CN105202085B - 一种橡胶基的软质衬片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种橡胶基的软质衬片及制备方法，软质衬片的组分及重量份为天然胶3‑7份，丁苯胶5‑8份，丁腈胶4‑10份，促进剂1‑5份，防老剂1‑3份，硫磺1‑4份，泡沫铁粉10‑20份，重晶石粉20‑35份，白炭黑5‑10份，人造石墨2‑8份，天然石墨1‑5份，树脂1‑5份，钛酸钾晶须8‑14份，轻钙2‑5份，腰果壳油摩擦粉2‑6份，氧化锌1‑3份，锌粉1‑3份。本发明是以橡胶作为主要粘合剂，韧性好，对偶吻合性好，采用了合理的配方，使得摩擦耐温度达到300℃。另外，本发明的制备方法能够节省大量的模具投入，只需要很少的模具就可以应对所有不同尺寸的产品需求。

Description

一种橡胶基的软质衬片及其制备方法

技术领域

本发明属于刹车片技术领域，具体涉及一种橡胶基软质无石棉汽车行车及驻车刹车片及其制备方法。

背景技术

刹车衬片也叫刹车片(以下称刹车片)。在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件。国内现有鼓式刹车片的生产是通过不同的原材料配比，热压成型，从配方中材料的种类来区分，分为金属配方、半金属配方和陶瓷配方，都是以树脂作为粘合剂，属于树脂基。从加工工艺上，树脂基的刹车片在生产成型时需要根据不同的汽车车型、不同的刹车片型号、不同的尺寸分别制作模具，一个型号需要一套模具，可以说有多少种型号的汽车，就有多少套模具，造成生产时需要投入大量的模具，生产成本较高。而目前，国内橡胶基的同类产品在定速摩擦试验机上的摩擦温度国标最高为200℃，不能满足行车制动器的要求，适用范围受到限制。

发明内容

本发明特别涉及了一种橡胶基的软质刹车片的配方及其制备方法，提高了橡胶基刹车片的摩擦性能问题，并解决了其他树脂基的硬质刹车片一种型号一套模具的问题。

一种橡胶基的软质衬片，组分及重量份为天然胶3-7份，丁苯胶5-8份，丁腈胶4-10份，促进剂1-5份，防老剂1-3份，硫磺1-4份，泡沫铁粉10-20份，重晶石粉20-35份，白炭黑5-10份，人造石墨2-8份，天然石墨1-5份，树脂1-5份，钛酸钾晶须8-14份，轻钙2-5份，腰果壳油摩擦粉2-6份，氧化锌1-3份，锌粉1-3份。

进一步的，所述促进剂为噻唑类促进剂；所述防老剂为防老剂丁；所述树脂为酚醛树脂。

进一步的，所述腰果壳油摩擦粉的粒度为40-200目。

进一步优选的组分及重量份为天然胶5-6份，丁苯胶5-7份，丁腈胶6-8份，促进剂1-4份，防老剂1-2份，硫磺1-3份，泡沫铁粉13-26份，重晶石粉24-30份，白炭黑5-7份，人造石墨3-7份，天然石墨2-5份，树脂2-4份，钛酸钾晶须8-12份，轻钙2-5份，腰果壳油摩擦粉2-4份，氧化锌1-2份，锌粉1.5-3份。

本发明的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，步骤如下：

1)将天然胶、丁苯胶、丁腈胶进行塑炼预处理，把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他组分，进行密炼，然后出料，得到块状料；

2)将块状料进行压制，得到片状料，常温冷却；

3)将片状料根据需要的厚度进行叠放，压制成型，形成胶板；

4)对上述胶板进行初步硫化、打磨、固化、切割，得到本发明的橡胶基的软质衬片。

进一步的，所述步骤1)中塑炼预处理的时间为20-40min；密炼的时间为5-15min。

进一步的，所述步骤3)中压制成型时的温度为70℃-110℃，压力为15-20kg/cm²，压制时间为1-3min。

进一步的，所述步骤4)中初步硫化的温度为70℃-110℃，时间为3-6h。

进一步的，所述步骤4)中固化温度由100℃逐渐升温至180℃，固化时间为5-10h。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：刹车片是以橡胶作为主要粘合剂，通过不同的原材料配比，使刹车片的定速摩擦温度达到300℃，比国标提高了100℃；材质较软可以弯曲，可以与对偶无缝隙的粘接；且摩擦性能可达到欧洲的FF级标准，符合汽车行车制动标准。由于摩擦耐温度的提升，可以将橡胶基的产品应用到行车制动器上，扩大了使用范围。再加上合理的加工工艺，解决了树脂基刹车片生产过程中一种刹车片就需要一套模具的现状，使得产品模具大大简化，提高了效率，节省了支出。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

本发明是一种橡胶基的软质衬片，可用于汽车驻车制动，行车制动。该软质刹车片解决了其他树脂基的硬质刹车片一个规格(件号)就需要一个模具的模具开发问题，同时大大提高了生产效率，降低了工装成本。

本发明的一种橡胶基的软质衬片，其组分及重量份为天然胶3-7份，丁苯胶5-8份，丁腈胶4-10份，促进剂1-5份，防老剂1-3份，硫磺1-4份，泡沫铁粉10-20份，重晶石粉20-35份，白炭黑5-10份，人造石墨2-8份，天然石墨1-5份，树脂1-5份，钛酸钾晶须8-14份，轻钙2-5份，腰果壳油摩擦粉2-6份，氧化锌1-3份，锌粉1-3份。

所述促进剂优选为噻唑类促进剂。所述防老剂优选为防老剂丁，即为N-苯基-2-萘胺。所述树脂优选为酚醛树脂。

所述腰果壳油摩擦粉的粒度为40-200目。

本发明中的橡胶组合(包括天然胶、丁苯胶及丁腈胶)与摩阻材料(包括泡沫铁粉、重晶石粉、腰果壳油摩擦粉、锌粉、轻钙及钛酸钾晶须)、减摩材料(包括人造石墨及天然石墨)有机的结合起来。本发明以橡胶作为粘合剂，因此产品韧性好，对偶吻合性好。所述润滑剂天然石墨和人造石墨的配合使用用于减摩，可以减小对对偶的损伤，使刹车片在低温摩擦时摩擦系数不至于太高，而在高温的情况下又不至于过低。

所述泡沫铁粉材料具有微孔结构，能够与橡胶结合的更好，能够增加产品的韧性和强度。所述腰果壳油摩擦粉能够稳定刹车片的摩擦系数，使刹车片在定速实验的高温下保持摩擦系数稳定。所述白炭黑对三种橡胶起到了补强的作用。所述树脂与硫磺配合使用在橡胶中起到了粘结和增强硫化的作用。

本发明通过三种主要粘合剂(橡胶)的合理配比，再加上钛酸钾晶须、腰果壳油摩擦粉和泡沫铁粉等摩擦性能调节剂的相互作用，将橡胶基制动片的摩擦耐温度提高到300℃。

本发明的一种橡胶基的软质衬片的制备方法为：

一、将天然胶、丁苯胶、丁腈胶，三种橡胶进行塑炼预处理，时间为20-40min，使得三种胶料相互结合并且能够粘结其他材料为止；

二、把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他的原材料，重晶石、人造石墨、白炭黑、天然石墨、钛酸钾晶须、轻钙、硫磺、腰果壳油摩擦粉、泡沫铁粉等，然后开机进行密炼5-15min，然后出料，此时的料为块状；

三、将块状料经碾胶机压制成片状料，压片时应将胶辊挡板调整到合适的位置，宽度从200-400mm均可，压制后常温冷却3-6h；

四、对压出来的片子根据最终刹车片的厚度需要进行叠放，通常叠放的厚度大于最终产品需要的厚度；

五、将上述叠放好的胶片进行压制成型，形成胶板；压机的温度为70℃-110℃，压力为15-20kg/cm²，压制时间为1-3min；

六、将上述胶板平放进硫化箱进行初步硫化，温度为70℃-110℃，时间为3-6h；

七、将初步硫化后的胶板进行打磨，打磨到最终刹车片的厚度要求；

八、将打磨后的胶板卷成筒状，放入烘箱进行固化，固化温度由100℃逐渐升温至180℃，时间为5-10h，根据固化时间，均匀升温；

九、根据最终所需刹车片的宽度进行切条分割，然后再根据长度进行切块分割，以达到最终产品的尺寸要求；

十、根据客户的技术指标进行检验，例如：耐温实验、定速实验；检验合格后包装得到成品。

本发明的制备方法步骤中第三步、第四步、第五步、第六步、第八步对产品成型及产品的性能起到关键作用：第三步和第四步，在压制过程中使用了平板大模具，尺寸不同的产品，仅需要一种模具即可，减少了模具的使用。第五步压制过程中，温度不能过高，否则容易使橡胶老化；时间不能过短，否则胶板不能成型；压力不能过小，否则密度达不到要求。第六步初步硫化时间不易过长，否则橡胶容易老化。第八步的关键在于固化时，温度不能升温过快，否则容易起泡，要做到均匀升温。

本发明合理的工艺性，减少了其他刹车片生产工艺的模具开发过程，很少量的模具可适用于各种规格的尺寸要求，提高了效率，节省了大批模具的费用，降低了成本。

实施例1

本发明的一种橡胶基的软质衬片，其组分及重量份为，天然胶5份，丁苯胶6份，丁腈胶7.5份，促进剂3.5份，防老剂丁1份，硫磺2.5份，泡沫铁粉15份，重晶石粉26份，白炭黑7份，人造石墨3份，天然石墨2.5份，酚醛树脂2份，钛酸钾晶须12份，轻钙2份，腰果壳油摩擦粉2份，氧化锌1份，锌粉3份。

制备方法为将天然胶、丁苯胶、丁腈胶，三种橡胶进行塑炼预处理，时间为30min。把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他原材料，然后开机进行密炼15min后出料，此时的料为块状。将块状料经碾胶机压制成片，压制时胶辊挡板调整到合适的位置，然后常温冷却3h。将压出来的片子根据厚度需要进行叠放，然后压制成型，形成胶板，压机的温度为110℃，压力为20kg/cm²，时间为2min。将上述胶板平放进硫化箱进行初步硫化，温度为110℃，时间为3h。将初硫后的胶板打磨到最终刹车片的厚度要求。然后将打磨后的胶板卷成筒状，放入烘箱进行固化，固化温度由100℃均匀升温至180℃，时间为5h。根据尺寸需要对刹车片进行切割，然后根据客户的技术指标进行检验，例如：耐温实验、定速实验。检验合格后进行包装，得到成品刹车垫。

实施例2

本发明的一种橡胶基的软质衬片，其组分及重量份为，天然胶5份，丁苯胶7份，丁腈胶7份，促进剂2份，防老剂丁1.5份，硫磺1份，泡沫铁粉16份，重晶石粉24份，白炭黑6份，人造石墨4份，天然石墨5份，酚醛树脂2份，钛酸钾晶须9份，轻钙5份，腰果壳油摩擦粉3份，氧化锌1份，锌粉1.5份。

制备方法为将天然胶、丁苯胶、丁腈胶，三种橡胶进行塑炼预处理，时间为20min。把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他原材料，然后开机进行密炼10min后出料，此时的料为块状。将块状料经碾胶机压制成片，压制时胶辊挡板调整到合适的位置，然后常温冷却3h。将压出来的片子根据厚度需要进行叠放，然后压制成型，形成胶板，压机的温度为100℃，压力为18kg/cm²，时间为3min。将上述胶板平放进硫化箱进行初步硫化，温度为100℃，时间为4h。将初硫后的胶板打磨到最终刹车片的厚度要求。然后将打磨后的胶板卷成筒状，放入烘箱进行固化，固化温度由100℃均匀升温至180℃，时间为6h。根据尺寸需要对刹车片进行切割，然后根据客户的技术指标进行检验，例如：耐温实验、定速实验。检验合格后进行包装，得到成品刹车垫。

实施例3

本发明的一种橡胶基的软质衬片，其组分及重量份为，天然胶6份，丁苯胶5份，丁腈胶6份，促进剂1份，防老剂丁2份，硫磺3份，泡沫铁粉13份，重晶石粉30份，白炭黑5份，人造石墨7份，天然石墨2.5份，酚醛树脂4份，钛酸钾晶须8份，轻钙3.5份，腰果壳油摩擦粉4份，氧化锌1份，锌粉1.5份。

制备方法为将天然胶、丁苯胶、丁腈胶，三种橡胶进行塑炼预处理，时间为40min。把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他原材料，然后开机进行密炼12min后出料，此时的料为块状。将块状料经碾胶机压制成片，压制时胶辊挡板调整到合适的位置，然后常温冷却3h。将压出来的片子根据厚度需要进行叠放，然后压制成型，形成胶板，压机的温度为70℃，压力为15kg/cm²，时间为3min。将上述胶板平放进硫化箱进行初步硫化，温度为70℃，时间为6h。将初硫后的胶板打磨到最终刹车片的厚度要求。然后将打磨后的胶板卷成筒状，放入烘箱进行固化，固化温度由100℃均匀升温至180℃，时间为10h。根据尺寸需要对刹车片进行切割，然后根据客户的技术指标进行检验，例如：耐温实验、定速实验。检验合格后进行包装，得到成品刹车垫。

对实施例1-3得到的橡胶基软质衬片在定速试验机上进行摩擦系数测试实验，得到如下表的实验结果：

由表中在升温过程及恢复过程中的摩擦系数的变化，可以看出在定速试验机上本发明的衬片可以做到300℃的高温，并且摩擦数据也都在国标的范围之内。

以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种橡胶基的软质衬片，其特征在于，组分及重量份为：天然胶3-7份，丁苯胶5-8份，丁腈胶4-10份，促进剂1-5份，防老剂1-3份，硫磺1-4份，泡沫铁粉10-20份，重晶石粉20-35份，白炭黑5-10份，人造石墨2-8份，天然石墨1-5份，树脂1-5份，钛酸钾晶须8-14份，轻钙2-5份，腰果壳油摩擦粉2-6份，氧化锌1-3份，锌粉1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶基的软质衬片，其特征在于，所述促进剂为噻唑类促进剂；所述防老剂为防老剂丁；所述树脂为酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的一种橡胶基的软质衬片，其特征在于，所述腰果壳油摩擦粉的粒度为40-200目。

4.根据权利要求1所述的一种橡胶基的软质衬片，其特征在于，组分及重量份为：天然胶5-6份，丁苯胶5-7份，丁腈胶6-8份，促进剂1-4份，防老剂1-2份，硫磺1-3份，泡沫铁粉13-16份，重晶石粉24-30份，白炭黑5-7份，人造石墨3-7份，天然石墨2-5份，树脂2-4份，钛酸钾晶须8-12份，轻钙2-5份，腰果壳油摩擦粉2-4份，氧化锌1-2份，锌粉1.5-3份。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1）将天然胶、丁苯胶、丁腈胶进行塑炼预处理，把已塑炼好的胶料放入密炼机，再放入其他组分，进行密炼，然后出料，得到块状料；

2）将块状料进行压制，得到片状料，常温冷却；

3）将片状料根据需要的厚度进行叠放，压制成型，形成胶板；

4）对上述胶板进行初步硫化、打磨、固化、切割，得到橡胶基的软质衬片。

6.根据权利要求5所述的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中塑炼预处理的时间为20-40min；密炼的时间为5-15min。

7.根据权利要求5所述的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中压制成型时的温度为70℃-110℃，压力为15-20kg/cm²，压制时间为1-3min。

8.根据权利要求5所述的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中初步硫化的温度为70℃-110℃，时间为3-6h。

9.根据权利要求5所述的一种橡胶基的软质衬片的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中固化温度由100℃逐渐升温至180℃，固化时间为5-10h。