專利名稱：丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，該漿粕作為增強材料用于諸如密封劑和摩擦材料之類的產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及制造這種漿粕的方法。
2.相關(guān)技術(shù)纖維和非纖維增強材料多年來被用于摩擦產(chǎn)品、密封產(chǎn)品和其它塑料或橡膠產(chǎn)品。此類增強材料通常必須表現(xiàn)出高耐磨和耐熱性。
石棉纖維歷來被用作增強材料，但由于其對健康有害，故已被替代或建議替代。然而，這些代用品中許多在這方面或那方面性能不如石棉。
研究公開74-75，1980-02發(fā)表，公開由各種不同長度的原纖化KEVLAR牌對位芳族聚酰胺纖維制造漿粕的方法，及其作為增強材料在各種不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。該出版物公開道，由KEVLAR牌對位芳族聚酰胺纖維制造的漿粕可單獨用于片材產(chǎn)品，或者與其它材料的纖維如NOMEX牌間位芳族聚酰胺、木漿、棉和其它天然纖維素、人造絲、聚酯、聚烯烴、尼龍、聚四氟乙烯、石棉和其它礦物、玻璃纖維及其它，陶瓷、鋼和其它金屬以及碳等纖維的組合用于片材產(chǎn)品。該出版物還公開了單獨由KEVLAR牌對位芳族聚酰胺纖維，或者與KEVLAR對位芳族聚酰胺纖維普通短纖維一起制成的漿粕在摩擦材料中的應(yīng)用，以替代一部分石棉體積，同時石棉體積的其余部分則由填料或其它纖維替代。
美國專利5,811,042(授予Hoiness)公開一種復(fù)合摩擦或墊片材料，由熱固性或熱塑性基體樹脂、纖維增強材料以及基本不含原纖的芳族聚酰胺顆粒制成。聚(對苯二甲酰對苯二胺)和聚(間對苯二甲酰間苯二胺)是優(yōu)選的纖維增強材料，該纖維可呈纖維屑(floc)或漿粕形式。
美國專利申請?zhí)?003/0022961(授予Kusaka等人)公開由以下材料制成的摩擦材料摩擦改良劑，以及由(a)干芳族聚酰胺漿粕和(b)濕芳族聚酰胺漿粕、木漿或丙烯酸漿粕的混合物制成的纖維增強劑。干芳族聚酰胺漿粕被定義為通過“干原纖化方法”獲得的芳族聚酰胺漿粕。干原纖化方法是將芳族聚酰胺纖維置于旋轉(zhuǎn)刀片與篩網(wǎng)之間進行干研磨從而制成漿粕的過程。濕芳族聚酰胺漿粕的定義是通過“濕原纖化方法”所獲得的芳族聚酰胺漿粕。濕原纖化方法是將短芳族聚酰胺纖維在水中置于2個轉(zhuǎn)盤之間研磨以形成原纖化纖維，隨后使原纖化纖維，即，漿粕，脫水的過程。Kusaka等人還公開一種纖維的混合-原纖化方法，包括首先將多種類型可原纖化的有機纖維按規(guī)定的比例混合，隨后將該混合物原纖化從而生產(chǎn)出漿粕。
目前，亟需提供一種替代增強材料，它既能在諸如密封和摩擦領(lǐng)域有很好的表現(xiàn)，同時成本又很低。盡管有大量公開的文獻提出低成本的替代增強材料，但是這類所建議的產(chǎn)品中許多在使用中表現(xiàn)不足，成本明顯高于目前市售產(chǎn)品，或者具有其它不足之處。因此，目前仍需要一種表現(xiàn)出高耐磨和耐熱，并且成本與其它市售供應(yīng)的增強材料相比不相上下或者更便宜的增強材料。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及制造用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法的第一實施方案，包括(a)合并諸漿粕組分，包括(1)丙烯酸纖維，包含占全部丙烯酸纖維至少85wt％的丙烯腈單元，該纖維是諸組分中總固體的10～90wt％，并具有不超過10cm的平均長度；(2)對位芳族聚酰胺纖維，其是諸組分中總固體的10～90wt％并具有不超過10cm的平均長度；以及(3)占全部組分95～99wt％的水；(b)將諸組分混合成基本均勻的淤漿；(c)共精磨該淤漿，包括同時地(1)對丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺纖維實施原纖化、切斷和塑煉，以便使它們變成具有莖梗和原纖的無規(guī)形狀原纖化纖維結(jié)構(gòu)；以及(2)使所有固體基本均勻地分散在精磨的淤漿中；以及
(d)從精磨的淤漿中除掉水直至總含水量不超過60wt％，借此，生產(chǎn)出一種丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，其中丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值，并且丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
本發(fā)明還涉及制造用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法的第二實施方案，包括(a)合并諸組分，包括水和第一纖維，后者由下列組分組成(1)丙烯酸纖維，包含占全部丙烯酸纖維至少85wt％的丙烯腈單元，該纖維是諸組分中總固體的10～90wt％；和(2)對位芳族聚酰胺纖維，其是諸組分中總固體的10～90wt％；(b)將諸組分混合成為基本均勻的懸浮體；(c)在圓盤磨中精磨該懸浮體，借此將纖維切斷使其具有不超過10cm的平均長度，并將至少某些纖維原纖化和塑煉使其成為無規(guī)形狀原纖化纖維結(jié)構(gòu)；(d)合并諸組分，包括該精磨的懸浮體、由(a)(1和2)組組成的第二纖維，以及水，若需要的話，直至將水含量增加到占全部組分的95～99wt％；(e)混合諸組分，若需要的話，以形成基本均勻的懸浮體；(d)共精磨該混合的懸浮體，包括(1)將懸浮體中的固體原纖化、切斷和塑煉，以便使全部或基本上全部丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂星o梗和原纖的無規(guī)形狀、原纖化丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)；以及(2)將所有固體基本均勻地分散在精磨的淤漿中；以及(h)從精磨的淤漿中除掉水直至總含水量不超過60wt％，借此，生產(chǎn)出一種丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，其中丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值，并且丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
本發(fā)明還涉及一種用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，包含
(a)無規(guī)形狀的丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)，包含占整個丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)至少85wt％的丙烯腈單元，并且是總固體的10～90wt％；(b)無規(guī)形狀的對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)，是總固體的10～90wt％；以及(c)水，是整個漿粕的4～60wt％，其中該丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值以及莖梗和/或原纖，其中該丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
本發(fā)明還涉及一種摩擦材料，它包含摩擦改良劑；任選地至少一種填料；粘結(jié)劑；和包含本發(fā)明漿粕的纖維增強材料。
另外，本發(fā)明涉及一種密封材料，它包含粘結(jié)劑；任選地至少一種填料；和包含本發(fā)明漿粕的纖維增強材料。
附圖簡述關(guān)于本發(fā)明，可從下文并結(jié)合下述附圖獲得更充分的理解。


圖1是實施制造本發(fā)明“濕”漿粕的濕法用的設(shè)備方框圖。
圖2是實施制造本發(fā)明“干”漿粕的干法用的設(shè)備方框圖。
圖3是作為本發(fā)明方法任選成分使用的對位芳族聚酰胺顆粒的顯微照片圖像。
圖4是按照本發(fā)明方法制造的漿粕的顯微照片圖像。
術(shù)語匯編在描述本發(fā)明之前，將某些術(shù)語定義在下面的詞匯表中是有用的它們在本公開中通篇都保持同一含義，除非另行指出。
“纖維”是指一種其長度與垂直于其長度的橫斷面的寬度之比高的相對柔性的物質(zhì)單元。這里，術(shù)語“纖維”與術(shù)語“長絲”或“根”可互換使用。這里所描述的長絲橫斷面可以是任何形狀的，但典型形狀是圓形或豆形。紡制在筒管上成為卷裝形式的纖維被稱作連續(xù)纖維。纖維可切斷為短段長度，被稱作短纖維。纖維還可切斷為更短的長度，被稱作纖維屑。紗線或復(fù)絲紗包含多根纖維。紗線可以被捻合和/或加捻。
“原纖”是指直徑小到從幾分之一微米到幾微米且長度從約10到100μm的小纖維。原纖通常從直徑介于4～50μm的較大纖維的主干延伸出來。原纖起著一種鉤子或扣合件的作用以纏住或俘獲相鄰材料。有些纖維能原纖化，另一些則不能或者不能有效地原纖化，于是就本定義目的而言，此種纖維就是不原纖化的。聚(對苯二甲酰對苯二胺)纖維在受到磨耗后容易原纖化，產(chǎn)生原纖。本發(fā)明的丙烯酸纖維也原纖化。
“原纖化的纖維結(jié)構(gòu)”是指具有莖梗和從它上面延伸出的原纖的材料顆粒，其中莖梗一般是圓柱狀，直徑約10～50μm，而原纖則是頭發(fā)狀部分，直徑只有幾分之一微米或幾個微米，附著在莖梗上并具有約10～100μm的長度。
“纖維屑(floc)”是指短段長度的纖維，比短纖維更短。纖維屑的長度介于約0.5～約15mm，并且直徑在4～50μm之間，優(yōu)選長1～12mm，和直徑在8～40μm。小于約1mm的纖維屑對使用它的材料的強度沒有明顯的貢獻。長度在約15mm以上的纖維屑或纖維通常不能很好地起作用，因為單根纖維可能變得糾纏起來，因此無法充分和均勻地分布在整個材料或淤漿中。芳族聚酰胺纖維屑是通過將芳族聚酰胺纖維切斷成短段長度而制成的，沒有明顯的或根本沒有原纖化，例如，像采用美國專利3,063,966、3,133,138、3,767,756和3,869,430中描述的方法制備的那些。
“長度加權(quán)平均值”是指按照下式計算的長度長度加權(quán)平均值＝∑[(每個單根漿粕長度)2]/∑[每個單根漿粕長度]“物體的最大尺寸”是指物體中2個最遠點彼此之間的直線距離。
“短纖維”可通過將長絲切斷為不超過15cm，優(yōu)選3～15cm，最優(yōu)選3～8cm長度而制成。短纖維可以是直的(即，非卷曲的)或者以任何卷曲(或反復(fù)彎曲)頻率卷曲成具有沿其長度的鋸齒狀卷曲。纖維可以以未涂布或涂布或者以預(yù)處理(例如，預(yù)拉伸或熱處理)的形式存在。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及制造作為增強材料用丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法。本發(fā)明還涉及按本發(fā)明方法制造的作為增強材料用的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕。本發(fā)明還涉及摻混了本發(fā)明漿粕的密封材料和摩擦材料之類的產(chǎn)品及其制法。
I.本發(fā)明方法的第一實施方案在第一實施方案中，制造丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法包括以下步驟。第一，將漿粕組分合并、加在一起或接觸。第二，合并的漿粕組分進行混合，以形成基本均勻的淤漿。第三，該淤漿同時進行精磨或共精磨。第四，從精磨的淤漿中除掉水。
合并步驟在合并步驟中，優(yōu)選地將諸漿粕組分加入到容器中合在一起。漿粕組分包括(1)丙烯酸纖維，(2)對位芳族聚酰胺纖維，(3)任選地基本或完全不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒，(4)任選地其它少量成分，以及(5)水。
丙烯酸纖維該丙烯酸纖維按照占諸組分中總固體的10～90wt％的濃度，優(yōu)選占諸組分中總固體的25～60wt％，最優(yōu)選占諸組分中總固體的25～55wt％的濃度加入。
丙烯酸纖維的平均長度優(yōu)選不超過10cm，更優(yōu)選0.5～5cm，最優(yōu)選0.6～2cm。將漿粕組分合在一起之前，可將任何以連續(xù)長絲形式的丙烯酸纖維切斷成較短纖維，例如，短纖維或纖維屑。
丙烯酸聚合物可用于本發(fā)明的丙烯酸纖維包括丙烯腈單元，該單元是整個丙烯酸纖維的至少85wt％。丙烯腈單元是-(CH2-CHCN)-。丙烯酸纖維可由這樣的丙烯酸聚合物制成，它由85wt％或更高的丙烯腈與15wt％或更低的可與丙烯腈共聚的烯屬單體，或者由2種或更多種這些丙烯酸聚合物的混合物制成?？膳c丙烯腈共聚的烯類單體的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等)、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏(二)氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯腈、烯丙基磺酸、甲磺酸和苯乙烯磺酸。
對位芳族聚酰胺纖維對位芳族聚酰胺纖維按照占諸組分中總固體的10～90wt％的濃度，優(yōu)選占諸組分中總固體的40～75wt％，最優(yōu)選占諸組分中總固體的40～55wt％的濃度加入。對位芳族聚酰胺纖維的線密度優(yōu)選不大于10分特(dtex)，更優(yōu)選0.5～10分特，最優(yōu)選0.8～2.5分特。還優(yōu)選對位芳族聚酰胺纖維沿其縱軸的平均長度不大于10cm，更優(yōu)選0.65～2.5cm，最優(yōu)選0.65～1.25cm。
對位芳族聚酰胺顆粒任選地，在一種實施方案中，漿粕組分還包括基本或完全不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒。如果加入這些顆粒，則它們應(yīng)加入至諸組分中總固體的不超過50wt％，優(yōu)選至諸組分中總固體的20～50wt％，最優(yōu)選至諸組分中總固體的20～35wt％的濃度。鑒于由對位芳族聚酰胺纖維制成，它們對所生產(chǎn)的漿粕的優(yōu)異耐磨和分散性做出貢獻。由于顆?；静缓w，因此這些顆粒也起到混煉劑的作用，促使其它成分分散在混合物和淤漿中。起此種功能的顆粒通常被稱為加工助劑或助劑?；净蛲耆缓w的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒的平均最大尺寸介于50～2000μm(0.05～2mm)，優(yōu)選50～1500μm，最優(yōu)選75～1000μm。然而，約50μm以下的顆粒將喪失在摩擦和密封用途中的效力。約2000μm以上的顆粒在混合時不能與其它成分充分地保持分散在水中。圖5是能作為本發(fā)明方法的成分使用的對位芳族聚酰胺顆粒的顯微照片圖像。
芳族聚酰胺聚合物適合用于制造本發(fā)明芳族聚酰胺纖維和芳族聚酰胺顆粒的聚合物是合成芳族聚酰胺。該聚合物必須具有成纖分子量方能成形為纖維。該聚合物可包括以芳族為主的聚酰胺均聚物、共聚物及其混合物，其中至少85％酰胺(-CONH-)鍵直接連接在2個芳環(huán)上。這些環(huán)可以是未取代或取代的。當2個環(huán)沿分子鏈彼此呈對位取向時，則該聚合物是對位芳族聚酰胺。優(yōu)選的是，共聚物具有不超過10％其它二胺用于替代成形該聚合物使用的主要二胺，或不超過10％其它二酰氯用于替代成形該聚合物中使用的主要二酰氯。添加劑可與芳族聚酰胺一起使用；并且現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，高達13wt％的其它聚合物材料可與該芳族聚酰胺進行摻混或結(jié)合。優(yōu)選的對位芳族聚酰胺是聚(對苯二甲酰對苯二胺)(PPD-T)及其共聚物。
任選的其它添加劑其它添加劑可任選地加入，只要它們在混合步驟中保持懸浮在溶液中并且不明顯改變精磨步驟對上面列出的必要固體成分的效應(yīng)。合適的添加劑包括顏料、染料、抗氧化劑、阻燃化合物，以及其它加工和分散助劑。優(yōu)選的是，漿粕組分不包括石棉。換句話說，制成的漿粕不含石棉或沒有石棉。
水水加至占全部組分的95～99wt％的含量，優(yōu)選占全部組分的97～99wt％。另外，水可先加入。其它組分的加入速率應(yīng)保持在使合并的諸組分在混合的同時達到最佳分散的水平。
混合步驟在混合步驟中，諸組分混合直至成為基本均勻淤漿。所謂“基本均勻”指的是，該淤漿的隨機樣品中的每一種起始成分的重量百分濃度位于合并步驟中其在全部組分中的對應(yīng)濃度的正負10wt％，優(yōu)選5wt％，最優(yōu)選2wt％的范圍內(nèi)。例如，如果在整個混合物中各個固體的濃度是50wt％丙烯酸纖維，加上50wt％對位芳族聚酰胺纖維，則在混合步驟中的基本均勻混合物意味著，該淤漿的每一個隨機樣品具有(1)50wt％±10wt％的丙烯酸纖維濃度，優(yōu)選±5wt％，最優(yōu)選±2wt％，并且(2)50wt％±10wt％的芳族聚酰胺纖維濃度，優(yōu)選±5wt％，最優(yōu)選±2wt％。混合可在任何包含旋轉(zhuǎn)槳葉或某種其它攪拌器的容器中完成?；旌峡稍谥T組分加入以后，諸組分加入或合并期間進行。
精磨步驟在精磨步驟中，諸漿粕組分同時地進行共精磨，轉(zhuǎn)化或改性，正如下面所述。丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺纖維被原纖化、切斷和塑煉成為無規(guī)形狀纖維結(jié)構(gòu)，具有莖梗和原纖。如果對位芳族聚酰胺顆粒與其它組分一起加入，則至少某些對位芳族聚酰胺顆粒被塑煉為較小、較圓、基本不含原纖的顆粒。所有固體全部發(fā)生分散使精磨的淤漿達到基本上均勻。“基本均勻”如同上面定義的那樣。該精磨步驟優(yōu)選包括將混合的淤漿送過1或多個圓盤磨，或者將淤漿通過單一磨漿機循環(huán)。術(shù)語“圓盤磨”是指這樣的磨漿機，它包含1或多對彼此相對旋轉(zhuǎn)從而借助圓盤之間的剪切作用對諸組分實施精磨的圓盤。在一種適用類型的圓盤磨中，要精磨的淤漿被泵進間距非常小的可彼此相對旋轉(zhuǎn)的圓形轉(zhuǎn)子與定子圓盤之間。每個圓盤具有面朝另一圓盤的表面，其上具有至少部分地沿徑向延伸的表面溝槽。可使用的優(yōu)選圓盤磨公開在美國專利4,472,241中。如必須達到均勻分散和足夠的精磨，可將混合的淤漿送過圓盤磨一次以上或者送過由至少2臺圓盤磨組成的系列。當混合淤漿僅在1臺磨漿機中精磨時，制成的淤漿趨于精磨得不充分和分散得不均勻。會形成完全或基本上由1種固體成分，或另一種，或2種，或者如有3種，則全部3種組成的成蔟或成團聚集體，而不是分散形成一種基本均勻的分散體。此種成蔟或成團聚集體，當混合淤漿經(jīng)由磨漿機通過一次以上或送過1臺以上磨漿機時，發(fā)生破碎并分散在淤漿中的傾向較大。
由于含多種成分的基本均勻的淤漿在本方法的該步驟中經(jīng)受共磨漿，故任何一種類型非漿粕成分(例如，對位芳族聚酰胺纖維)是在所有其它類型非漿粕成分(例如，芳族聚酰胺材料碎片和任選地對位芳族聚酰胺顆粒)的存在下被精磨到漿粕中的，同時那些其它成分也在受到磨漿。此種非漿粕成分的共磨漿將制成一種優(yōu)于僅將2種漿粕混合在一起所產(chǎn)生的漿粕共混物的漿粕。加入2種漿粕，然后僅僅將它們混合在一起，不能制成按照本發(fā)明由非漿粕成分的共磨漿到漿粕中所產(chǎn)生的漿粕的基本均勻、緊密連接的纖維組分。
脫水步驟隨后，將精磨淤漿脫水至總含水量不超過60wt％，優(yōu)選4～60wt％總含水量，最優(yōu)選5～58wt％總含水量。脫水可通過將漿粕收集在脫水裝置如臥式過濾器中，而要求的話，可通過加壓或壓榨漿粕濾餅來進一步脫水。脫水的漿粕隨后可任選地干燥到要求的含濕量，和/或可包裝或卷繞成卷。
圖1和2現(xiàn)在將參考圖1和2說明本發(fā)明。本詳述自始至終，在所有附圖中類似的字母代表類似的單元。
參考圖1，給出一種按照本發(fā)明制造“濕”漿粕的濕法實施方案的方框圖。漿粕成分1被加入到容器2中。容器2備有內(nèi)部混合器，類似于洗衣機中的混合器。該混合機將諸組分分散到水中，制成基本均勻的淤漿?；旌系挠贊{被轉(zhuǎn)移到精磨淤漿的第一磨漿機3中。隨后，任選地，該精磨淤漿可轉(zhuǎn)移到第二磨漿機4中，以及任選地隨后到第三磨漿機5中。雖然畫出的是3臺磨漿機，但可以使用任意數(shù)目的磨漿機，取決于所要求的均勻性和精磨程度。在該磨漿機系列中的最后一臺磨漿機以后，精磨的淤漿任選地轉(zhuǎn)移到過濾器或選料篩6中，它們讓或小于所選目數(shù)或網(wǎng)眼尺寸的分散固體通過，并將大于所選目數(shù)或網(wǎng)眼尺寸的分散固體循環(huán)返回到1或多個磨漿機中，例如，通過管線7，或到專門精磨此種循環(huán)淤漿的磨漿機8中，然后由此將精磨淤漿送至過濾器或選料篩6中。經(jīng)恰當精磨的淤漿從過濾器或選料篩6流過來到臥式真空脫水機9，在此，脫除水從而使?jié){粕具有不超過全部組分75wt％濃度的水。淤漿從一點到另一點的轉(zhuǎn)移可按照任何傳統(tǒng)方法和設(shè)備實施，例如，借助1或多臺泵10。隨后，漿粕被送至烘箱11，以脫除更多的水分直至漿粕具有不超過全部組分60wt％的含水量。隨后，精磨淤漿在打包機12中包裝。
參見圖2，其中畫出一種按照本發(fā)明制造“干”漿粕的干法實施方案的方框圖。該干法，除了臥式真空脫水機9以后的部分之外，與濕法相同。經(jīng)那臺脫水機9以后，漿粕經(jīng)過壓榨機13，結(jié)果脫除較多的水直至漿粕的含水量不超過全部組分的20wt％。隨后，漿粕經(jīng)過松解機14以便使?jié){粕變得蓬松，隨后經(jīng)轉(zhuǎn)子15以便脫除更多水分。然后，像濕法一樣，漿粕被送過烘箱11并在打包機12中打包。
II.本發(fā)明方法的第二實施方案在第二實施方案中，制造丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺漿粕的方法與上述方法的第一實施方案除了下面的不同之處以外全部相同。
在所有成分合并之前，或者丙烯酸纖維或?qū)ξ环甲寰埘０防w維，或者丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺纖維二者，可能需要切短?？蛇@樣實現(xiàn)將水與纖維組分合并。隨后，混合水與纖維而制成第一懸浮體，然后通過第一圓盤磨進行加工以使纖維變短。圓盤磨將纖維切短到不超過10cm的平均長度。圓盤磨還將使纖維發(fā)生部分原纖化和部分塑煉。其余的纖維，也就是此前未加入的那些，也可照此方式切短形成第二加工的懸浮體。然后，該其余纖維(或第二懸浮體，若在水中加工)與第一懸浮體合并。
在其它組分加入之前或以后或期間，需要的話，可加入更多的水，以便將含水量增加到占全部組分的95～99wt％。全部組分合并以后，若需要可對它們混合，以便得到基本均勻淤漿。
隨后，把淤漿中的諸組分在一起，即，同時進行共磨漿。此種精磨步驟包括固體在懸浮體中原纖化、切斷和塑煉，致使全部或基本上全部丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維轉(zhuǎn)化為無規(guī)形狀原纖化纖維結(jié)構(gòu)。此種精磨步驟也分散所有固體，致使精磨淤漿達到基本均勻。隨后，如同在本方法的第一實施方案中一樣脫水。這兩種方法都生產(chǎn)出相同或基本相同的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕。
本發(fā)明的漿粕本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品是一種作為增強材料用的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕。該漿粕包含(a)無規(guī)形狀的丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)，(b)無規(guī)形狀的對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)，(c)任選地基本不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒，(d)任選地其它少量添加劑，以及(e)水。
各單獨組分在漿粕中的濃度，當然，對應(yīng)于制造該漿粕時所用的相應(yīng)成分的前述濃度。
無規(guī)形狀、丙烯酸和對位芳族聚酰胺原纖化纖維結(jié)構(gòu)具有莖梗和原纖。該丙烯酸原纖和/或莖梗與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖?；旧咸幱诶p結(jié)。該原纖很重要，起到鉤子或扣件或毛爪的作用，將相鄰顆粒粘結(jié)并維系在漿粕和最終產(chǎn)品中，從而提供最終產(chǎn)品的整體性。
該丙烯酸和對位芳族聚酰胺原纖化纖維結(jié)構(gòu)的平均最大尺寸優(yōu)選不超過5mm，更優(yōu)選0.1～4mm，最優(yōu)選0.1～3mm。該丙烯酸和對位芳族聚酰胺原纖化纖維結(jié)構(gòu)的長度加權(quán)平均值不超過1.3mm，更優(yōu)選0.7～1.2mm，最優(yōu)選0.75～1.1mm。
如果對位芳族聚酰胺顆粒被包括在漿粕中，則丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)另外還接觸并部分地包纏在至少一部分這些較圓、基本不含原纖的對位芳族聚酰胺顆粒周圍。這些對位芳族聚酰胺顆粒還優(yōu)選具有至少50μm，更優(yōu)選50～100μm，最優(yōu)選50～75μm的尺寸。在和沿丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)的原纖能接觸該較圓、基本不含原纖的對位芳族聚酰胺顆粒并圍繞它形成繭狀物。
該丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕基本不含同一材料的成蔟或成團聚集體。再有，該漿粕的加拿大標準游離度(CSF)，作為其濾水特性的度量尺度，按照TAPPI試驗T227om-92測定，介于100～700mL，優(yōu)選250～450mL。
漿粕的表面積是原纖化程度的量度并影響由該漿粕組成的產(chǎn)品的孔隙率。優(yōu)選本發(fā)明漿粕的表面積是7～11m2/g。
圖4是按照本發(fā)明方法制造的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的顯微照片的圖像。
據(jù)信，基本均勻分布在整個增強材料以及摩擦及密封材料中的這些芳族聚酰胺顆粒和纖維結(jié)構(gòu)，借助對位芳族聚酰胺聚合物的高溫特性和對位芳族聚酰胺纖維的原纖化傾向，提供大量增強部位或提高的耐磨性能。當共磨漿時，丙烯酸和對位芳族聚酰胺材料的摻混達到如此緊密的程度，以致在摩擦或密封材料中總有某些對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)緊靠著丙烯酸結(jié)構(gòu)，總能分擔使用中的應(yīng)力和磨耗。
密封材料本發(fā)明還涉及密封材料和制造該密封材料的方法。密封材料被用來或者作為阻擋層以防止流體和/或氣體的泄漏和用來防止，在2個物品連接在一起的情況下，污染物的進入。密封材料的應(yīng)用例子是墊片。密封材料包含粘結(jié)劑；任選地至少一種填料；以及含有本發(fā)明丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的纖維增強材料。合適的粘結(jié)劑包括腈橡膠、丁二烯橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠及其混合物。粘結(jié)劑可與所有其它起始材料一起加入。粘結(jié)劑通常在墊片生產(chǎn)過程的將諸干成分在一起混合的第一步驟中加入。其它成分任選地包括未硫化橡膠顆粒和橡膠溶劑，或者橡膠在溶劑中的溶液，以便讓粘結(jié)劑涂布填料和漿粕的表面。合適的填料包括硫酸鋇、粘土、滑石粉及其混合物。
制造密封材料的合適的方法是，例如，由材料的淤漿制造墊片的打漿機-加入方法或濕法，或者采用所謂壓光或干法，此時，將諸成分合并到彈性體或橡膠溶液中。
摩擦材料本發(fā)明漿粕可作為增強材料用于摩擦材料。所謂“摩擦材料”是指利用其摩擦特性如停止或轉(zhuǎn)移運動能量的摩擦系數(shù)，高溫穩(wěn)定性、耐磨性，對噪音和震動的阻尼性能等的材料。摩擦材料的應(yīng)用例子包括制動墊、剎車塊、干離合器面層、離合器面層段、制動墊背襯/絕緣層、自動變速器紙和摩擦紙。
鑒于這些新應(yīng)用，本發(fā)明還涉及摩擦材料和制造該摩擦材料的方法。具體地說，該摩擦材料包含摩擦改良劑；任選地至少一種填料；粘結(jié)劑；和包含本發(fā)明丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的纖維增強材料。合適的摩擦改良劑是金屬粉末如鐵、銅和鋅；磨料如氧化鎂和氧化鋁；潤滑劑如合成和天然石墨，以及鉬和鋯的硫化物；以及有機摩擦改良劑如合成橡膠和腰果殼樹脂顆粒。合適的粘結(jié)劑是熱固性樹脂如酚醛樹脂(即，純(100％)酚醛樹脂和各種各樣以橡膠或環(huán)氧改性的酚醛樹脂)、蜜胺樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺樹脂及其混合物。合適的填料包括重晶石、碳酸鈣、硅灰石、滑石粉、各種粘土及其混合物。
制造摩擦材料的實際步驟可能因所要求的摩擦材料的類型而異。例如，制造模塑摩擦零件的方法一般涉及將要求的成分合并在模具中，固化該零件，以及若需要，成形，熱處理和磨削零件。自動變速器紙和摩擦紙一般可通過將所要求的成分合并在淤漿中并采用傳統(tǒng)造紙方法在造紙機上造紙。
試驗方法下面的試驗方法將用于下面的實施例中。
加拿大標準游離度(CSF)是從淤漿或顆粒的分散體中脫水容易程度的熟知量度。游離度按照TAPPI試驗T227確定。從該試驗中得到的數(shù)據(jù)被表示為加拿大游離度值，它代表在規(guī)定條件下從含水淤漿中濾出的水的毫升數(shù)。數(shù)值大表明高游離度和高排水傾向。數(shù)值低表明分散體具有排水慢的傾向。游離度與漿粕的原纖化程度彼此成反比，因為較多的原纖數(shù)目將降低通過成形紙幅的排水速度。
長度加權(quán)平均值是采用“FiberExpert”臺式分析儀(現(xiàn)在亦稱作“PulpExpertFS”，由Metso Automation(赫爾新基，芬蘭)供應(yīng))。該分析儀用數(shù)字CCD相機攝取當漿粕淤漿流過分析儀時漿粕的照片圖像，隨后，混合計算機分析這些圖像中的纖維并計算它們的長度加權(quán)平均值。
溫度所有溫度都以攝氏度℃測量。
旦數(shù)按照ASTM D 1577測定，是用9000米纖維重量的克數(shù)表示的纖維線密度。旦數(shù)是在Textechno(慕尼黑，德國)制造的Vibroscope上測定的。旦數(shù)x(10/9)等于分特(dtex)數(shù)。
實施例現(xiàn)在將通過以下具體實施例說明本發(fā)明。所有份數(shù)和百分數(shù)一律指重量，除非另行指出。按照本發(fā)明方法制備的實施例用數(shù)字代表。
實施例1在本發(fā)明該實施例中，本發(fā)明漿粕由對位芳族聚酰胺纖維和丙烯酸短纖維原料制造。丙烯酸短纖維，切斷長度2英寸，單絲線密度3dpf(單絲旦數(shù))(3.3分特每根絲)，從Solutia公司獲得，總部在圣路易，MO。對位芳族聚酰胺纖維，以市售KEVLAR牌纖維屑形式，Style1F178，切斷長度1/4”，從杜邦公司(Wilmington，特拉華)獲得。
丙烯酸短纖維和水一起直接喂入到Sprout-Waldron 12”單圓盤磨中，采用10密耳的板隙設(shè)定值，然后進行預(yù)磨漿以達到13mm范圍內(nèi)的可接受加工長度。
隨后，將預(yù)磨漿的丙烯酸纖維和切斷的對位芳族聚酰胺纖維加上水合并到高速攪拌的混合槽中，調(diào)配成50wt％對位芳族聚酰胺纖維和50wt％丙烯酸短纖維的固體濃度，然后混合成均勻的、可用泵壓送的淤漿，其中全部固體組分的濃度為約2～3wt％。隨后，該淤漿通過Sprout-Waldron 12”單圓盤磨進行循環(huán)并共磨漿。
該磨漿機同時進行(1)原纖化、切斷并塑煉對位芳族聚酰胺纖維和丙烯酸短纖維直至成為具有莖梗和原纖的無規(guī)形狀纖維結(jié)構(gòu)。
(2)分散所有固體直至精磨的淤漿變得基本均勻，其中基本均勻如前面的定義。
隨后，該精磨的淤漿利用濾袋進行過濾，并進行壓榨脫水，然后存放在大ZIPLOC型貯存袋中。該纖維結(jié)構(gòu)的平均最大尺寸不超過5mm，長度加權(quán)平均值不超過1.3mm，采用FiberExpert測定。
實施例2本實施例展示由對位芳族聚酰胺纖維和丙烯酸纖維原料制造共磨漿漿粕的另一種方法。丙烯酸短纖維，切斷長度2英寸，單絲線密度3dpf(3.3分特每根絲)，從Solutia公司獲得，利用guillotine切斷機沿直角切斷2～3次以便生產(chǎn)出一種隨機-長度的纖維，大多數(shù)纖維短于3/4英寸(1.91cm)并且平均約1/2英寸(1.27cm)長。
對位芳族聚酰胺纖維，呈市售KEVLAR牌筒子紗的復(fù)絲紗形式，從杜邦公司(Wilmington，特拉華)獲得，通過在Lummus切斷機(從Lummus工業(yè)公司獲得，哥倫布，佐治亞)上將該對位芳族聚酰胺紗線切斷而完成準備。其它KEVLAR牌對位芳族聚酰胺纖維，起初不是呈筒子紗形式，而是具有長的多種長度，采用guillotine切斷機沿直角切斷2～3次以便生產(chǎn)出一種隨機-長度的纖維，大多數(shù)纖維短于3/4英寸(1.91cm)并且平均約1/2英寸(1.27cm)長。
按照如上所述制備的2種成分加上水隨后被合并到被稱作水力碎漿機的高速攪拌混合槽中，調(diào)配成50wt％對位芳族聚酰胺纖維和50wt％丙烯酸短纖維的固體濃度，然后混合成均勻、可用泵壓送的淤漿，其中全部組分的總固體濃度為約2～3wt％。隨后，該淤漿按照美國專利4,472,241中所述，用泵壓過3臺磨漿機組成的系列。磨漿機同時進行(1)原纖化、切斷并塑煉該丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺纖維直至成為具有莖梗和原纖的無規(guī)形狀纖維結(jié)構(gòu)。
(2)分散所有固體直至精磨的淤漿變得基本均勻，其中基本均勻如前的定義。
隨后，該精磨的淤漿利用臥式脫水機脫水并在烘箱內(nèi)干燥到50wt％，以濕漿為基準計，要求的總含水量。隨后，該濕漿由打包機包裝成包。當用FiberExpert測定時，漿粕中的所有成分都具有不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值。
實施例3本實施例說明本發(fā)明漿粕的另一些加工步驟和另一種實施方案。重復(fù)實施例2的程序。然而，漿粕在臥式脫水機上脫水后，漿粕在機械壓榨機中壓榨以進一步脫水；隨后該漿粕利用松解機(從Bepex公司(Santa Rosa，加州)供應(yīng))進行蓬松化以更好地分開壓實的濕漿。隨后，松解的濕漿在烘箱中干燥至約8wt％總含水量，隨后，在ultrarotor(型號IIIA，從Altenburger Machinen Jackering公司(Voisterhauser，德國)獲得)中，如美國專利5,084,136中所公開的進一步加工以便進一步松解和分開干燥的漿粕。隨后，干燥的漿粕打包成包。當采用FiberExpert測定時，漿粕中所有成分都具有不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值。
實施例4本實施例說明本發(fā)明漿粕的另一種實施方案。重復(fù)實施例2的程序，但不同的是，把三分之一重量的對位芳族聚酰胺纖維換成對位芳族聚酰胺顆粒。該對位芳族聚酰胺樹脂顆粒是這樣制備的令對苯二胺與對苯二甲酰氯在大致如美國專利3,884,881中公開的螺桿擠出機中連續(xù)起反應(yīng)，只是采用N-甲基吡咯烷酮/氯化鈣作為溶劑，生成粒狀聚合物并從溶劑中沉淀出來。將溶劑萃取出來，聚合物顆粒進行洗滌和干燥成為混合粒度的粒狀粉末。隨后，按照基本上如同在實施例2中處理對位芳族聚酰胺纖維一樣處理該對位芳族聚酰胺樹脂顆粒。然而，該磨漿機不僅精磨纖維也把對位芳族聚酰胺顆粒切斷和/或塑煉成為較圓的基本不含原纖的顆粒。脫水后，一部分總含水量50wt％的制成漿粕隨后打包成包。制成漿粕的其余部分進一步壓榨至約8wt％的總含水量，隨后，如同在實施例3那樣松解、分散和包裝。當采用FiberExpert測定時，漿粕中所有成分都具有不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值。
實施例5按照如下方式制備摻混了本發(fā)明漿粕的圓盤形制動墊。約20kg包含非-石棉的基礎(chǔ)復(fù)合粉末，其中含有7wt％腰果殼樹脂、17wt％無機填料、21wt％石墨、焦炭和潤滑劑、18wt％無機磨料以及16wt％軟金屬，在50L Littleford混合機中一起混合10～20min。該混合機具有2個高速切碎器，它們具有“星-棒”構(gòu)型的刀片和一根轉(zhuǎn)動較慢的犁。
隨后，把5kg充分混煉的基礎(chǔ)復(fù)合粉末與本發(fā)明漿粕(一種由50wt％對位芳族聚酰胺和50wt％丙烯酸纖維構(gòu)成的共磨漿漿粕)合并，其中漿粕用量占復(fù)合粉末與漿粕總重量的3.8wt％。隨后，通過再混合5～10min使?jié){粕分散在基礎(chǔ)復(fù)合粉末中。一旦分散好，得到的制動墊組合物便具有正常視覺外觀，纖維完全分散在基礎(chǔ)復(fù)合粉末中并被其包覆，基本看不到漿粕成球或任何成分分離的現(xiàn)象。
該制動墊組合物隨后被倒入用于前盤制動墊的單腔鋼模具內(nèi)并冷壓至約5/8英寸(16mm)標準厚度，隨后從模具中取出，從而制成重約200g的預(yù)成形制動墊。該型坯沒有過分的回彈或溶脹，并且足夠結(jié)實以承受正常處理而不損壞。共制造了一式12個復(fù)制品型坯。隨后將該型坯放入2個多腔模具中，將模具放入到市售壓機中并在300(149℃)壓制-固化(粘結(jié)劑酚醛交聯(lián)-反應(yīng))約15min，并定時地釋放壓力以便讓酚醛反應(yīng)氣體選出，隨后在340(171℃)略加約束的烘箱內(nèi)固化4h從而完成酚醛粘結(jié)劑的交聯(lián)。該固化、模塑墊隨后被磨削至約半英寸(13mm)的要求厚度。當與含有相等含量全對位芳族聚酰胺漿粕或丙烯酸漿粕的市售制動墊目測比較時，看不出該試驗墊有任何區(qū)別并且它具有優(yōu)良配混料進入背襯板孔內(nèi)的流動性而且沒有邊緣碎落現(xiàn)象。
摻混了本發(fā)明漿粕的制動墊的樣品隨后接受摩擦性能試驗。
取自試驗墊的試樣，1英寸見方，約3/16英寸(5mm)厚，在LinkEngineering(底特律，MI)制造的Chase Machine上進行評估，采用汽車工程師協(xié)會(SAE)試驗程序J661來確定在恒壓和控制溫度下在抵住加熱鋼鼓的拖曳試驗期間的熱和冷摩擦系數(shù)。定時地測定樣品的磨耗(厚度損失)。用從其它復(fù)制品墊上切下的另外2個樣品重復(fù)該試驗。摻混了本發(fā)明漿粕的制動墊的樣品表現(xiàn)出與含基本等量全對位芳族聚酰胺漿粕的市售墊的熱和冷摩擦特性基本相同。該試驗還表明，墊與墊之間的均勻性和平均摩擦等級也基本相同。
隨后，測試墊在各種不同制動條件下的摩擦和磨耗，其中采用測力計(單活塞測力計，滾動半徑289.0mm(Link測試實驗室公司，底特律，MI))，采用試驗程序J2681(ISO-SWG4)進行試驗。該試驗由17組工況組成，各由5到200次制動組成，還測定摩擦系數(shù)隨所加制動壓力、溫度、制動速度和減速速率所變化的情況。該試驗還具有2個高溫衰退段，在衰退段期間，制動墊在恒定減速期間承受不斷增高的高初始溫度，并達到600℃以上的溫度。根據(jù)試驗結(jié)束時(608次制動)墊的厚度和重量的減少來確定磨耗。由本實施例的配混料制成的墊的結(jié)果表現(xiàn)出非常少的衰退并且即便衰退，也能很好地恢復(fù)(此處衰退被定義為在最高溫度施加制動時摩擦的損失)，在非衰退段，有0.25～0.4的可接受摩擦系數(shù)，不出現(xiàn)墊表面龜裂，以及對于墊和鼓來說均可接受的磨耗速率。
實施例6本實施例展示本發(fā)明漿粕怎樣摻混到“打漿機-加入”的密封用墊片中。水、橡膠、膠乳、填料、化學品和本發(fā)明漿粕按照要求的量合并以制成淤漿。在循環(huán)金屬絲篩網(wǎng)(例如，造紙機網(wǎng)或金屬絲網(wǎng))上，該淤漿基本濾掉全部其含有的水，在加熱隧道中進行干燥，并在加熱壓光滾筒上硫化而形成最大厚度約2.0mm的材料。該材料在水壓機或雙輥壓光機中進行壓制，從而增加密度和改善密封性。
此種打漿機-加入的墊片材料一般不具有與之相當?shù)膲嚎s-纖維材料一樣好的密封性，但最適合中等壓力、高溫場合使用。該打漿機-加入的墊片可用于制造輔助引擎墊片，或者在進一步加工之后用于汽缸蓋墊片。為此目的，將該半制品層壓到釘齒式金屬片的兩面并借助釘齒物理定位。
實施例7本實施例展示如何將本發(fā)明漿粕摻混到由壓光法制造的墊片中去。將如實施例6的成分，但不包括水，在一起徹底干混合，隨后與采用適當溶劑制備的橡膠溶液進行摻混。
混合后，配混料通常按照間歇方式運送到輥筒壓光機中。壓光機由冷卻的小輥和加熱的大輥組成。配混料被喂入并被2個輥筒的旋轉(zhuǎn)運動牽引到壓光輥隙中。配混料將粘附并圍繞熱下輥自身纏繞數(shù)層達0.02mm厚，視壓力而定，從而形成由配混料諸層累積構(gòu)成的墊片材料。在此運行期間，溶劑蒸發(fā)，同時彈性體開始硫化。
一旦達到所要求的墊片材料厚度，停下輥筒，并將墊片材料從熱輥上切下，然后切割和/或沖裁到要求的尺寸。不要求任何進一步的壓制或加熱，該材料已可立即用作墊片。按此方式，可制造最厚約7mm的墊片。然而，按此種方式制造的大多數(shù)墊片要薄得多，通常在約3mm或更薄的厚度。
權(quán)利要求
1.一種制造用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法，包括(a)合并諸漿粕組分，包括(1)丙烯酸纖維，包含占全部丙烯酸纖維至少85wt％的丙烯腈單元，該纖維是諸組分中總固體的10～90wt％，并具有不超過10cm的平均長度；(2)對位芳族聚酰胺纖維，其是諸組分中總固體的10～90wt％并具有不超過10cm的平均長度；以及(3)占全部組分95～99wt％的水；(b)將諸組分混合成基本均勻的淤漿；(c)共精磨該淤漿，包括同時地(1)對丙烯酸纖維和對位芳族聚酰胺纖維實施原纖化、切斷和塑煉，以便使它們變成具有莖梗和原纖的無規(guī)形狀原纖化纖維結(jié)構(gòu)；以及(2)分散所有固體以便使精磨的淤漿基本均勻；以及(d)從精磨的淤漿中除掉水直至總含水量不超過60wt％，借此，生產(chǎn)出一種丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，其中丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值，并且丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中丙烯酸纖維的線密度不大于10分特；并且對位芳族聚酰胺纖維的線密度不大于2.5分特。
3.權(quán)利要求1的方法，其中漿粕基本不含同樣材料的聚集體。
4.權(quán)利要求1的方法，其中諸組分還包括基本上或完全不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒，其占諸組分中總固體的至多50wt％，并且具有50～2000μm的平均最大尺寸，而且在精磨步驟中，將至少一部分對位芳族聚酰胺顆粒塑煉成為較小、較圓、基本不含原纖的顆粒，借此在生產(chǎn)的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕中，丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)接觸，且至少部分地包纏在一部分該較圓、基本不含原纖的對位芳族聚酰胺顆粒周圍。
5.權(quán)利要求1的方法，其中在合并步驟中，丙烯酸纖維占總固體的25～60wt％。
6.權(quán)利要求1的方法，其中在合并步驟中，對位芳族聚酰胺纖維占總固體的40～75wt％。
7.權(quán)利要求1的方法，其中在脫水步驟之后，水占整個漿粕的4～60wt％，并且漿粕的加拿大標準游離度(CSF)介于100～700mL。
8.權(quán)利要求1的方法，其中精磨步驟包括將混合淤漿送過一系列圓盤磨。
9.一種制造用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕的方法，包括(a)合并諸組分，包括水和第一纖維，后者由下列組分組成(1)丙烯酸纖維，包含占全部丙烯酸纖維至少85wt％的丙烯腈單元，該纖維是漿粕中總固體的10～90wt％；和(2)對位芳族聚酰胺纖維，其是漿粕中總固體的10～90wt％；(b)將合并的諸組分混合成為基本均勻的懸浮體；(c)在圓盤磨中精磨該懸浮體，借此將纖維切斷使其具有不超過10cm的平均長度，并將至少某些纖維原纖化和塑煉使其為成無規(guī)形狀原纖化纖維結(jié)構(gòu)；(d)合并諸組分，包括該精磨的懸浮體、平均長度不超過10cm的由(a)(1和2)組組成的第二纖維，以及水，若需要的話，直至將水含量增加到占全部組分的95～99wt％；(e)混合諸組分，若需要的話，以形成基本均勻的懸浮體；(d)共精磨該混合的懸浮體，包括同時地(1)將懸浮體中的固體原纖化、切斷和塑煉，以便使全部或基本上全部丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂星o梗和原纖的無規(guī)形狀、原纖化丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)；以及(2)分散所有固體以便使精磨的淤漿基本均勻；以及(h)從精磨的淤漿中除掉水直至總合水量不超過60wt％，借此，生產(chǎn)出一種丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，其中丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值，并且丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中諸組分還包含基本上或完全不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒，占諸組分中總固體的至多50wt％并具有50～2000μm的平均最大長度；以及在第一或第二精磨步驟中，將至少一部分對位芳族聚酰胺顆粒塑煉成較小、較圃、基本不含原纖的顆粒，借此，在生產(chǎn)的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕中，丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)接觸，且至少部分地包纏在一部分該較圓、基本不含原纖的對位芳族聚酰胺顆粒周圍。
11.權(quán)利要求9的方法，其中在脫水步驟之后，無規(guī)形狀丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)是總固體的25～60wt％。
12.權(quán)利要求9的方法，其中在脫水步驟之后，無規(guī)形狀對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)是總固體的40～75wt％。
13.權(quán)利要求9的方法，其中在脫水步驟之后，水是整個漿粕的4～60wt％，并且漿粕的加拿大標準游離度(CSF)介于100～700mL之間。
14.一種用作增強材料的丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，包含(a)無規(guī)形狀丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)，其包含占整個丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)至少85wt％的丙烯腈單元，并且是總固體的10～90wt％；(b)無規(guī)形狀對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)，是總固體的10～90wt％；以及(c)水，是整個漿粕的4～60wt％，其中該丙烯酸和對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)具有不超過5mm的平均最大尺寸，不超過1.3mm的長度加權(quán)平均值以及莖梗和/或原纖，其中該丙烯酸原纖和/或莖梗顯著地與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗纏結(jié)。
15.權(quán)利要求14的芳族聚酰胺漿粕，還包含基本上或完全不含原纖的粒狀對位芳族聚酰胺顆粒，其是總固體的至少50wt％。
16.權(quán)利要求14的漿粕，其中無規(guī)形狀的丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)是總固體的25～60wt％。
17.權(quán)利要求14的漿粕，其中無規(guī)形狀的對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)是總固體的40～75wt％。
18.權(quán)利要求14的漿粕，其中水是整個漿粕的4～60wt％，并且漿粕的加拿大標準游離度(CSF)介于100～700mL。
19.一種摩擦材料，包含摩擦改良劑；粘結(jié)劑；和包含權(quán)利要求14的漿粕的纖維增強材料。
20.權(quán)利要求19的摩擦材料，其中摩擦改良劑選自金屬粉末、磨料、潤滑劑、有機摩擦改良劑及其混合物；并且粘結(jié)劑選自熱固性樹脂、蜜胺樹脂、環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺樹脂及其混合物。
21.一種密封材料，包含粘結(jié)劑；和包含權(quán)利要求14的漿粕的纖維增強材料。
22.權(quán)利要求21的密封材料，其中粘結(jié)劑選自腈橡膠、丁二烯橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及丙烯酸和對位芳族聚酰胺漿粕，它作為增強材料用于產(chǎn)品如密封和摩擦材料。該漿粕包含(a)無規(guī)形狀丙烯酸纖維結(jié)構(gòu)，(b)無規(guī)形狀對位芳族聚酰胺纖維結(jié)構(gòu)，和(c)水，其中丙烯酸原纖和/或莖梗與對位芳族聚酰胺原纖和/或莖梗顯著纏結(jié)。本發(fā)明還涉及制造此種丙烯酸和芳族聚酰胺漿粕的方法。
文檔編號D21H13/26GK1973085SQ200580020861
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者J·A·康利, E·A·梅里曼 申請人:納幕爾杜邦公司