CN101768323B - 用于制备钢纤维制动片的材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备钢纤维制动片的材料由酚醛树脂、摩擦粉、丁晴橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、粉碎型钢棉纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成，各组分质量百分含量为：酚醛树脂8～12％；摩擦粉5～15％；丁晴橡胶2～5％；氧化铝5～10％；铬铁矿15～25％；长石5～8％；钢纤维6～10％；硅灰石粉10～15％；轮胎粉15～20％；氧化镁2～5％；木质素纤维15～20％。采用本发明所述材料制得的钢纤维刹车片的制动性能较好、摩擦系数稳定，对对偶无伤害，具有高的热导率，摩擦过程散热良好，塑性好，粉碎型钢棉纤维具有强度高，成本低廉，能满足一般制动的优点。

Description

用于制备钢纤维制动片的材料

技术领域

本发明涉及一种刹车片的材料，特别涉及一种用于制备钢纤维制动片的材料。

背景技术

制动片(刹车片)是各种机器设备的制动器、离合器和摩擦传动装置中不可缺少的部件之一。它的最重要的特点是它能吸收动能，并将动能转化为热散发到空气中去，制动片本身没有毁坏性的磨损，摩擦部件不受破坏。

机动车刹车片常采用非金属和半金属摩擦材料，通常以橡胶、树脂作粘接基体，加入金属和非金属成分的粉末作为填充物制得的，在材料中还经常加入耐高温的纤维，如石棉及一些矿物和陶瓷纤维等。而摩擦材料中大多以石棉作为主要成分。由于石棉对人体健康的危害十分明显，已公认为致癌物质，许多国家都已禁止使用，我国已有相关标准(GB20073-20064.1.1.3，QC/T655-20054.1.4)禁止使用石棉。作为石棉的替代品主要有芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维以及其他具有良好耐热性、增强性能和摩擦性能的纤维。

目前市场一般使用的无石棉刹车片，如：摩托车制动器中使用的刹车片，其主要是由下列材料构成：树脂+改性树脂、钢棉、普通轮胎粉、一般摩擦粉、硅灰纤维石粉、木质纤维及其它成分。其中钢纤维无石棉刹车片虽然能满足基本的制动性能，有成本较低的优点，使用在前制动器上时制动疲软，有与对偶(铸铁或钢)具有亲和性，摩擦系数稳定性不高，钢棉中Mn、P含量较高，不利于摩擦对偶等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备钢纤维制动片的材料，采用本发明材料制备的刹车片制动性能高、摩擦系数稳定，对对偶伤害较小、具有高的热导率， 摩擦过程散热良好，塑性好，由于特殊工艺的防锈处理，明显减缓了在空气中的氧化速度。

本发明的技术方案是：

用于制备钢纤维制动片的材料由酚醛树脂、摩擦粉、丁晴橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、粉碎型钢棉纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成，各组分质量百分含量为：

酚醛树脂8～12％；摩擦粉5～15％；丁晴橡胶2～5％；氧化铝5～10％；铬铁矿15～25％；长石5～8％；钢纤维6～10％；硅灰石粉10～15％；轮胎粉15～20％；氧化镁2～5％；木质素纤维15～20％。

本发明所述用于制备钢纤维制动片的材料较好的技术方案是，各组分质量百分含量为：酚醛树脂8～11％；摩擦粉7～9％；丁晴橡胶2～5％；氧化铝5～7％；铬铁矿15～17％；长石5～7％；钢纤维6～10％；硅灰石粉10～12％；轮胎粉15～16％；氧化镁2～5％；木质素纤维16～17％。

本发明所述的材料：

酚醛树脂采用山东莱芜润达化工公司生产型号为RB-M20的同名产品；

摩擦粉采用福建建阳新华化工公司生产的腰果壳油摩擦粉；

丁晴橡胶采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的同名产品；

氧化铝采用AL₂O₃含量＞98％的市售产品，粒度为325目；

铬铁矿采用Cr₂O₃ 12～30％、AL₂O≤11％、SiO₂≤10％、Fe₂O≤25％的市售产品，粒度为200目和325目；

长石采用K₂O＞8.5、Na₂O＞3.5、AL₂O₃≤10、SiO₂≤50的市售产品，其粒度325目；

钢纤维采用青岛鑫利得金属纤维优先公司生产的粉碎型钢棉纤维(防锈)，其中钢纤维的长度为1-3mm，直径为0.05-0.08mm，C含量0.07～0.12％，Si含量≤0.1％，Mn含量≤1.25％，S含量≤0.04％，P含量≤0.10％；

硅灰石粉采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的针状硅灰石粉；

轮胎粉采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的同名产品，其灰份＜8％，水份＜ 0.9％，产品粒度为30目、40目和60-80目；

氧化镁采用MgO≥60％，CaO≥28％，SiO₂为1.10％，Fe₂O₃为0.23％的市售产品，粒度为325目；

木质素纤维采用青岛翔宇纤维材料公司生产的同名产品，其灰份含量≤18，酸碱度ph为7，水份含量≤3.0％，吸油率为5.8，含水量为3.2％，抗拉强度为1200Mpa，受拉弹性模量为2.4×10Mpa，延长率≥5.7％。

本发明所述各成份的性能如下：

腰果壳油摩擦粉可以减少对偶磨损，减缓摩擦件温升，降低噪音，保护环境，轻载、重载、急刹、慢刹均能保持性能稳定，不含苯醛、重金属，对人身体无害；

少量的丁晴橡胶，可以有效改善摩擦材料的微观形态，作为改善酚醛树脂性能的改质剂，可以控制制品的“粘弹性”，降低基体的弹性模量，改善与摩擦对偶的贴合性，能使制品的磨耗值变小，降低或防止制动噪音。有明显的增韧效果，能使抗冲击性能显著提高；

氧化铝可以耐高温、耐磨，通常作为填充剂使用；

铬铁矿和长石用于提高摩擦系数，增强制品的强度；

粉碎型钢棉纤维(防锈)使制品吸热、散热更快，高温时稳定摩擦系数，控制热衰退，有效调整摩擦材料的高温耐磨性，具有较好的塑性，成本低廉，是理想的增强材料；

针状硅灰石粉可以提高摩擦系数，降低磨损，提高摩擦稳定性，无噪音，环保；

轮胎粉用于降低制动噪音；

氧化镁可以提高摩擦系数稳定性，改善工艺性能，提高摩擦材料耐磨性；

木质素纤维可以明显减少噪音，加强各原材料之间的结合力，提高生产品质，摩擦性能对温度不敏感，不受轻载和重载的影响，减少对偶的磨损，吸水率低，降低了整个摩擦材料的硬度，增加了摩擦材料的耐压性。

因此采用本发明所述材料制备的刹车片制动性能高、摩擦系数稳定、散热快、对对偶伤害较小、具有高的热导率，能保证摩擦过程散热良好；具有良好的塑性；由于钢纤维为粉碎型钢棉纤维(防锈)，其粉碎型钢棉纤维经过防锈处理，明显减缓了刹车片在空气中的氧化速度。本发明所述材料由于没有无石棉，避免了由石棉造成的生产制造和使用过程中的环境污染和人体伤害，因此有利于环境保护。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：

按表1取本发明所述材料，用开炼机将集束状态的纤维分裂成单个纤维---配料---高速混料---成型压片---切割---磨片---检验---包装，即得无石棉钢纤维制动片(刹车片)。

表1(单位：克)

序  号	酚醛  树脂	腰果壳  油摩擦  粉	丁晴  橡胶	氧  化  铝	铬铁  矿	长  石	粉碎型钢  棉纤维  (防锈)	针状硅  灰石粉	轮胎  粉	氧化  镁	木质素  纤维
												1	8	8	2	6	17	7	10	10	15	2	15
2	10	8	4	7	15	5	6	10	15	5	15
												3	9	9	5	5	16	5	6	12	15	2	16
4	11	7	3	5	15	6	7	10	16	3	17

所述刹车片经台架试验、摩擦试验或在摩托车上的路试，效果良好，试验结果见表2。

所述刹车片通过国家非金属质量监督检验中心的无石棉的项目检验，检验结果见表3

表3 无石棉钢纤维制动片摩擦性能见下表；

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种用于制备钢纤维制动片的材料，其特征在于所述钢基无石棉刹车片由酚醛树脂、摩擦粉、丁腈橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、钢纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成，各组分质量百分含量为：

酚醛树脂      8～12％；

摩擦粉        5～15％；

丁腈橡胶      2～5％；

氧化铝        5～10％；

铬铁矿        15～25％；

长石          5～8％；

钢纤维        6～10％；

硅灰石粉      10～15％；

轮胎粉        15～20％；

氧化镁        2～5％；

木质素纤维    15～20％；

所述钢纤维为青岛鑫利得金属纤维有限公司生产的经过防锈处理的粉碎型钢棉纤维，其中钢纤维的长度为1-3mm，直径为0.05-0.08mm，C含量0.07～0.12％，Si含量≤0.1％，Mn含量≤1.25％，S含量≤0.04％，P含量≤0.10％。

2.根据权利要求1所述的用于制备钢纤维制动片的材料，其特征在于所述各组分质量百分含量为：

酚醛树脂        8～11％；

摩擦粉          7～9％；

丁腈橡胶        2～5％；

氧化铝          5～7％；

铬铁矿          15～17％；

长石            5～7％；

钢纤维          6～10％；

硅灰石粉        10～12％；

轮胎粉          15～16％；

氧化镁          2～5％；

木质素纤维      16～17％；

所述钢纤维为青岛鑫利得金属纤维有限公司生产的经过防锈处理的粉碎型钢棉纤维，其中钢纤维的长度为1-3mm，直径为0.05-0.08mm，C含量0.07～0.12％，Si含量≤0.1％，Mn含量≤1.25％，S含量≤0.04％，P含量≤0.10％。