JP5236955B2 - 摩擦材用バインダー樹脂組成物、それを含む熱硬化性樹脂複合材料および摩擦材 - Google Patents
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(1) ポリベンゾオキサジン樹脂と、その100質量部に対し、一般式(1)
Ti(OR 1 ) 4 …(1)
(式中、R 1 は炭素数1〜5のアルキル基を示し、4つのOR 1 はたがいに同一でも異なっていてもよい。)
で表されるテトラアルコキシチタン化合物の加水分解縮合物を、TiO2換算で3〜25質量部含むことを特徴とする摩擦材用バインダー樹脂組成物、
(2) 上記(1)項に記載のバインダー樹脂組成物、繊維状補強材、潤滑材および摩擦調整材を含むことを特徴とする熱硬化性樹脂複合材料、および
(3) 上記(2)項に記載の熱硬化性樹脂複合材料を用いて得られたことを特徴とする摩擦材、
を提供するものである。
[バインダー樹脂組成物]
本発明の摩擦材用バインダー樹脂組成物は、ポリベンゾオキサジン樹脂と、その100質量部に対し、アルコキシチタン化合物の加水分解縮合物を、TiO2換算で3〜25質量部含むことを特徴とする。
(ポリベンゾオキサジン樹脂)
本発明のバインダー樹脂組成物におけるポリベンゾオキサジン樹脂としては特に制限はなく、従来公知のポリベンゾオキサジン樹脂を用いることができる。このポリベンゾオキサジン樹脂は、フェノール性水酸基を有する化合物と、1級アミン類と、アルデヒド類とを縮合反応させることにより製造することができる。
(アルコキシチタン化合物)
本発明のバインダー樹脂組成物においては、前記ポリベンゾオキサジン樹脂のゲル化時間を短縮させるために、アルコキシチタン化合物の加水分解縮合物を含有させることが必要である。
Ti(OR1)4 …(1)
で表されるテトラアルコキシチタンを用いることができる。
(バインダー樹脂組成物の調製)
本発明のバインダー樹脂組成物の調製については特に制限はないが、例えば以下に示す方法により、所望のバインダー樹脂組成物を効率よく調製することができる。
[熱硬化性樹脂複合材料]
本発明の熱硬化性樹脂複合材料(以下、単に複合材料と称することがある。)は、前述した摩擦材用バインダー樹脂組成物、繊維状補強材、潤滑材および摩擦調整材を含むことを特徴とし、摩擦材の成形材料として用いられる。
(繊維状補強材)
本発明の複合材料における繊維状補強材としては、有機繊維および無機繊維のいずれも用いることができる。有機繊維としては、高強度の芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維;デュポン社製、商品名「ケブラー」など)、耐炎化アクリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアクリレート繊維、ポリエステル繊維などを挙げることができる。一方、無機繊維としては、チタン酸カリウム繊維、バサルト繊維、炭化珪素繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ワラストナイトなどの他、アルミナシリカ系繊維などのセラミック繊維、ステンレス繊維、銅繊維、黄銅繊維、ニッケル繊維、鉄繊維などの金属繊維等を挙げることができる。これらの繊維状物質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(潤滑材、摩擦調整材、その他フィラー)
<潤滑材>
本発明の複合材料における潤滑材としては、特に制限はなく、従来摩擦材に潤滑材として使用されている公知のものの中から、任意のものを適宜選択することができる。この潤滑材の具体例としては、黒鉛、フッ化黒鉛、カーボンブラックや、硫化スズ、二硫化タングステン等の金属硫化物、さらにはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、窒化硼素などを挙げることができ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<摩擦調整材>
また、本発明の複合材料における摩擦調整材としては、特に制限はなく、従来摩擦材に摩擦調整材として使用されている公知のものの中から、任意のものを適宜選択することができる。この摩擦調整材の具体例としては、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化鉄などの金属酸化物;ケイ酸ジルコニウム;炭化ケイ素;銅、真ちゅう、亜鉛、鉄などの金属粉末類やチタン酸塩粉末等の無機摩擦調整材、NBR、SBR、タイヤトレッドなどのゴムダストや、カシューダストなど有機ダスト等の有機摩擦調整材を挙げることができる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<その他フィラー>
本発明の複合材料においては、補強材や摩擦調整材などとして、膨潤性粘土鉱物を含有させることができる。この膨潤性粘土鉱物としては、例えばカオリン、タルク、スメクタイト、バーミキュライト、雲母などが挙げられる。
<有機化合物で処理されたフィラー>
有機化合物で処理されたフィラーとしては、例えば膨潤性粘土鉱物を始め、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マグネシア、アルミナ、ジルコニア、シリカ、アルミニウム粉、銅粉、亜鉛粉、黒鉛あるいは硫化スズ、二硫化タングステンなどの、有機化合物による処理物を挙げることができる。
膨潤性粘土鉱物は層状構造を有し、有機化合物による処理によって、層間化合物を形成すると共に、層間が拡大し、層剥離が生じやすくなり、本発明の複合材料中への分散性が向上する。
前記の膨潤性粘土鉱物以外のフィラー、例えば炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マグネシア、アルミナ、ジルコニア、シリカ、アルミニウム粉、銅粉、亜鉛粉、黒鉛あるいは硫化スズ、二硫化タングステンなどのフィラーの有機化合物による処理は、有機化合物として、炭素数10〜35程度の脂肪族または芳香族1級アミン、あるいは末端に1級アミン基を有するシランカップリング剤などを用いて行うことが好ましい。
[摩擦材]
本発明の摩擦材は、前述の熱硬化性樹脂複合材料を用いて得られたことを特徴とする。
(1)バインダー樹脂組成物またはバインダー樹脂のゲル化時間
180℃の熱板上に樹脂1gを載せ、匙の平面でかき混ぜ、硬化により樹脂粘性が消失した時間(糸を引かなくなるまでの時間(秒))を測定し、ゲル化時間とした。
(2)摩擦材のフェード試験
摩擦材からテストピースを切り出し、テストピース試験機を用いて、JASO−C406−82に準拠してフェード試験を行い、第1フェードの最小摩擦係数と、試験後の摩擦材摩耗量を測定した。
製造例 ビスフェノールA型ポリベンゾオキサジン樹脂の製造
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)480g、アニリン390g、パラホルムアルデヒド270g、メチルエチルケトン480gを4つ口フラスコに仕込み攪拌した。均一混合後、40℃で1時間、50℃で1時間、80℃で4時間重縮合反応を行った。重縮合反応後、減圧して脱水・脱溶媒を行い、ビスフェノールA型ポリベンゾオキサジン樹脂(PBOと略称)980gを得た。
実施例1
製造例で得られたPBO100gをテトラヒドロフラン(THF)185gに溶解して溶液1を調製すると共に、テトライソプロポキシチタン(TIPO)18.7gをTHF46gに溶解して溶液2を調製し、さらに水2.4gをTHF27.7gに溶解して溶液3を調製した。
なおPBO100gに対するTIPOの量は、TiO2換算で5.3gであった。
実施例2、3および比較例1
実施例1において、溶液1、溶液2および溶液3を、それぞれ表1に示す材料の使用割合で調製した以外は、実施例1と同様にして各バインダー樹脂組成物を得た。
比較例2
製造例で得られたPBOのゲル化時間を測定した。その結果を表2に示す。
実施例1〜3および比較例1のバインダー樹脂組成物および比較例2のバインダー樹脂を、それぞれ用い、表3に示す量の各成分をミキサーで混合したのち、混合物を予備成形型に投入し、常温、30MPaの条件で圧縮して予備成形を行った。
比較例5
バインダー樹脂として、製造例で得られたPBO70質量%とフェノールノボラック樹脂(カシュー社製、商品名「2075」)30質量%からなる混合樹脂を用い、実施例4〜6と同様にして摩擦材を作製し、評価を行った。その結果を表4に示す。
Claims (3)
- ポリベンゾオキサジン樹脂と、その100質量部に対し、一般式(1)
Ti(OR 1 ) 4 …(1)
(式中、R 1 は炭素数1〜5のアルキル基を示し、4つのOR 1 はたがいに同一でも異なっていてもよい。)
で表されるテトラアルコキシチタン化合物の加水分解縮合物を、TiO2換算で3〜25質量部含むことを特徴とする摩擦材用バインダー樹脂組成物。 - 請求項1に記載のバインダー樹脂組成物、繊維状補強材、潤滑材および摩擦調整材を含むことを特徴とする熱硬化性樹脂複合材料。
- 請求項2に記載の熱硬化性樹脂複合材料を用いて得られたことを特徴とする摩擦材。
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