CN102797775B - 一种含水渣的汽车用制动器衬片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含水渣的汽车用制动器衬片及其制备方法，其特征在于：该制动器衬片是由如下质量分的成分制备而成：树脂10~15%、水渣18~32%、纤维8~12%、增磨剂20~30%、减磨剂3~10%以及填充料25~35%。本发明选用了“高炉水渣”制成的抗烧型无石棉、无金属属NAO新型环保、利废、减排的汽车用制动器衬片。克服了过去的制品耐热性不理想等问题。含水渣的制动器衬片不但具有耐磨、耐热性较好的特点，而且还具有体轻、多孔、使用无噪音等特点，同时还具有显著的降低产品成本的特点。

Description

一种含水渣的汽车用制动器衬片及其制备方法

技术领域：本发明涉及一种制动器衬片，特别是涉及一种适用于汽车，尤其适用于重载汽车用的“抗烧型”的非石棉无金属NAO型汽车用制动器衬片。

背景技术：目前，传统的汽车，特别是用于重载汽车的非石棉制动器衬片，都是以酚醛树脂或一般改性的酚醛树脂为粘结剂，以合成纤维、矿物纤维、有机纤维、化学纤维等纤维为骨架材料，再以各种功能性填料，如增摩填料、耐磨填料等材料为填充材料。通过混料、制型、热压成型、热处理以及磨削加工等一系列工艺处理，最后制成汽车用特别是制成重载汽车用非石棉汽车用制动器衬片。

随着汽车使用工况条件的变化，如车速的提高或载重的增加，对车用制动器衬片材料也就相应的提出了更高的要求。特别是要满足重载汽车用的非石棉制动器衬片材料的使用性能要求，是当前摩擦材料行业面临的重大技术课题。现在,对其仅以采取提高粘结材料的耐热性，还不能完全满足汽车制动器衬片存在的比较严重的“热衰退、热膨胀、热裂纹”等三热问题与其所带来的高温磨损较大即不耐用的问题。也就是说，解决摩擦材料在耐热性能上存在的比较严重的“热衰退”等问题。不但要在粘结材料上，而且也要在填充材料上寻找新的耐热性好、耐磨性也好的一些填充材料，它也是改善摩擦材料耐热性能的重要措施之一。本发明成为利用新型特性填料，即采用水渣制成含水渣的NAO型汽车用制动器衬片的实例。

发明内容：

发明目的：本发明提供一种含水渣的NAO型汽车用制动器衬片及其制备方法，其目的是解决以往的汽车用制动器衬片高温磨损较大即不耐用的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种含水渣的NAO型汽车用器衬片，其特征在于：该制动器衬片是由如下质量分的成分制备而成：树脂10～15％、水渣18～32％、纤维8～12％、增磨剂20～30％、减磨剂3～10％以及填充料25～35％。

该制动器衬片是由如下质量分的成分制备而成：树脂12％、水渣20％、纤维10％、增磨剂25％、减磨剂7％以及填料26％。

制备上述的一种含水渣的NAO型汽车用器衬片的制备方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

首先按上述的配方准确称取各种原材料，依次加入高速混料机中，混约5-8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为155±5℃，单位压力为10-12MPa，进行压制，时间为0.30-1分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2-5小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

优点及效果：

本发明提供一种含水渣的NAO型汽车用制动器衬片，该制动器衬片是由如下质量分的成分制备而成：树脂10～15％、水渣18～32％、纤维8～12％、增磨剂20～30％、减磨剂3～10％以及填充料25～35％。

本发明通过配方筛选，选出符合应用的新型特性填充材料之前，制订了对这种材料的具体要求，即要达到在高温350℃摩擦系数与常温100℃时的摩擦系数相差应小于30％；磨损率(六档温度段)总计不超1.5×10^-7Cm/N.m，密度不大于1.2g/Cm³。经多次试验与测试，终于选出了水渣这种没有在摩擦材料中应用的一种新型材料。

本发明选用了“高炉水渣”制成的抗烧型无石棉、无金属属NAO新型环保、利废、减排的汽车用制动器衬片。克服了过去的制品耐热性不理想等问题。含水渣的制动器衬片不但具有耐磨、耐热性较好的特点，而且还具有体轻、多孔、使用无噪音等特点，同时还具有显著的降低产品成本的特点。

具体实施方式：下面结合对本发明做进一步的描述：

本发明提供一种含水渣的NAO型汽车用器衬片，该制动器衬片是由如下质量分的成分制备而成：树脂10～15％、水渣18～32％、纤维8～12％、增磨剂20～30％、减磨剂3～10％以及填充料25～35％。

制备上述的一种含水渣的NAO型汽车用制动器衬片的制备方法，该方法的具体步骤如下：

首先按上述的配方准确称取各种原材料，依次加入高速混料机中，混约5-8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为155±5℃，单位压力为10-12MPa，进行压制，时间为0.30-1分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2-5小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例1：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂10％、水渣25％、纤维10％、增磨剂20％、减磨剂10％以及填充料25％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约5分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为155℃，单位压力为12MPa，进行压制，时间为1分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理3小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例2：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂14％、水渣18％、纤维8％、增磨剂25％、减磨剂3％以及填充料32％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为150℃，单位压力为10MPa，进行压制，时间为0.30分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例3：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂15％、水渣18％、纤维12％、增磨剂20％、减磨剂3％以及填充料32％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为150℃，单位压力为10MPa，进行压制，时间为0.30分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例4：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂10％、水渣32％、纤维9％、增磨剂20％、减磨剂4％以及填充料25％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约6分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为160℃，单位压力为11MPa，进行压制，时间为0.50分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理5小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例5：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂10％、水渣18％、纤维8％、增磨剂26％、减磨剂3％以及填充料35％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约5分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为155℃，单位压力为12MPa，进行压制，时间为1分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理3小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例6：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂10％、水渣22％、纤维9％、增磨剂30％、减磨剂4％以及填充料25％

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约6分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为160℃，单位压力为11MPa，进行压制，时间为0.50分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理5小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。

实施例7：

首先按如下质量分称取各种原材料：

树脂12％、水渣20％、纤维10％、增磨剂25％、减磨剂7％以及填料26％；

将上述的各种原材料，依次加入高速混料机中，混约8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为150℃，单位压力为10MPa，进行压制，时间为0.30分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。在这个实施例里的配方质量比例效果最明显。

为了解决制动用摩擦材料存在的高温不耐磨的问题，本发明提供了一种耐高温与具有“增摩与减磨”双重作用的“水渣”材料，为汽车用制动器衬片的主要成份。这种制动器衬片具有热衰退小、制动平稳、耐高温，尤其是具有高温磨损较小的特点，并能够使汽车用的摩擦材料，在制动摩擦过程中，克服热稳定性不好，热衰退较大的问题，从而减少和避免了由于热性能不理想而出现行车事故的问题。

本发明采用的耐高温水渣，是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的过程产物，无腐蚀性，是生产优质水泥的主要原料，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，被广泛应用。水渣的主要成分是以硅酸二钙、硅酸三钙及少量的硅酸铁形式存在，还含有少量的钙铝黄长石、镁黄长石、钙长石、硫化物等。

水渣具有耐碱不耐酸的化学特性，其水分含量为2％以下，烧失量在60％左右。

通过水渣在摩擦材料中应用试验，发现其不但具有较好的“增摩”作用的同时，还具有较好的“减磨”作用，具有这种双重作用特性的摩擦材料用料，尤其是具有良好的耐磨性特性，是不多见的一种特性。

本发明主要是以具有较好的“增摩与减磨”的双重作用的水渣这种新型填料，制成摩擦材料，其性能比用常规的方法制成的摩擦材料，在耐磨性上取得了明显的效果。约可降低磨损率达30％以上。

如上所述本发明制动器衬片配方(重量比)如下表：

名称

树脂

水渣

纤维

增磨剂

减磨剂

填料

配方％

10～15

18～32

8～12

20～30

3～10

25～35

而下表则是本发明的三个比较例配方：

材料名称	比较1	比较2	比较3
				树脂	12％	12％	12％
水渣	4％	13％	32％
				纤维	10％	10％	10％
增磨剂	39％	29％	15％
				减磨剂	7％	7％	7％
填料	28％	29％	24％
				合计	100％	100％	100％

以下通过比较的实例来进一步说明本发明。

本发明与比较例，采用相同设备与生产工艺，以及同样的生产控制参数，按GB5763-2008的标准进行测定，其定速摩擦系数结果如下表：

磨损率测试结果如下表：

试验表明，配方中耐高温与耐磨性好的水渣用量低于配方总量的4％以下时，其增摩作用不明显，如果用量高于配方总量32％以上时，则其制品强度变化较大性能也不理想，较好的用量为配方总量的10-25％，最好的用量为配方总量的20～25％。并可使材料成本降低10-15％。而本发明选用水渣20％的重量比则效果最好。

24小时吸水率，测试结果如下表：

从上表中吸水率测试结果可见，含水渣的制动器衬片的性能相对于比较例的性能有了提高，尤其是磨损率也有明显的降低。同时制品因气孔率的增加，对降低制动噪音也较为有利。

Claims (3)

1.一种含水渣的汽车用制动器衬片，其特征在于：该制动器衬片是由如下质量份的成分制备而成：树脂10~15%、水渣18~32%、纤维8~12%、增磨剂20~30%、减磨剂3~10%以及填充料25~35%。

2.根据权利要求1所述的一种含水渣的汽车用制动器衬片，其特征在于：该制动器衬片是由如下质量份的成分制备而成：树脂12%、水渣20%、纤维10%、增磨剂25%、减磨剂7%以及填料26%。

3.制备权利要求1所述的一种含水渣的汽车用制动器衬片的制备方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

首先按权利要求1的配方准确称取各种原材料，依次加入高速混料机中，混5-8分直至混合均匀；

然后再准确称取在混料机中混合均匀的混合料，投入热压模中进行热压，温度为155±5℃，单位压力为10-12MPa，进行压制，时间为0.30-1分/毫米；

最后在最高温度170℃以下热处理2-5小时，然后对产品表面进行磨制，包装即为成品。