CN103016576A - 叉车鼓式制动器衬片总成及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及叉车鼓式制动器衬片总成及其制备方法。目的是提供的鼓式制动器衬片总成应当具有制动力矩大的特点；提供的方法应具有工艺简单的特点。技术方案是：叉车鼓式制动器衬片总成，包括铁基骨架以及摩擦材料层；其特征在于摩擦材料层中包含的成分为：纳米SiO2/硼改性酚醛树脂，陶瓷纤维，碳纤维，芳纶浆粕纤维，六钛酸钾晶须，沉淀硫酸钡，氧化铝，硫化锑，钼碳磷酸盐，钢棉纤维，硬脂酸锌份，腰果壳油摩擦粉，人造石墨，石油焦碳，黄铜矿粉，铬铁矿粉，粉末丁腈像胶，偶联剂适量；一种叉车鼓式制动器衬片总成的制备方法，按照以下步骤进行：1）称取原材料；2）混拌，烘制；3）混拌，加入碳纤维混拌后取出；4）模压成型；5)热固化。

Description

叉车鼓式制动器衬片总成及其制备方法

技术领域

本发明涉入一种叉车鼓式制动器衬片总成的关键部件及其制造方法，尤其是一种叉车鼓式制动器衬片总成及其制造方法。

背景技术

近年来，我国工业车辆每年都以30％的速度快速增长。我国叉车市场非常广阔，引来了许多外国叉车制造商，叉车行业实现连续几年快速增长的成绩。统计数据显示，叉车行业近些年来增长一直保持在20％左右，预计未来仍将会保持快速发展。2011年我国共销售机叉车32万多台（含出口），首次超过30万台。随着我国叉车的市场销量的不断提高，带动了叉车鼓式制动器衬片总成需求的快速增长，作为下游企业的叉车制动器用摩擦材料生产厂家，也迎来了新的进一步发展的良机。

该制动器衬片总成安装在叉车制动器中，通过制动器衬片总成与制动鼓的内表面产生摩擦力，这个摩擦力对制动鼓轴线的矩即制动力矩，它阻止车轮转动，产生制动作用，从而大大增强了叉车的可控性和安全性。目前，叉车鼓式制动器衬片总成对摩擦材料有较高的要求：要有稳定的摩擦、磨损性能和一定的耐高温性并能满足上连续开启操作作业，使用性能保持稳定；同时材料还要求满足欧盟RoHS环保及相关限用物质指令的要求，不含石棉、铅、镉、汞、六价铬等影响人体健康的物质。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种叉车鼓式制动器衬片总成的改进，该鼓式制动器衬片总成应当制动力矩大、剪切强度、冲击强度高，并具有耐高温、耐磨损以及环保、低噪音的特点。

本发明的另一个目的是提供一种叉车鼓式制动器衬片总成的制作方法，该方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点。

本发明提供的技术方案是：叉车鼓式制动器衬片总成，包括铁基骨架以及粘接固定在铁基骨架制动面上的摩擦材料层；其特征在于摩擦材料层中包含的成分及重量份为：

纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂12～16份，陶瓷纤维10～16份，碳纤维3～6份，芳纶浆粕纤维5～8份，六钛酸钾晶须10～15，沉淀硫酸钡10～22份，氧化铝1～3份，硫化锑5～8份，钼碳磷酸盐5～10份，钢棉纤维5～9份，硬脂酸锌0.5～1份，腰果壳油摩擦粉3～6份，人造石墨3～5份，石油焦碳2～4份，黄铜矿粉5～11份，铬铁矿粉1～3份，粉末丁腈像胶2～4份，偶联剂适量；

所述陶瓷纤维直径16-24um，长度5～10mm，所述碳纤维直径16-24um，长度8～12mm；所述芳纶浆粕纤维直径12-18um，长度10～15mm；所述六钛酸钾晶须直径15-25um，长度8～16mm；所述钢棉纤维直径35-45um，长度20～28mm。

所述各种原材料中，纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂、沉淀硫酸钡、氧化铝、硫化锑、钼碳磷酸盐、黄铜矿粉、铬铁矿粉、粉末丁腈像胶粒度≥350目，所述腰果壳油摩擦粉、人造石墨、，石油焦碳粒度为40～60目。

所述陶瓷纤维直径20um，所述碳纤维直径20um；所述芳纶浆粕纤维直径15um，所述六钛酸钾晶须直径20um，所述钢棉纤维直径40um。

所述硅烷偶联剂，是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)、γ-缩水甘油丙基-三甲氧、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙或十八烷基三氯硅烷偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合；用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的8-12％。

一种叉车鼓式制动器衬片总成的制备方法，按照以下步骤进行：

1）按配方称取各种原材料备用；

2）先将陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须投入高速混料机内，混拌2～4分钟，然后取出加入硅烷偶联剂混合8～12分钟后取出放入烘箱，在70℃～80℃温度下，烘制30～40分钟后备用。

3）将预处理好的纤维料与除碳纤维外的其它原材料投入高速混料机内，混拌3～5分钟，然后把碳纤维投入高速混料机内，混拌时间为1～2分钟后取出；

4）模压成型：在预热过的模具型腔内涂脱模剂，然后将混合物投入到模具型腔中进行模塑一次热压成型处理，其热压温度为160℃±10℃，热压时间为20～25分钟，热压压力为28Mpa±0.5Mpa；

5)热固化：升温至150℃±10℃时保温1.0±0.1小时；接着在0.5小时内升温至160℃±10℃保温2.0±0.2小时；又在0.5小时内升温至170℃±10℃保温1.0±0.1小时；又在0.5小时内升温至180℃±10℃保温2.0±0.2小时；又在0.5小时内升温至200℃±10℃保温2.0±0.2小时即成。

对固化后的叉车鼓式制动器衬片总成表面浸防锈胶，再进行磨削加工后即成。

本发明的有益效果是：该制动片具有耐高温、耐磨损、低噪音以及摩擦制动力矩稳定、环保等特点；经测试：在350℃时摩擦系数仍高于同类产品22％，而磨损率（10^-7cm³/N·m）则为同类产品70％；另外，所有原材料均可外购获得，不但符合环保要求，而且制造简便，成本较低，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的硅烷偶联剂，可以是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)、γ-缩水甘油丙基-三甲氧、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙或十八烷基三氯硅烷偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合。用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的8-12％。

本发明优选十八烷基三氯硅烷偶联剂。

以下通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1，该叉车鼓式制动器衬片总成，包括铁基骨架1以及粘接在铁基骨架粘合面上的摩擦材料层2；其中摩擦材料层是由以下原材料组成：纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂13份，陶瓷纤维12份，碳纤维份3份，芳纶浆粕纤维5份，六钛酸钾晶须15，沉淀硫酸钡15份，氧化铝1份，硫化锑5份，钼碳磷酸盐6份，钢棉纤维6份，硬脂酸锌0.5份，腰果壳油摩擦粉3份，人造石墨3份，石油焦碳2份，黄铜矿粉5.5份，铬铁矿粉2份，粉末丁腈像胶3份，十八烷基三氯硅烷偶联剂，用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的8％。

制备方法：

称取原材料后，按步骤2）将陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶投入高速混料机内，混拌2分钟，然后取出加入硅烷偶联剂混合8分钟后取出放入烘箱，在70℃温度下，烘制30分钟后备用；接着按步骤3）将预处理好的纤维料与除碳纤维外的其它原材料投入高速混料机内，混拌3分钟，再把碳纤维投入高速混料机内，混拌时间为1～2分钟后取出；然后按步骤4）将混合好的物料投入模具中进行进行模塑一次热压成型处理，其热压温度为160℃，热压时间为20分钟，热压压力为28Mpa；

热固化步骤：升温至150℃时保温1小时；接着在0.5小时内升温至160℃保温2小时；又在0.5小时内升温至170℃保温1小时；又在0.5小时内升温至180℃保温2小时；又在0.5小时内升温至200℃保温2小时；最后对固化后的叉车鼓式制动器衬片总成表面进行浸防锈胶，在进行磨削加工后即成。

实施例2，该叉车鼓式制动器衬片总成，包括异型铁基骨架1以及粘接在铁基骨架粘合面上的摩擦材料层2；其中摩擦材料层是由以下原材料组成：纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂14份，陶瓷纤维14份，碳纤维份3份，芳纶浆粕纤维5份，六钛酸钾晶须13，沉淀硫酸钡15份，氧化铝1份，硫化锑5份，钼碳磷酸盐5份，钢棉纤维5份，硬脂酸锌0.5份，腰果壳油摩擦粉3.5份，人造石墨3份，石油焦碳3份，黄铜矿粉5份，铬铁矿粉3份，粉末丁腈像胶2份，十八烷基三氯硅烷偶联剂，用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的10％。

制备方法：称取原材料后，按步骤2）将陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶投入入高速混料机内，混拌3分钟，然后取出加入硅烷偶联剂混合12分钟后取出放入烘箱，在75℃温度下，烘制40分钟后备用；接着按步骤3）将预处理好的纤维料与除碳纤维外的其它原材料投入高速混料机内，混拌4分钟，再把碳纤维投入高速混料机内，混拌时间为1～2分钟后取出；然后按步骤4）将混合好的物料投入模具中进行模塑一次热压成型处理，其热压温度为160℃，热压时间为20分钟，热压压力为28Mpa；

热固化步骤：升温至145℃时保温0.9小时；接着在0.5小时内升温至150℃保温1.8小时；又在0.5小时内升温至160℃保温0.9小时；又在0.5小时内升温至170℃保温1.8小时；又在0.5小时内升温至190℃保温1.8小时；最后对固化后的叉车鼓式制动器衬片总成表面进行浸防锈胶，在进行磨削加工后即成。

实施例3，该叉车鼓式制动器衬片总成，包括异型铁基骨架1以及粘接在铁基骨架粘合面上的摩擦材料层2；其中摩擦材料层是由以下原材料组成：纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂16份，陶瓷纤维12份，碳纤维份4份，芳纶浆粕纤维6份，六钛酸钾晶须12，沉淀硫酸钡12份，氧化铝1份，硫化锑6份，钼碳磷酸盐7份，钢棉纤维5份，硬脂酸锌0.5份，腰果壳油摩擦粉5份，人造石墨3份，石油焦碳2份，黄铜矿粉5份，铬铁矿粉1.5份，粉末丁腈像胶2份，十八烷基三氯硅烷偶联剂，用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的12％。

制备方法：称取原材料后，按步骤2）将陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶投入入高速混料机内，混拌4分钟，然后取出加入硅烷偶联剂混合10分钟后取出放入烘箱，在80℃温度下，烘制35分钟后备用；接着按步骤3）将预处理好的纤维料与除碳纤维外的其它原材料投入高速混料机内，混拌5分钟，再把碳纤维投入高速混料机内，混拌时间为1～2分钟后取出；然后按步骤4）将混合好的物料投入模具中进行模塑一次热压成型处理，其热压温度为170℃，热压时间为25分钟，热压压力为28.5Mpa；

热固化步骤：升温至155℃时保温1.1小时；接着在0.5小时内升温至165℃保温2.2小时；又在0.5小时内升温至175℃保温1.1小时；又在0.5小时内升温至185℃保温2.1小时；又在0.5小时内升温至205℃保温2.2小时；最后对固化后的叉车鼓式制动器衬片总成表面进行浸防锈胶，在进行磨削加工后即成。

所以本发明中的纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂购自美国圣莱科特化工公司。

上述加工方法获得的叉车鼓式制动器衬片总成，在定速试验中与普通树脂基叉车鼓式制动器衬片总成比较摩擦磨损性能测试结果，如下表所示。

表中数据可知：摩擦系数明显优于对比产品；而磨损率则显著小于对比产品。

Claims (6)

1.叉车鼓式制动器衬片总成，包括铁基骨架以及粘接固定在铁基骨架制动面上的摩擦材料层；其特征在于摩擦材料层中包含的成分及重量份为：

纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂12～16份，陶瓷纤维10～16份，碳纤维3～6份，芳纶浆粕纤维5～8份，六钛酸钾晶须10～15，沉淀硫酸钡10～22份，氧化铝1～3份，硫化锑5～8份，钼碳磷酸盐5～10份，钢棉纤维5～9份，硬脂酸锌0.5～1份，腰果壳油摩擦粉3～6份，人造石墨3～5份，石油焦碳2～4份，黄铜矿粉5～11份，铬铁矿粉1～3份，粉末丁腈像胶2～4份，偶联剂适量；

所述陶瓷纤维直径16-24um，长度5～10mm，所述碳纤维直径16-24um，长度8～12mm；所述芳纶浆粕纤维直径12-18um，长度10～15mm；所述六钛酸钾晶须直径15-25um，长度8～16mm；所述钢棉纤维直径35-45um，长度20～28mm。

2.根据权利要求1所述的叉车鼓式制动器衬片总成，其特征在于所述纳米SiO₂/硼改性酚醛树脂、沉淀硫酸钡、氧化铝、硫化锑、钼碳磷酸盐、黄铜矿粉、铬铁矿粉、粉末丁腈像胶粒度≥350目，所述腰果壳油摩擦粉、人造石墨、，石油焦碳粒度为40～60目。

3.根据权利要求2所述的叉车鼓式制动器衬片总成，其特征在于所述陶瓷纤维直径20um，所述碳纤维直径20um；所述芳纶浆粕纤维直径15um，所述六钛酸钾晶须直径20um，所述钢棉纤维直径40um。

4.根据权利要求3所述的叉车鼓式制动器衬片总成，其特征在于所述硅烷偶联剂，是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)、γ-缩水甘油丙基-三甲氧、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙或十八烷基三氯硅烷偶联剂中的一种或两种以上任意比例的混合；用量为陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须重量之和的8-12％。

5.权利要求1所述的叉车鼓式制动器衬片总成的制备方法，按照以下步骤进行：

1）按配方称取各种原材料备用；

2）先将陶瓷纤维、芳纶浆粕纤维、六钛酸钾晶须投入高速混料机内，混拌2～4分钟，然后取出加入硅烷偶联剂混合8～12分钟后取出放入烘箱，在70℃～80℃温度下，烘制30～40分钟后备用。

3）将预处理好的纤维料与除碳纤维外的其它原材料投入高速混料机内，混拌3～5分钟，然后把碳纤维投入高速混料机内，混拌时间为1～2分钟后取出；

4）模压成型：在预热过的模具型腔内涂脱模剂，然后将混合物投入到模具型腔中进行模塑一次热压成型处理，其热压温度为160℃±10℃，热压时间为20～25分钟，热压压力为28Mpa±0.5Mpa；

5)热固化：升温至150℃±10℃时保温1.0±0.1小时；接着在0.5小时内升温至160℃±10℃保温2.0±0.2小时；又在0.5小时内升温至170℃±10℃保温1.0±0.1小时；又在0.5小时内升温至180℃±10℃保温2.0±0.2小时；又在0.5小时内升温至200℃±10℃保温2.0±0.2小时即成。

6.根据权利要求5所述的一种叉车鼓式制动器衬片总成的制备方法，其特征在于对固化后的叉车鼓式制动器衬片总成表面浸防锈胶，再进行磨削加工后即成。