。
- 依申請專利範圍第1項所述之製備熔岩纖維摩擦材料之方法，其中，於步驟(D)中，該條作係溫度為100-300℃及氣壓為2.5-7.5MPa。
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