CN106117660A - 一种碳纤维包芯纱增强刹车带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维包芯纱增强刹车带，包括碳纤维包芯纱编织带和附在其上的含碳纤维的混合胶料。创新的使用了碳纤维，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。
Description
技术领域
本发明涉及一种刹车带，尤其是涉及一种碳纤维包芯纱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：一种碳纤维包芯纱增强刹车带，其特征在于，包括碳纤维包芯纱编织带和混合原料；所述混合原料各组分的重量份为80-100份的丁晴橡胶、10-20份的芳纶纤维、1-7份的重晶石粉、1-4份的硬脂酸、1-3份防老化剂、40-60份的碳纤维、1-3份的硫磺、5-10份的硫酸钡、5-10份的六方晶系氮化硼粉、2-4份的氧化锌、1-3份的促进剂；经过混合原料的配料、混合原料熔炼、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碳纤维包芯纱增强刹车带，所述混合原料各组分按照重量份包括80份的丁晴橡胶、10份的芳纶纤维、2份的重晶石粉、1份的硬脂酸、1份防老化剂、60份的碳纤维、1份的硫磺、5份的硫酸钡、5份的六方晶系氮化硼粉、2份的氧化锌、1份的促进剂。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带，所述碳纤维包芯纱编织带由碳纤维包芯纱按照平纹组织法编织；所述碳纤维包芯纱包括内心层和皮层；所述内心层包括玻璃纤维束和缠绕其上的金属丝；所述皮层为膨体碳纤维；所述膨体碳纤维均匀地缠绕在金属丝和玻璃纤维束的外侧。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带，所述膨体碳纤维按S50~S100的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和玻璃纤维束外侧。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，包括以下步骤：
（1）混合原料配料：按照重量份准备80-100份的丁晴橡胶、10-20份的芳纶纤维、1-7份的重晶石粉、1-4份的硬脂酸、1-3份防老化剂、40-60份的碳纤维、1-3份的硫磺、5-10份的硫酸钡、5-10份的六方晶系氮化硼粉、2-4份的氧化锌、1-3份的促进剂；
（2）混合原料熔炼：将步骤（1）配好的混合原料放入热混合搅拌机内，温度加热到165-190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）混合熔炼后的原料送入模具中，并在混合熔炼后的原料中间设置碳纤维包芯纱编织带，然后压塑成型，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，制得成品碳纤维包芯纱增强刹车带。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，所述步骤（2）中热混合搅拌机内温度加热到175摄氏度，持续搅拌时间为45分钟。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，所述步骤（3）中压塑成型的压力为10-30MPa，压塑成型时间为100-240秒。
进一步，根据上述设计方案所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，所述步骤（3）中硫化温度为120摄氏度，硫化时间为35分钟。
本发明的技术效果如下：本发明的碳纤维包芯纱增强刹车带，包括碳纤维包芯纱编织带和附在其上的含碳纤维的混合胶料。创新的使用了碳纤维，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。
本发明创新的在刹车带的胶料中加入了碳纤维，极大的增强了刹车带的耐酸、耐碱、耐腐蚀性能，且增加碳纤维后还能增强刹车带的抗磨损性能，使得刹车带的使用寿命得到了极大的延长，从而降低了使用成本，减少了生产消耗，进而保护了环形。
同时，本发明的刹车带中设置了碳纤维包芯纱编织带，使得本发明的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。
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：碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，包括以下步骤：
（1）混合原料配料：按照重量份准备80-100份的丁晴橡胶、10-20份的芳纶纤维、1-7份的重晶石粉、1-4份的硬脂酸、1-3份防老化剂、40-60份的碳纤维、1-3份的硫磺、5-10份的硫酸钡、5-10份的六方晶系氮化硼粉、2-4份的氧化锌、1-3份的促进剂；
（2）混合原料熔炼：将步骤（1）配好的混合原料放入热混合搅拌机内，温度加热到165-190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）混合熔炼后的原料送入模具中，并在混合熔炼后的原料中间设置碳纤维包芯纱编织带，然后压塑成型，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，制得成品碳纤维包芯纱增强刹车带。
Claims (8)
1.一种碳纤维包芯纱增强刹车带，其特征在于，包括碳纤维包芯纱编织带和混合原料；所述混合原料各组分的重量份为80-100份的丁晴橡胶、10-20份的芳纶纤维、1-7份的重晶石粉、1-4份的硬脂酸、1-3份防老化剂、40-60份的碳纤维、1-3份的硫磺、5-10份的硫酸钡、5-10份的六方晶系氮化硼粉、2-4份的氧化锌、1-3份的促进剂；经过混合原料的配料、混合原料熔炼、压塑成型、硫化、消磨、检验工艺加工制成。
2.根据权利要求1所述碳纤维包芯纱增强刹车带，其特征在于，所述混合原料各组分按照重量份包括80份的丁晴橡胶、10份的芳纶纤维、2份的重晶石粉、1份的硬脂酸、1份防老化剂、60份的碳纤维、1份的硫磺、5份的硫酸钡、5份的六方晶系氮化硼粉、2份的氧化锌、1份的促进剂。
3.根据权利要求1所述碳纤维包芯纱增强刹车带，其特征在于，所述碳纤维包芯纱编织带由碳纤维包芯纱按照平纹组织法编织；所述碳纤维包芯纱包括内心层和皮层；所述内心层包括玻璃纤维束和缠绕其上的金属丝；所述皮层为膨体碳纤维；所述膨体碳纤维均匀地缠绕在金属丝和玻璃纤维束的外侧。
4.根据权利要求3所述碳纤维包芯纱增强刹车带，其特征在于，所述膨体碳纤维按S50~S100的捻向捻度均匀地缠绕在金属丝和玻璃纤维束外侧。
5.根据权利要求1所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）混合原料配料：按照重量份准备80-100份的丁晴橡胶、10-20份的芳纶纤维、1-7份的重晶石粉、1-4份的硬脂酸、1-3份防老化剂、40-60份的碳纤维、1-3份的硫磺、5-10份的硫酸钡、5-10份的六方晶系氮化硼粉、2-4份的氧化锌、1-3份的促进剂；
（2）混合原料熔炼：将步骤（1）配好的混合原料放入热混合搅拌机内，温度加热到165-190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）混合熔炼后的原料送入模具中，并在混合熔炼后的原料中间设置碳纤维包芯纱编织带，然后压塑成型，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，制得成品碳纤维包芯纱增强刹车带。
6.根据权利要求5所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中热混合搅拌机内温度加热到175摄氏度，持续搅拌时间为45分钟。
7.根据权利要求5所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中压塑成型的压力为10-30MPa，压塑成型时间为100-240秒。
8.根据权利要求5所述碳纤维包芯纱增强刹车带的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中硫化温度为120摄氏度，硫化时间为35分钟。
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