CN101555913B - 耐高温少金属刹车片 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温少金属刹车片，主要由下列组分按重量百分比制成：丁晴橡胶2-4％、轮胎粉3-6％、膨胀石墨3-5％、超细氧化铁粉4-8％、硼酚醛树脂9-13％、铬铁矿3-6％、磁铁矿3-5％、硅藻土5-8％、E玻璃短纤维6-9％，硅灰石纤维7-1 1％、粉碎型钢纤维6-9％、粘胶纤维8-12％、硅酸铝空心球0.5-1％、重质氧化镁2-3％、硬脂酸锌0.2-0.5％、硫化铜0.5-1％、煅烧石油焦碳3-5％、重晶石10-15％。本发明具有材料环保，不锈蚀，传热慢，抗高温热衰退性能好，使用寿命长等优点。采用本发明后，小汽车刹车灵敏，制动平稳，无制动尖叫声，舒适性能较好，并且对偶盘无损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车刹车片，尤其是涉及一种耐高温少金属刹车片。
背景技术
目前国内市场上出现的半金属刹车片，性能还不是很好，在潮气作用下锈蚀严重，刹车时噪音较高，热传导率过高，对制动鼓或制动盘损伤较大，如何让刹车片具有高且稳定的摩擦系数，低磨损率，低噪音，低成本和耐高温性能，已成为目前少金属刹车片研究的主要方向。
发明内容
本发明主要是解决现有半金属刹车片容易锈蚀，刹车时噪音较高，热传导率过高，对制动鼓或制动盘损伤较大等技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：刹车片主要由下列组分按重量百分比制成：
丁腈橡胶2-4%、轮胎粉3-6%、膨胀石墨3-5%、超细氧化铁粉4-8%、硼酚醛树脂9-13%、铬铁矿3-6%、磁铁矿3-5%、硅藻土5-8%、E玻璃短纤维6-9%，硅灰石纤维7-11%、粉碎型钢纤维6-9%、粘胶纤维8-12%、硅酸铝空心球0.5-1%、重质氧化镁2-3%、硬脂酸锌0.2-0.5%、硫化铜0.5-1%、煅烧石油焦碳3-5%、重晶石10-15%。
制备上述刹车片方法包括以下步骤：
A．将硅灰石纤维、E玻璃短纤维放入烘箱内，于350—370℃加热15—20分钟，然后倒入高速分散机内，再将质量浓度为 0.5一1.0%的KH-550硅烷偶联剂的水溶液倒入高速分散机内，所述KH-550硅烷偶联剂与混合物的重量比为1：1，将温度控制在150一180℃，高速搅拌20一25分钟，然后取出硅灰石纤维和E玻璃短纤维混合物烘干备用。
B．按重量百分比将丁腈橡胶、轮胎粉、膨胀石墨、超细氧化铁粉、铬铁矿、硼酚醛树脂、磁铁矿、硅藻土、粉碎型钢纤维、粘胶纤维、硅酸铝空心球、重质氧化镁、硬脂酸锌、硫化铜、煅烧石油焦碳、重晶石粉倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
在本发明中，铬铁矿和磁铁矿作为摩阻材料，用于摩擦材料中可增加摩擦系数。硅酸铝空心球具有吸收噪音，吸附性强等特点，可增强摩擦材料的透气性，减少生产时的裂纹、放泡现象。
摩擦材料中加入一定比列的煅烧焦碳与膨胀石墨能使摩擦材料具有完美的综合性能，有利于防止金属粘着，提高摩擦性能。另外，焦碳的气空率较高，提高了摩擦材料的摩擦系数，减少了制动噪音，减轻了高温时摩擦材料 的热衰退。
E玻璃短纤维是长度为1—3mm的短纤维，具有耐温高，隔热、隔音性好等特点；硅灰石纤维拥有较高的长径比（长径比>12），具有较高的韧性和耐磨性，在刹车片中起加固，抗冲击，防止摩擦表面产生裂纹等作用。为了更好的发挥上述纤维的优点，本发明对E玻璃短纤维和硅灰石纤维进行有机硅烷改性，以增强该纤维的强度，同时还能增强该纤维与树脂和其它摩擦材料的结合力。从而让E玻璃短纤维和硅灰石纤维在摩擦材料中形成三维立体网状结构，使刹车片具有很好的强度和稳定性能。
粘胶纤维具有强度高、机械性能好等特点，可以调整刹车片材料的摩擦性能和气孔率。
轮胎粉作为弹性填料用于摩擦材料中，起着增磨减噪的效果。丁腈橡胶用于摩擦材料能减小摩擦材料的热衰退，稳定摩擦材料的摩擦系数，而氧化镁则能提高丁腈橡胶耐老化性能。
硼酚醛树脂的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性和力学性能比普通酚醛树脂好得多，使材料的热衰退性能、恢复性能、磨损性能和机械性能得以提高。
本发明具有材料环保，不锈蚀，传热慢，抗高温热衰退性能好，使用寿命长等优点。试验表明，本发明耐高温可以达到450℃，并且耐磨性能良好，摩擦系数稳定在0.31-0.37之间。应用本发明后，小汽车刹车灵敏，制动平稳，无制动尖叫声，舒适性能较好，并且对偶盘无损伤。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：按重量百分比将硅灰石纤维10%、E玻璃短纤维9%放入烘箱内，于350℃加热15分钟，然后倒入高速分散机内，再按与上述混合物的重量比为1：1的比例将质量浓度为1.0%的KH-550硅烷偶联剂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）的水溶液倒入高速分散机内，将温度控制在150℃，高速搅拌25分钟后取出混合物烘干备用。
然后按重量百分比将丁腈橡胶粉（100—150目）2%、轮胎粉(60-80目)6%、膨胀石墨3%、超细氧化铁粉8%、铬铁矿粉(300-350目)3%、磁铁矿3%、硅藻土8%、粉碎型钢纤维6%、粘胶纤维（长度1-2mm） 8%、硅酸铝空心球1%、重质氧化镁3%、硬脂酸锌0.5%、硫化铜粉0.5%、煅烧石油焦碳5%、重晶石粉(500-600目)15%，硼酚醛树脂9%倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
实施例2：按重量百分比将硅灰石纤维7%、E玻璃短纤维6%放入烘箱内，于350℃加热20分钟，然后倒入高速分散机内，再按与上述混合物的重量比为1：1的比例将质量浓度为0.5%的KH-550硅烷偶联剂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）的水溶液倒入高速分散机内，将温度控制在180℃，高速搅拌20分钟后取出混合物烘干备用。
然后按重量百分比将丁腈橡胶粉（100—150目）4%、轮胎粉(60-80目)3%、膨胀石墨5%、超细氧化铁粉4%、铬铁矿粉(300-350目)6%、磁铁矿5%、硅藻土5%、粉碎型钢纤维9%、粘胶纤维（长度1-2mm）12%、硅酸铝空心球0.5%、重质氧化镁2%、硬脂酸锌0.3%、硫化铜粉0.5%、煅烧石油焦碳3%、重晶石粉(500-600目)14.7%、硼酚醛树脂13%倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
实施例3：按重量百分比将硅灰石纤维8%、E玻璃短纤维7%放入烘箱内，于360℃加热18分钟，然后倒入高速分散机内，再按与上述混合物的重量比为1：1的比例将质量浓度为0.8%的KH-550硅烷偶联剂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）的水溶液倒入高速分散机内，将温度控制在160℃，高速搅拌22分钟后取出混合物烘干备用。
然后按重量百分比将丁腈橡胶粉（100—150目）3%、轮胎粉(60-80目)5%、膨胀石墨4%、超细氧化铁粉6%、铬铁矿粉(300-350目)5%、磁铁矿5%、硅藻土7%、粉碎型钢纤维7%、粘胶纤维（长度1-2mm）9%、硅酸铝空心球0.8%、重质氧化镁3%、硬脂酸锌0.4%、硫化铜粉0.8%、煅烧石油焦碳4%、重晶石粉(500-600目)14%、硼酚醛树脂11%倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
实施例4：按重量百分比将硅灰石纤维10%、E玻璃短纤维8%放入烘箱内，于360℃加热18分钟，然后倒入高速分散机内，再按与上述混合物的重量比为1：1的比例将质量浓度为0.8%的KH-550硅烷偶联剂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）的水溶液倒入高速分散机内，将温度控制在160℃，高速搅拌22分钟后取出混合物烘干备用。
然后按重量百分比将丁腈橡胶粉（100—150目）4%、轮胎粉(60-80目)4%、膨胀石墨5%、超细氧化铁粉5%、铬铁矿粉(300-350目)4%、磁铁矿3%、硅藻土6%、粉碎型钢纤维8%、粘胶纤维（长度1-2mm）11%、硅酸铝空心球0.7%、重质氧化镁3%、硬脂酸锌0.4%、硫化铜粉0.9%、煅烧石油焦碳4%、重晶石粉(500-600目)11%、硼酚醛树脂12%倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
实施例5：按重量百分比将硅灰石纤维11%、E玻璃短纤维9%放入烘箱内，于360℃加热18分钟，然后倒入高速分散机内，再按与上述混合物的重量比为1：1的比例将质量浓度为0.8%的KH-550硅烷偶联剂（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）的水溶液倒入高速分散机内，将温度控制在160℃，高速搅拌22分钟后取出混合物烘干备用。
然后按重量百分比将丁腈橡胶粉（100—150目）2.5%、轮胎粉(60-80目)5%、膨胀石墨3.5%、超细氧化铁粉7%、铬铁矿粉(300-350目)5%、磁铁矿3%、硅藻土8%、粉碎型钢纤维9%、粘胶纤维（长度1-2mm）10%、硅酸铝空心球0.6%、重质氧化镁2.5%、硬脂酸锌0.3%、硫化铜粉0.6%、煅烧石油焦碳3%、重晶石粉(500-600目)10%、硼酚醛树脂10%倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
为了验证本发明的效果，按中国GB5763-1998国家标准，将实施例4制备的刹车片与国内其它厂家生产的半金属刹车片分别在定速摩擦实验机上进行试验，其结果如下：
两种刹车片的摩擦磨损性能对比试验结果：
验证结果表明：相比国内同类产品，采用本发明配方制备的半金属刹车片，具有更好的摩擦磨损性能和抗高温热衰退性能。
将本发明刹车片安装在雪铁龙东风雪铁龙爱丽舍出租车上，通过三个月的使用表明：汽车刹车灵敏，制动平稳，无制动尖叫声，舒适性能较好。
Claims (2)
1. 一种耐高温少金属刹车片，其特征是该刹车片主要由下列组分按所述重量百分比制成：
丁腈橡胶2-4%、轮胎粉3-6%、膨胀石墨3-5%、超细氧化铁粉4-8%、硼酚醛树脂9-13%、铬铁矿3-6%、磁铁矿3-5%、硅藻土5-8%、E玻璃短纤维6-9%，硅灰石纤维7-11%、粉碎型钢纤维6-9%、粘胶纤维8-12%、硅酸铝空心球0.5-1%、重质氧化镁2-3%、硬脂酸锌0.2-0.5%、硫化铜0.5-1%、煅烧石油焦碳3-5%和重晶石粉10-15%。
2.制备权利要求1所述耐高温少金属刹车片的方法，其特征是该方法包括以下步骤：
A．将硅灰石纤维、E玻璃短纤维放入烘箱内，于350—370℃加热15—20分钟，然后倒入高速分散机内，再将质量浓度为 0.5一1.0%的KH-550硅烷偶联剂的水溶液倒入高速分散机内，所述KH-550硅烷偶联剂与混合物的重量比为1：1，将温度控制在150一180℃，高速搅拌20一25分钟，然后取出硅灰石纤维、E玻璃短纤维的混合物烘干备用；
B．按重量百分比将丁腈橡胶、轮胎粉、膨胀石墨、超细氧化铁粉、硼酚醛树脂、铬铁矿、磁铁矿、硅藻土、粉碎型钢纤维、粘胶纤维、硅酸铝空心球、重质氧化镁、硬脂酸锌、硫化铜、煅烧石油焦碳、重晶石粉倒入高速分散机内，搅拌均匀后，加入表面改性后的E玻璃短纤维和硅灰石纤维的混合物继续高速搅拌，成均匀分散的粉末状后取出混合料放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
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