CN101709753A - 环保型竹炭复合陶瓷刹车片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片。以重量百分比计，其原料包括：漂珠、3％-40％；海泡石、3％-35％；云母、4％-30％；植物质纤维、3％-50％；重晶石、5％-40％；轻质钙、2％-30％；二硫化钼、4％-30％；钛白粉、2％-25％；阻燃剂、1％-10％；硫酸钡、2％-25％；213树脂、10％-28％；乌洛托品、3％-26％；高岭土、5％-30％；陶土、5％-33％；所有原料的重量百分比之和为100％。本发明提供的上述环保型竹炭复合陶瓷刹车片具有刹车性能好、使用寿命长、噪音低、环境污染小等特点。

Description

环保型竹炭复合陶瓷刹车片

技术领域

本发明涉及一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片，还涉及上述环保型竹炭复合陶瓷刹车片的制备方法。

背景技术

目前，制动和传动用刹车片中，较多使用的是含有陶瓷和纤维的复合材料的刹车片，其特点是具有陶瓷性能，且含有金属纤维。这类刹车片摩擦温度较高，其刹车原理是用陶瓷纤维或金属纤维与刹车对偶材料产生剪切摩擦从而达到制动的目的，在刹车时对摩擦对偶材料伤害较深，容易产生刹车犁沟，影响对偶材料的使用寿命，时间越久刹车性能越差。同时，此类刹车片的噪音较大，环境污染也较为严重。

而且，目前使用的上述车辆用刹车片作为油田中使用的修井机、通井机、钻井机等的绞盘轮毂刹车片使用时，使用效果不好，在使用过程中会产生致癌物质、火花等，危及操作工的人身安全。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种新型刹车片，不使用金属纤维材料，具有刹车性能好、使用寿命长、噪音低、环境污染小等特点，是一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片。

本发明的目的还在于提供上述环保型竹炭复合陶瓷刹车片的制备方法。

为达到上述目的，本发明首先提供了一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片，以重量百分比计，其原料包括：漂珠、3％-40％；海泡石、3％-35％；云母、4％-30％；植物质纤维、3％-50％；重晶石、5％-40％；轻质钙(主要成分为碳酸钙)、2％-30％；二硫化钼、4％-30％；钛白粉、2％-25％；阻燃剂、1％-10％；硫酸钡、2％-25％；213树脂(大孔丙烯酸系强碱性阴树脂，该类树脂均适用)、10％-28％；乌洛托品、2％-26％；高岭土、4％-30％；陶土、5％-33％；所有原料的重量百分比之和为100％。

在本发明的具体技术方案中，一般地，市面上购买的细度为1.11dtex(38mm)至2.78dtex(51mm)的植物质纤维都可以用于本发明提供的刹车片；优选地，所采用的植物质纤维可以包括竹纤维、甘蔗纤维和木纤维等中的一种或几种的组合。这些植物质纤维可以同时使用，也可以单独使用，主要根据实际需要添加。

根据本发明的具体技术方案，添加阻燃剂能够在高温摩擦时，起到防止纤维物质燃烧的作用；所采用的阻燃剂可以是在刹车片制造领域中常用的阻燃剂，优选地，上述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑等中的一种或几种的组合；更优选地，上述氢氧化铝为牙膏级氢氧化铝(例如高白填料牙膏级氢氧化铝)。

根据本发明的具体技术方案，优选地，以重量百分比计，该刹车片的原料还包括约3％-35％的增碳剂；更优选地，上述增碳剂的含碳量为约50-90％。适用于本发明的增碳剂包括石油焦和/或石墨等，并且，当采用石油焦时，其含量可以控制为约6-30％。

根据本发明的具体技术方案，优选地，以重量百分比计，该刹车片的原料还包括约3％-25％的纳米级氧化锌；更优选地，该纳米级氧化锌的粒径为约20-50nm。

本发明还提供了一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片的制备方法，其包括以下步骤：

将环保型竹炭复合陶瓷刹车片的原料放入高速搅拌机中进行搅拌，得到粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的模具内；

将模具放在模压床上，加压至15-25MPa，加热至120-170℃，维持15-25分钟；

卸压停温，取出模具，倒出刹车片初坯，利用磨床将刹车片初坯磨光，得到环保型竹炭复合陶瓷刹车片。

本发明提供的环保型竹炭复合陶瓷刹车片主要是作为油田中使用的修井机、通井机、钻井机等绞盘轮毂刹车片、盘式刹车片使用。该刹车片不含金属纤维等硬纤维，其刹车原理是利用陶瓷微粒与刹车对偶材料产生滚动摩擦，与纤维类产品相比，具有有效刹车面积大、刹车效果好、耐磨等特点，能够对刹车对偶材料起到很好的保护作用。

本发明提供的环保型竹炭复合陶瓷刹车片中的竹纤维能够在高温下烧结产生多孔纤维，有效吸收噪音；高含碳量的石油焦与增碳剂等原料能够在刹车所产生的高温下产生不连续结晶薄膜，对刹车对偶材料起到保护作用，降低对刹车对偶材料的磨损；硫酸钡与氢氧化铝等原料能有效地吸收刹车时产生的粉尘，有效降低对于环境的污染。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的具体实施方案和所带来的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的精神实质，但不能理解为对本发明的实施范围的任何限定。

实施例1毂式刹车片

本实施例提供了一种用于油田中使用的修井机、通井机、钻井机等的绞盘轮毂刹车片，以刹车片的总重量计，其原料包括：

15％的漂珠、3％的海泡石、5％的甘蔗纤维、8％的竹纤维、10％的云母、14％的213树脂、6％的石油焦、2％的乌洛托品、11％的重晶石、3％的轻质钙、4％的高岭土、8％的陶土、2％的牙膏级氢氧化铝、3％的硫酸钡、2％的钛白粉、4％的二硫化钼；

制备方法：

将上述原料放入高速搅拌机中，充分掺和搅拌，得到均匀的粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的毂式片的模具内；

把模具放在模压床上，加压至17MPa，加热至170℃(模具床上带有电加热装置，以下实施例相同)并维持25分钟；

卸压停温，取出模具块，得到毂式刹车片初坯，利用钻床上钻孔，并将其打磨光滑，得到毂式刹车片成品。

实施例2盘式刹车片

本实施例提供了一种用于油田中使用的修井机、通井机、钻井机等的盘式刹车片，以刹车片的总重量计，其原料包括：

15％的漂珠、4％的海泡石、5％的甘蔗纤维、8％的竹纤维、6％的云母、10％的213树脂、9％的石油焦、2％的乌洛托品、10％的重晶石、5％的轻质钙、4％的高岭土、6％的陶土、4％的牙膏级氢氧化铝、3％的硫酸钡、2％的钛白粉、7％的二硫化钼；

制备方法：

将上述原料放入高速搅拌机中，充分掺和搅拌，得到均匀的粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的盘式片的模具内；

把模具放在模压床上，加压至17MPa，加热至160℃并维持20分钟；

卸压停温，取出模具块，得到盘式刹车片初坯，利用磨床将其打磨光滑，得到盘式刹车片成品。

实施例3毂式刹车片

本实施例提供了一种用于油田中使用的修井机、通井机、钻井机等的绞盘轮毂刹车片，以刹车片的总重量计，其原料包括：

15％的漂珠、3％的海泡石、5％的甘蔗纤维、11％的竹纤维、7％的云母、10％的213树脂、10％的石油焦、2％的乌洛托品、5％的重晶石、3％的轻质钙、6％的高岭土、6％的陶土、2％的牙膏级氢氧化铝、3％的硫酸钡、2％的钛白粉、4％的二硫化钼、6％的纳米级氧化锌；

制备方法：

将上述原料放入高速搅拌机中，充分掺和搅拌，得到均匀的粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的毂式片的模具内；

把模具放在模压床上，加压至17MPa，加热至170℃并维持25分钟；

卸压停温，取出模具，得到毂式刹车片初坯，利用钻床上钻孔，并将其打磨光滑，得到毂式刹车片成品。

实施例4盘式刹车片

本实施例提供了一种用于油田中使用的修井机、通井机、钻井机等的盘式刹车片，以刹车片的总重量计，其原料包括：

13％的漂珠、4％的海泡石、5％的甘蔗纤维、8％的竹纤维、6％的云母、10％的213树脂、9％的石油焦、2％的乌洛托品、8％的重晶石、5％的轻质钙、4％的高岭土、6％的陶土、4％的牙膏级氢氧化铝、3％的硫酸钡、2％的钛白粉、5％的二硫化钼、6％的纳米级氧化锌；

制备方法：

将上述原料放入高速搅拌机中，充分掺和搅拌，得到均匀的粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的盘式片的模具内；

把模具放在模压床上，加压至17MPa，加热至160℃并维持20分钟；

卸压停温，取出模具块，得到盘式刹车片初坯，利用磨床将其打磨光滑，得到盘式刹车片成品。

Claims (10)

1.一种环保型竹炭复合陶瓷刹车片，以重量百分比计，其原料包括：漂珠、3％-40％；海泡石、3％-35％；云母、4％-30％；植物质纤维、3％-50％；重晶石、5％-40％；轻质钙、2％-30％；二硫化钼、4％-30％；钛白粉、2％-25％；阻燃剂、1％-10％；硫酸钡、2％-25％；213树脂、10％-28％；乌洛托品、2％-26％；高岭土、4％-30％；陶土、5％-33％；所有原料的重量百分比之和为100％。

2.如权利要求1所述的刹车片，其中，所述植物质纤维包括竹纤维、甘蔗纤维和木纤维中的一种或几种的组合。

3.如权利要求1所述的刹车片，其中，所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的一种或几种的组合。

4.如权利要求1所述的刹车片，其中，以重量百分比计，该刹车片的原料还包括3％-35％的增碳剂。

5.如权利要求4所述的刹车片，其中，所述增碳剂包括石油焦和/或石墨。

6.如权利要求4或5所述的刹车片，其中，所述增碳剂的含碳量为50-90％。

7.如权利要求1所述的刹车片，其中，以重量百分比计，该刹车片的原料还包括3％-25％的纳米级氧化锌。

8.如权利要求7所述的刹车片，其中，所述纳米级氧化锌的粒径为20-50nm。

9.如权利要求3所述的刹车片，其中，所述氢氧化铝为牙膏级氢氧化铝。

10.权利要求1-9任一项所述的环保型竹炭复合陶瓷刹车片的制备方法，其包括以下步骤：

将环保型竹炭复合陶瓷刹车片的原料放入高速搅拌机中进行搅拌，得到粉末状的原料混合物；

将粉末状的原料混合物放入模具床上的模具内；

将模具放在模压床上，加压至15-25MPa，加热至120-170℃，维持15-25分钟；

卸压停温，取出模具，倒出刹车片初坯，利用磨床将刹车片初坯磨光，得到环保型竹炭复合陶瓷刹车片。