CN104235244B - 一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：桐油改性酚醛树脂12‑14份，钢纤维5‑6份，玻璃纤维5‑6份，碳纤维5‑6份，芳族聚酰胺纤维7‑10份，铜纤维2‑3份，硅灰石5‑6份，膨胀蛭石5‑10份，云母粉4‑10份，氧化钛5‑8份，重晶石30‑35份，二硫化钼8‑12份，多孔陶球10‑13份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊6‑8份。本发明中，上述桐油改性酚醛树脂汽车刹车片韧性好，硬度适中，耐磨损，耐热性能优异，制备过程简单。
Description
技术领域
本发明涉及汽车刹车片技术领域，尤其涉及一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
背景技术
摩擦材料是用于车辆和冬季机械制动和传动的的材料，其质量的好坏直接影响机械设备的可靠性和操作人员的生命安全，它主要包括刹车片和离合器面片，刹车片用于制动，离合器面片用于传动，离合器面片传递力，刹车片吸收动能，保证汽车安全运行，摩擦材料是十分关键的材料；酚类和醛类缩聚产物统称为酚醛树脂，其具有优异的机械性、耐热性、耐寒性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工型及阻燃性，具有广泛的用途，酚醛树脂结构的薄弱环节是酚羟基和亚甲基容易氧化，耐热性受到影响，随着工业的不断发展，特别是各种汽车使用条件的发展，对高性能耐磨材料提出了更高的要求，用纯酚醛树脂作为摩擦材料韧性差、耐热性不足，作为汽车刹车片的基材，不能满足需求。
发明内容
本发明提出了一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，韧性好，硬度适中，耐磨损，耐热性能优异，制备过程简单。
本发明提出的一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂12-14份，钢纤维5-6份，玻璃纤维5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维7-10份，铜纤维2-3份，硅灰石5-6份，膨胀蛭石5-10份，云母粉4-10份，氧化钛5-8份，重晶石30-35份，二硫化钼8-12份，多孔陶球10-13份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊6-8份；
在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合1-2min，搅拌机转速为800-900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合3-4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合30-60min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为160-165℃，压力为25-28MPa，40-45s第一次放气，保温3-5min后第二次放气，保温5-8min后第三次放气，然后保温8-10min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以2-4℃/min的速度升温至100-105℃，保温1-2h，然后以5-8℃/min的速度升温至130-140℃，保温1-2h，然后以10-12℃/min的速度升温至160-170℃，保温2-3h，然后以1-2℃/min的速度升温至200-210℃，保温2-3h，冷却降温至35-38℃，冷却速度为15-20℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
优选地，桐油改性酚醛树脂与聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊的重量比为13-14:6-7。
优选地，桐油改性酚醛树脂与膨胀蛭石的重量比为13-14：8-9。
优选地，膨胀蛭石膨胀蛭石容重为100-135kg/m3，含水量为7.5-8.5％，烧结温度为1100-1140℃。
优选地，上述桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13-14份，钢纤维5.5-6份，玻璃纤维5.5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维8-10份，铜纤维2.5-3份，硅灰石5.5-6份，膨胀蛭石6-8份，云母粉5-8份，氧化钛6-8份，重晶石32-34份，二硫化钼10-12份，多孔陶球11-12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊7-8份。
优选地，上述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13份，钢纤维5.5份，玻璃纤维6份，碳纤维5.6份，芳族聚酰胺纤维9份，铜纤维2.8份，硅灰石5.8份，膨胀蛭石7份，云母粉7份，氧化钛7份，重晶石33份，二硫化钼11份，多孔陶球12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份。
优选地，在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合400min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为162℃，压力为26MPa，40s第一次放气，保温4min后第二次放气，保温6min后第三次放气，然后保温9min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以3℃/min的速度升温至100℃，保温1.5h，然后以6℃/min的速度升温至135℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温3h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温2h，冷却降温至36℃，冷却速度为18℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
本发明中，桐油改性酚醛树脂耐热性好，粘结性较强，并可增强产品的韧性及硬脆性，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊低粘度、低挥发性、室温下快干及反应形成的聚合物有较强的强度，且在聚合过程中收缩率低，囊壁材料聚脲甲醛对囊芯物有较大的包裹率，并具有足够的稳定性，桐油改性酚醛树脂与聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊共用可适度降低刹车片的硬度，可在满足摩擦磨损、冲击强度及硬度的前提下，适度的硬度可降低摩擦材料对摩擦盘的损害，制动时也不会出现尖叫，桐油改性酚醛树脂、聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊与钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维、硅灰石、膨胀蛭石、云母粉、氧化钛、重晶石、二硫化钼、多孔陶球有机粘结在一起，可显著增强耐磨损强度，其中重硅灰石、膨胀蛭石、云母粉、氧化钛、重晶石、多孔陶球可进一步提高摩擦系数，二硫化钼起到降低摩擦系数的作用，硅灰石具有改善摩擦系数稳定性的作用，合理控制上述组分的含量，可在提高摩擦稳定性的前提下，提高耐摩性能，与桐油改性酚醛树配合作用，界面粘结强度大，磨损低，制成的刹车片具有优良的耐热性和抗剪、抗弯及制动效果；当合理控制膨胀蛭石容重、含水量及烧结温度可进一步增强产品的热稳定作用，在制备过程中，采用一定的顺序进行加料，并合理优化工艺参数，其中两次放气可排除模具内的空气、水气及挥发物，进一步提高产品的力学性能，通过采用一定方式升温及保温，物料热处理速度几乎完全一致，可降低产品脱模后收缩及翘曲现象，且可使物料密实度适宜，避免密实度大产生内应力导致制品破裂及密实度小达不到需求，本发明中，上述桐油改性酚醛树脂汽车刹车片韧性好，硬度适中，耐磨损，耐热性能优异，制备过程简单。
具体实施方式
实施例1
一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13份，钢纤维5.5份，玻璃纤维6份，碳纤维5.6份，芳族聚酰胺纤维9份，铜纤维2.8份，硅灰石5.8份，膨胀蛭石7份，云母粉7份，氧化钛7份，重晶石33份，二硫化钼11份，多孔陶球12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份；
膨胀蛭石容重为135kg/m3，含水量为7.5％，烧结温度为1140℃。
在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合400min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为162℃，压力为26MPa，40s第一次放气，保温4min后第二次放气，保温6min后第三次放气，然后保温9min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以3℃/min的速度升温至100℃，保温1.5h，然后以6℃/min的速度升温至135℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温3h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温2h，冷却降温至36℃，冷却速度为18℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
实施例2
一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂12份，钢纤维6份，玻璃纤维5份，碳纤维6份，芳族聚酰胺纤维7份，铜纤维2份，硅灰石5份，膨胀蛭石5份，云母粉10份，氧化钛8份，重晶石30份，二硫化钼12份，多孔陶球13份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份；
膨胀蛭石容重为100kg/m3，含水量为8.5％，烧结温度为1100℃。
在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合3min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合60min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为160℃，压力为28MPa，40s第一次放气，保温3min后第二次放气，保温5min后第三次放气，然后保温10min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以2℃/min的速度升温至100℃，保温2h，然后以5℃/min的速度升温至130℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温2h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温3h，冷却降温至35℃，冷却速度为20℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
实施例3
一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂14份，钢纤维5份，玻璃纤维6份，碳纤维5份，芳族聚酰胺纤维10份，铜纤维3份，硅灰石6份，膨胀蛭石10份，云母粉4份，氧化钛5份，重晶石35份，二硫化钼8份，多孔陶球10份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊6份；
在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合1min，搅拌机转速为800转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合30min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为165℃，压力为25MPa，45s第一次放气，保温5min后第二次放气，保温8min后第三次放气，然后保温8min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以4℃/min的速度升温至105℃，保温1h，然后以8℃/min的速度升温至140℃，保温1h，然后以10℃/min的速度升温至160℃，保温3h，然后以2℃/min的速度升温至210℃，保温2h，冷却降温至38℃，冷却速度为15℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
对实施例1-3中所述桐油改性酚醛树脂汽车刹车片进行性能测试，测试结果如下：
1、硬度测试
采用XHR-150型塑料洛氏硬度计测试，测试标准为Q/YSⅡ1-91；
测试结果：23；一般酚醛树脂刹车片测试结果：26；
硬度降低使刹车片在使用时不损坏摩擦对偶，且材料的韧性提高，若硬度过高，摩擦噪音太大。
2、冲击强度测试
采用简支梁氏摆锤冲击试验机，冲击能量为0.98J和3.92J两级，冲击速度为2.9m/s，测试标准为GB/T1043-93；
结果：5.12dJ/cm2；一般酚醛树脂刹车片测试结果：4.5dJ/cm2；
其冲击强度大大增强。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂12-14份，钢纤维5-6份，玻璃纤维5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维7-10份，铜纤维2-3份，硅灰石5-6份，膨胀蛭石5-10份，云母粉4-10份，氧化钛5-8份，重晶石30-35份，二硫化钼8-12份，多孔陶球10-13份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊6-8份；
在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合1-2min，搅拌机转速为800-900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合3-4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合30-60min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为160-165℃，压力为25-28MPa，40-45s第一次放气，保温3-5min后第二次放气，保温5-8min后第三次放气，然后保温8-10min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以2-4℃/min的速度升温至100-105℃，保温1-2h，然后以5-8℃/min的速度升温至130-140℃，保温1-2h，然后以10-12℃/min的速度升温至160-170℃，保温2-3h，然后以1-2℃/min的速度升温至200-210℃，保温2-3h，冷却降温至35-38℃，冷却速度为15-20℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
2.根据权利要求1所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，桐油改性酚醛树脂与聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊的重量比为13-14:6-7。
3.根据权利要求1或2所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，桐油改性酚醛树脂与膨胀蛭石的重量比为13-14：8-9。
4.根据权利要求1或2所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，膨胀蛭石容重为100-135kg/m3，含水量为7.5-8.5％，烧结温度为1100-1140℃。
5.根据权利要求3所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，膨胀蛭石容重为100-135kg/m3，含水量为7.5-8.5％，烧结温度为1100-1140℃。
6.根据权利要求1或2所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13-14份，钢纤维5.5-6份，玻璃纤维5.5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维8-10份，铜纤维2.5-3份，硅灰石5.5-6份，膨胀蛭石6-8份，云母粉5-8份，氧化钛6-8份，重晶石32-34份，二硫化钼10-12份，多孔陶球11-12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊7-8份。
7.根据权利要求3所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13-14份，钢纤维5.5-6份，玻璃纤维5.5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维8-10份，铜纤维2.5-3份，硅灰石5.5-6份，膨胀蛭石6-8份，云母粉5-8份，氧化钛6-8份，重晶石32-34份，二硫化钼10-12份，多孔陶球11-12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊7-8份。
8.根据权利要求4所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13-14份，钢纤维5.5-6份，玻璃纤维5.5-6份，碳纤维5-6份，芳族聚酰胺纤维8-10份，铜纤维2.5-3份，硅灰石5.5-6份，膨胀蛭石6-8份，云母粉5-8份，氧化钛6-8份，重晶石32-34份，二硫化钼10-12份，多孔陶球11-12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊7-8份。
9.根据权利要求1或2所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13份，钢纤维5.5份，玻璃纤维6份，碳纤维5.6份，芳族聚酰胺纤维9份，铜纤维2.8份，硅灰石5.8份，膨胀蛭石7份，云母粉7份，氧化钛7份，重晶石33份，二硫化钼11份，多孔陶球12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份。
10.根据权利要求3所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13份，钢纤维5.5份，玻璃纤维6份，碳纤维5.6份，芳族聚酰胺纤维9份，铜纤维2.8份，硅灰石5.8份，膨胀蛭石7份，云母粉7份，氧化钛7份，重晶石33份，二硫化钼11份，多孔陶球12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份。
11.根据权利要求4所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，其原料按重量份包括：
桐油改性酚醛树脂13份，钢纤维5.5份，玻璃纤维6份，碳纤维5.6份，芳族聚酰胺纤维9份，铜纤维2.8份，硅灰石5.8份，膨胀蛭石7份，云母粉7份，氧化钛7份，重晶石33份，二硫化钼11份，多孔陶球12份，聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊8份。
12.根据权利要求1或2所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合400min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为162℃，压力为26MPa，40s第一次放气，保温4min后第二次放气，保温6min后第三次放气，然后保温9min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以3℃/min的速度升温至100℃，保温1.5h，然后以6℃/min的速度升温至135℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温3h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温2h，冷却降温至36℃，冷却速度为18℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
13.根据权利要求3所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合400min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为162℃，压力为26MPa，40s第一次放气，保温4min后第二次放气，保温6min后第三次放气，然后保温9min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以3℃/min的速度升温至100℃，保温1.5h，然后以6℃/min的速度升温至135℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温3h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温2h，冷却降温至36℃，冷却速度为18℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
14.根据权利要求4所述的桐油改性酚醛树脂汽车刹车片，其特征在于，在制备过程中，将桐油改性酚醛树脂、硅灰石、云母粉、氧化钛、膨胀蛭石、重晶石、二硫化钼、多孔陶球置于搅拌机中混合2min，搅拌机转速为900转/min，然后继续加入聚脲甲醛双环戊二烯微胶囊混合4min，然后加入钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、铜纤维继续混合400min，将制品送入模具中，液压机中模压成型，压制温度为162℃，压力为26MPa，40s第一次放气，保温4min后第二次放气，保温6min后第三次放气，然后保温9min，将得到的物料放入烘箱中，从室温以3℃/min的速度升温至100℃，保温1.5h，然后以6℃/min的速度升温至135℃，保温2h，然后以12℃/min的速度升温至170℃，保温3h，然后以1℃/min的速度升温至200℃，保温2h，冷却降温至36℃，冷却速度为18℃/min，得到桐油改性酚醛树脂汽车刹车片。
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2014
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| 桐油改性线型酚醛树脂的制造及应用研究;李群等;《四川联合大学学报》;19980531;42-46 * |
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