CN106117659A - 一种改性碳纤维增强刹车带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性碳纤维增强刹车带，其创新的使用了改性碳纤维，改性碳纤维相比普通碳纤维拉伸强度得到了极大的增强，且生产工艺简单，制得的刹车带性能效果优越，符合国家质量标准和国际环保要求。使用本发明的方法所制得的刹车带使用的是天然可再生纤维，天然纤维具有环境友好、可生物降解性，且本发明的碳纤维包芯纱增强刹车带显著的提高了刹车带的拉伸强度与弹性模量，具有优良的力学性能。经过超过2万次的刹车试验，前后制动力矩变化不超过1.5N.m，且无刹车异响。同时本发明的刹车带具有较强的耐腐蚀、耐磨损性能。

Description

一种改性碳纤维增强刹车带及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种刹车带，尤其是涉及一种改性碳纤维增强刹车带及其制备方法。
背景技术
目前制作刹车带原料包括以下组分，丁晴橡胶、DM促进剂、氧化锌和硬脂酸作为活性剂、硫磺为硫化剂、石棉符合材料为填充剂、防老剂。加工流程为：配料、胶料混炼、胶料出型、硫化、磨削、检验、包装。按此技术制备的刹车带基本能够满足日常要求，但是由于填充剂的主要成分为石棉，造成使用过程中的噪音和环境污染，且现有技术的刹车带的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗磨损性能较差，因此现有技术的刹车带的使用寿命较短，使用成本较大。
发明内容
本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够增强刹车带耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐磨损的性能的一种刹车带。
为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种改性碳纤维增强刹车带，其特征在于，包括的成分及重量份是：50-80份改性碳纤维、10-20份芳纶纤维、5-10份氮化硼粉、10-15份丁腈改性酚醛树脂、50-100份丁腈橡胶、1-3份硫磺、1-4份防老剂、2-3份促进剂、5-10份硫酸钡、1-3份氧化锌、10-30份玻璃纤维、2-5份重晶石粉、2-3份硬脂酸；所述改性碳纤维为碳纤维经过气液双效法制得；所述各组分经过配料、混合熔炼、压塑成型、硫化、消磨、检验工艺加工制成。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，包括以下步骤：
（1）配料：制备改性碳纤维，将碳纤维浸入有机溶剂中，浸润3-10分钟，然后干燥去除溶剂使得碳纤维覆上一层有机涂层，然后在温度为100-900摄氏度的条件下气相氧化10-600秒，得到改性碳纤维；按照重量份取50-80份改性碳纤维、10-20份芳纶纤维、5-10份氮化硼粉、10-15份丁腈改性酚醛树脂、50-100份丁腈橡胶、1-3份硫磺、1-4份防老剂、2-3份促进剂、5-10份硫酸钡、1-3份氧化锌、10-30份玻璃纤维、2-5份重晶石粉、2-3份硬脂酸；
（2）混合熔炼：将步骤（1）配好的各组分送入热混合搅拌机中，温度加热到190-220摄氏度，搅拌30-70分钟，热混合搅拌机的转速为300-400转/min；
（3）压塑成型：将步骤（2）熔炼后的原料送入模具中压塑成型，制得刹车带胚料；
（4）硫化：将步骤（3）制得的刹车带胚料送入硫化机中，在100-150摄氏度的温度条件下进行硫化，硫化20-40分钟，得到半成品刹车带；
（5）消磨：将步骤（4）制得的半成品刹车带进行消磨、切割，制得成品改性碳纤维增强刹车带。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，所述步骤（1）中碳纤维的有机涂层为酚醛树脂或PVA或中间相沥青或脂肪烃或芳烃。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，所述步骤（1）中碳纤维浸润在有机溶剂中的时间为10分钟。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，所述步骤（1）中气相氧化温度为800摄氏度，气相氧化时间为400秒。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，所述步骤（2）中温度加热至210摄氏度，搅拌时间为60分钟，热混合搅拌机的转速为400转/min。
进一步，根据上述设计方案所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，所述步骤（4）中硫化温度为150摄氏度，硫化时间为40分钟。
本发明的技术效果如下：本发明的改性碳纤维增强刹车带，其创新的使用了改性碳纤维，改性碳纤维相比普通碳纤维拉伸强度得到了极大的增强，且生产工艺简单，制得的刹车带性能效果优越，符合国家质量标准和国际环保要求。使用本发明的方法所制得的刹车带使用的是天然可再生纤维，天然纤维具有环境友好、可生物降解性，且本发明的碳纤维包芯纱增强刹车带显著的提高了刹车带的拉伸强度与弹性模量，具有优良的力学性能。经过超过2万次的刹车试验，前后制动力矩变化不超过1.5N.m，且无刹车异响。同时本发明的刹车带具有较强的耐腐蚀、耐磨损性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例：改性碳纤维增强刹车带的制备方法，包括以下步骤：
（1）配料：制备改性碳纤维，将碳纤维浸入有机溶剂中，浸润10分钟，然后干燥去除溶剂使得碳纤维覆上一层有机涂层，然后在温度为800摄氏度的条件下气相氧化500秒，得到改性碳纤维；按照重量份取80份改性碳纤维、20份芳纶纤维、10份氮化硼粉、15份丁腈改性酚醛树脂、100份丁腈橡胶、3份硫磺、1份防老剂、2份促进剂、5份硫酸钡、1份氧化锌、10份玻璃纤维、5份重晶石粉、2份硬脂酸；
（2）混合熔炼：将步骤（1）配好的各组分送入热混合搅拌机中，温度加热到1220摄氏度，搅拌60分钟，热混合搅拌机的转速为400转/min；
（3）压塑成型：将步骤（2）熔炼后的原料送入模具中压塑成型，制得刹车带胚料；
（4）硫化：将步骤（3）制得的刹车带胚料送入硫化机中，在120摄氏度的温度条件下进行硫化，硫化30分钟，得到半成品刹车带；
（5）消磨：将步骤（4）制得的半成品刹车带进行消磨、切割，制得成品改性碳纤维增强刹车带。

Claims (7)

1.一种改性碳纤维增强刹车带，其特征在于，包括的成分及重量份是：50-80份改性碳纤维、10-20份芳纶纤维、5-10份氮化硼粉、10-15份丁腈改性酚醛树脂、50-100份丁腈橡胶、1-3份硫磺、1-4份防老剂、2-3份促进剂、5-10份硫酸钡、1-3份氧化锌、10-30份玻璃纤维、2-5份重晶石粉、2-3份硬脂酸；所述改性碳纤维为碳纤维经过气液双效法制得；所述各组分经过配料、混合熔炼、压塑成型、硫化、消磨、检验工艺加工制成。
2.根据权利要求1所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：制备改性碳纤维，将碳纤维浸入有机溶剂中，浸润3-10分钟，然后干燥去除溶剂使得碳纤维覆上一层有机涂层，然后在温度为100-900摄氏度的条件下气相氧化10-600秒，得到改性碳纤维；按照重量份取50-80份改性碳纤维、10-20份芳纶纤维、5-10份氮化硼粉、10-15份丁腈改性酚醛树脂、50-100份丁腈橡胶、1-3份硫磺、1-4份防老剂、2-3份促进剂、5-10份硫酸钡、1-3份氧化锌、10-30份玻璃纤维、2-5份重晶石粉、2-3份硬脂酸；
（2）混合熔炼：将步骤（1）配好的各组分送入热混合搅拌机中，温度加热到190-220摄氏度，搅拌30-70分钟，热混合搅拌机的转速为300-400转/min；
（3）压塑成型：将步骤（2）熔炼后的原料送入模具中压塑成型，制得刹车带胚料；
（4）硫化：将步骤（3）制得的刹车带胚料送入硫化机中，在100-150摄氏度的温度条件下进行硫化，硫化20-40分钟，得到半成品刹车带；
（5）消磨：将步骤（4）制得的半成品刹车带进行消磨、切割，制得成品改性碳纤维增强刹车带。
3.根据权利要求2所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中碳纤维的有机涂层为酚醛树脂或PVA或中间相沥青或脂肪烃或芳烃。
4.根据权利要求2所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中碳纤维浸润在有机溶剂中的时间为10分钟。
5.根据权利要求2所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中气相氧化温度为800摄氏度，气相氧化时间为400秒。
6.根据权利要求2所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中温度加热至210摄氏度，搅拌时间为60分钟，热混合搅拌机的转速为400转/min。
7.根据权利要求2所述改性碳纤维增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中硫化温度为150摄氏度，硫化时间为40分钟。
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