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谭康
《摩擦密封材料》编 辑 部 主任

第二章 纤维原料

  要实现产品的无石棉化,首当其冲的工作就是对石棉的新纤维替代研究。截至目前,这种研究工作已经经历了两个阶段。除了石棉以外,我国还拥有很天独厚的其他矿物纤维资源,如海泡石、纤维水镁石、硅灰石等,所以开初的纤维替代理念比较简单,首先想到从这些矿物纤维的应用上寻找出路。然而结果证明,这不是成功替代厂棉的“捷径”。且不说硅灰石只是一种针状矿物,它的松解性和增强效果不佳,充其量只能起到添加剂的作用;就边海泡石、纤维水镁石虽然纤维形态较好,其中后者还可像厂棉那样被选分、开松,便不幸它们都与石棉一起伴生成矿,当用其后产的摩擦材料出口到国外的时处,经外商用光谱议衍射检验,里边仍含有少量石棉,不符合无石棉的定义。此后借鉴国外的技术理念,纤维替代工作进入了更深入的阶段,即以人造无机纤维为主体增强材料的成熟时期,研发应用了许多真正概念上的非厂棉纤维品种,国外的高技术纤维也趁势打入我国。从此非石棉纤维原料市场进入“战国”时期给摩擦密封材料企业提供了任意选择的余地。

  一、复合矿物纤维
  1、FKF复合矿物纤维
  FKF纤维系由北京恒年技贸公司开发成功于1998年投放市场的复合纤维。它包含多种矿物纤维,主体纤维为耐高温非金属矿物经1000℃以上高温融熔、离心或喷丝而成,再辅以少量有机纤维及其他增强成份混合制成的新型纤维品种。它主要用于制造各种摩擦材料,也可用于密封垫片和纤维水泥制品的增强。
FKF纤维的技术性能:
  外观:黄白色纤维,有柔软感。
  烧失量:≤10%(800℃,1h);
  容重:0.13~0.20g/cm³;
  水分含量:≤3%;
  纤维长度:~20mm
  纤维直径:~20µm。
  FKF纤维的化学成分:
  SiO2     AL2 O3     CaO     MgO     Fe2 O3    C
40~43%   16~18%   14~16%   5~7%    3~5%    4~6%

  典型检测结果及与石棉、岩棉的对比结果见表2—1:

表2—1FKF纤维的化学组份、纤维长径与石棉/岩棉的对比

化学组份%
FKF纤维
石棉
岩棉
SiO2
42.27
33~42
35~45
AL2 O3
17.19
0~2
10~20
CaO
15.36
0~5
20~40
MgO
6.09
38~46
3~10
Fe2 O3
4.01
0~5
0~12
H2O
/
12~13
/
C
5.66
/
/
纤维直径(µ)
均值6.8
0.03~10
3~10
纤维长度(mm)
均值4.5
50以下
50以下

针对摩擦材料用途的FKF纤维有以下产品牌号:
  FKF4016WE-用于盘式刹车片,粘接型鼓式刹车片,为车闸瓦。
  FKF4016WH-用于工程机械摩擦片。
  FKF4016X-用于盘式刹车片,粘接型鼓式刹车片。
  FKF4025Y-用于载重汽车刹车片,城市公交车辆和大客车刹车片,工业机械摩擦片。
  FKF纤维在摩擦材料中的配比范围:
1轿车或微型车盘式刹车片和粘接型鼓式刹车片
  FKF纤 20~25%;
  或FKF纤维 13~15%
  钢纤维 5~13%
2载重汽车铆接型鼓式刹车片
  FKF纤维 25~35%
  建议采取某些补强措施,如使用腰果壳油改性树脂作粘结剂,加入少量(3~5%)金属纤维、丁腈橡胶粉,这样制品的抗冲击强度可达到3.5~4dj/cm²左右。
推荐的典型配方
1轻、中型载重汽车鼓式刹车片
  组 份         配比%
  FKF纤维       20~35
  其它纤维       2~8
  橡胶改性酚醛树脂   15~21
  摩擦性能调节剂   20~40
  减磨材料   10~15
2城市公交车辆软质鼓式刹车片
  组 份     用量比例%
  树脂       12~5
  橡胶       5~15
  FKF纤维     20~40
  其他纤维     ~20

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