CN107559357A

CN107559357A - 一种用于电梯刹车片的摩擦材料及用途

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Publication number: CN107559357A
Application number: CN201710639382.6A
Authority: CN
Inventors: 刘桂香; 甄明晖; 孟宪华
Original assignee: Shandong Gold Phoenix Co Ltd
Current assignee: Shandong Gold Phoenix Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: CN107559357B

Abstract

本发明公开了一种用于电梯刹车片的摩擦材料及用途，属于刹车片技术领域。以摩擦材料的原料组分的总质量为基准计，所述摩擦材料包括以下原料组分及质量百分含量：酚醛树脂5％～25％、有机硅改性树脂2％～10％、橡胶基颗粒料4％～15％、碳化硅3％～7％、沉淀白炭黑10％～30％、锆英粉5％～10％、石墨5％～25％、二硫化钼3％～10％、蛭石2％～8％、碳化钛粉2％～8％、增韧碳纤维2％～7％、矿物纤维5％～30％、黄铜纤维3％～10％、酚醛树脂增韧剂0.5％～5％。本发明的摩擦材料用于电梯刹车片中，可提高刹车片的摩擦系数，电梯刹车片热膨胀系数小，冲击性能高，明显改善刹车片因热膨胀造成抱死现象及刹车片破损、断裂现象。

Description

一种用于电梯刹车片的摩擦材料及用途

技术领域

本发明涉及刹车片技术领域，具体涉及一种用于电梯刹车片的摩擦材料及用途。

背景技术

随着社会的发展，高层建筑及大型商场越来越多，使用载人电梯成为发展趋势。电梯的安全直接关系到人民的生命安全，特别是近年来电梯安全事故频繁发生。造成此类事故的原因通常有两方面，一方面为电梯电气控制系统原因；另一方面为电梯刹车片的原因，电梯刹车片可能导致此类问题的原因为刹车片热膨胀系数大、冲击性能差、刹车片易磨损、断裂等。

由于电梯刹车片直接关乎电梯刹车的安全，因此，即便电梯出现意外事故，性能较好的电梯刹车片可以紧急刹车使电梯紧急停止运行，从而避免造成人员的伤害。目前，随着越来越多的电梯事故的频繁发生，电梯安全性能的提高成为社会发展趋势，而电梯刹车片的性能要求也成为必然趋势。因此，亟待需要研究一种高性能、事故发生率低的电梯刹车片。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于电梯刹车片的摩擦材料及用途，克服现有技术中刹车片热膨胀系数大、冲击性能差、刹车片易磨损、断裂等问题。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于电梯刹车片的摩擦材料，以摩擦材料的原料组分的总质量为基准计，所述摩擦材料包括以下原料组分及质量百分含量：酚醛树脂5％～25％、有机硅改性树脂2％～10％、橡胶基颗粒料4％～15％、碳化硅3％～7％、沉淀白炭黑10％～30％、锆英粉5％～10％、石墨5％～25％、二硫化钼3％～10％、蛭石2％～8％、碳化钛粉2％～8％、增韧碳纤维2％～7％、矿物纤维5％～30％、黄铜纤维3％～10％、酚醛树脂增韧剂0.5％～5％。

优选地，所述酚醛树脂的质量百分含量为7％～15％。

优选地，所述有机硅改性树脂的质量百分含量为5％～9％。

优选地，所述橡胶基颗粒料的质量百分含量为7％～12％。

优选地，所述沉淀白炭黑的质量百分含量为12％～25％。

优选地，所述锆英粉的质量百分含量为5％～8％。

优选地，所述石墨的质量百分含量为5％～15％。

优选地，所述酚醛树脂增韧剂的质量百分含量为0.5％～3.5％。

进一步地，所述酚醛树脂的流动距离为52～73mm，凝胶化时间为100～170s(150℃)。

进一步地，所述有机硅改性树脂的流动距离为43～56mm，凝胶化时间为83～105s(150℃)。

其中，流动距离和凝胶时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。

进一步地，所述橡胶基颗粒料参考专利201610782452.9制备。

进一步地，所述碳纤维的纤维长度为3～8mm，所述碳纤维为具有增韧性能的增韧碳纤维。

进一步地，所述矿物纤维的纤维长度为100～180μm。

进一步地，所述黄铜纤维的纤维长度为0.15～0.25mm。

进一步地，所述酚醛树脂增韧剂优选聚氨酯PU预聚体，其中异氰酸根与酚醛树脂中的羟甲基发生交联反应，对酚醛树脂进行柔韧改性。

进一步地，所述碳化硅、沉淀白炭黑、锆英粉、石墨、二硫化钼、蛭石、碳化钛粉均选自本领域常规原料。

优选地，石墨的粒度为80～120目，二硫化钼粒度200～230目，蛭石粒度40～60目，碳化钛粉粒度200～260目。

本发明还提供了上述摩擦材料在电梯刹车片中的用途。

本发明进一步提供了一种电梯刹车片，包括上述摩擦材料和钢背。

本发明还提供了一种制备上述电梯刹车片的方法，包括以下步骤：

(1)摩擦材料的原料混配：将摩擦材料的各原料组分按配比放入混料机中混配均匀；

(2)热压成型：将步骤(1)中混合好的粉末原料装入模具，摊平，放入钢背，进行热压成型，脱模；

(3)磨削、打码：将脱模得到的刹车片粗品进行磨削处理；将磨削处理的刹车片进行喷码，得到产品。

进一步地，步骤(2)中所述钢背表面涂有钢背胶，是本领域常用技术，有利于钢背与混合料粘结在一起。

步骤(2)中热压成型的加载压力为300～600kg/cm²，热压时间为4～6min，热压温度为 130～180℃。

进一步地，步骤(3)中采用组合磨床对刹车片粗品进行磨削处理，使刹车片满足厚度为 17mm，平行度为0.1mm，平面度为0.2mm，从而增加刹车片与对偶之间贴合面积，减少磨合时间。

进一步地，磨削处理后的刹车片再使用开槽、磨斜机，通过开槽砂轮锯片或杯形砂轮进行加工处理，精加工保证刹车片的接触面积，减少磨合时间。

进一步地，步骤(3)中处理后的刹车片进行喷码，使用喷码机和专用油墨，在钢背表面、减震片表面或摩擦材料侧面，喷印不同客户的不同信息及产品的加工批号，形成最终产品。

本发明中用于电梯刹车片的摩擦材料，以酚醛树脂为粘接剂，添加有机硅改性树脂提高树脂粘接剂的粘接强度，用酚醛树脂增韧剂来提高产品的柔韧性；添加碳化硅、锆英粉、沉淀白炭黑等材料，可提高刹车片的摩擦系数，特别是静态摩擦系数具有明显提高；用石墨、二硫化钼作为润滑组元，保护对偶，稳定摩擦系数，由此生产的刹车片对对偶盘的磨损小，动静摩擦系数高，提高电梯刹车片的安全性，满足高性能电梯刹车片的使用要求。

本发明所采用的制备高性能电梯刹车片的方法，采用模具热压成型法，工艺简单，可操作性高，设备成本低，生产效率高。最终制得的电梯刹车片热膨胀系数小，冲击性能高，明显改善刹车片使用时因热膨胀造成抱死现象及因频繁使用造成刹车片破损，断裂现象。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中所用到的原料均为本领域技术人员所熟知的常规物料，可通过一般商业途径获得。其中，所述酚醛树脂的流动距离为52～73mm，凝胶化时间为100～170s(150℃)；有机硅改性树脂的流动距离为43～56mm，凝胶化时间为83～105s(150℃)；所述碳纤维的纤维长度为3～8mm；所述矿物纤维的纤维长度为100～180μm；所述黄铜纤维的纤维长度为 0.15～0.25mm。

本发明实施例中热膨胀率的测试参考ISO6310～2009 9.3temperature transferand thermal expansion measurements(温度选取100℃和150℃)；

冲击性能测试参考GB/T5763-2008 6.5冲击强度试验；摩擦系数性能、磨损率的测试参考 GB/T5763-2008 6.3摩擦性能试验。

实施例1

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂15％、有机硅改性树脂2％、橡胶基颗粒料10％、碳化硅4％、沉淀白炭黑16％、锆英粉5％、石墨10％、二硫化钼4％、蛭石3％、碳化钛粉5％、增韧碳纤维5％、矿物纤维10％、黄铜纤维10％、酚醛树脂增韧剂1％。

电梯刹车片制备方法：

(1)将上述原料组分按配比放入混料机中，混合30min，混配均匀；

(2)将步骤(1)混合均匀的原料组分装入模具中，摊平，然后放入表面涂有胶的钢背，利用数控热压机进行热压成型，热压成型的加载压力为300kg/cm²，热压时间为6min，压机上模温度170℃，中下模温度165℃，热压结束后脱模；

(3)将步骤(2)脱模得到的刹车片粗品采用组合磨床进行磨削处理，使刹车片满足厚度为17mm，平行度为0.1mm，平面度为0.2mm；然后使用开槽、磨斜机，通过开槽砂轮锯片或杯形砂轮进行精加工处理；将处理结束的刹车片进行喷码，得到最终产品。

本实施例制得的产品100℃热膨胀率为3～4‰，150℃热膨胀率为3.5～4.8‰，冲击 4～5J/cm²，制动性能稳定，摩擦系数变化范围小，静摩擦系数0.43～0.55，动摩擦系数0.39～0.45，磨损率为0.15～0.35×10^-7cm³/Nm。

实施例2

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂10％、有机硅改性树脂7％、橡胶基颗粒料12％、碳化硅4％、沉淀白炭黑10％、锆英粉5％、石墨7％、二硫化钼4％、蛭石8％、碳化钛粉4％、增韧碳纤维4％、矿物纤维12％、黄铜纤维8％、酚醛树脂增韧剂5％。

电梯刹车片的制备方法：

(2)将步骤(1)混合均匀的原料组分装入模具中，摊平，然后放入表面涂有胶的钢背，利用数控热压机进行热压成型，热压成型的加载压力为600kg/cm²，热压时间为4min，压机上模温度140℃，中下模温度130℃，热压结束后脱模；

此产品100℃热膨胀率为3.2～4.1‰，150℃热膨胀率为3.4～4.7‰，冲击4～5J/cm²，制动性能稳定，摩擦系数变化范围小，静摩擦系数0.45～0.55，动摩擦系数0.40～0.45，磨损率为 0.18～0.32×10^-7cm³/Nm。

实施例3

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂7％、有机硅改性树脂10％、橡胶基颗粒料9％、碳化硅 3％、沉淀白炭黑30％、锆英粉5％、石墨15％、二硫化钼3％、蛭石2％、碳化钛粉2％、增韧碳纤维5％、矿物纤维5％、黄铜纤维3.5％、酚醛树脂增韧剂0.5％。

电梯刹车片的制备方法：

(2)将步骤(1)混合均匀的原料组分装入模具中，摊平，然后放入表面涂有胶的钢背，利用数控热压机进行热压成型，热压成型的加载压力为400kg/cm²，热压时间为5min，压机上模温度180℃，中下模温度175℃，热压结束后脱模；

此产品100℃热膨胀率为3.5～4.3‰，150℃热膨胀率为3.7～4.9‰，冲击4.2～5.5J/cm²，制动性能稳定，摩擦系数变化范围小，静摩擦系数0.40～0.45，动摩擦系数0.38～0.42，磨损率为 0.12～0.25×10^-7cm³/Nm。

实施例4

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂5％、有机硅改性树脂5％、橡胶基颗粒料13％、碳化硅 4％、沉淀白炭黑10％、锆英粉7％、石墨5％、二硫化钼4％、蛭石3％、碳化钛粉5％、增韧碳纤维5％、矿物纤维30％、黄铜纤维3％、酚醛树脂增韧剂1％。

电梯刹车片的制备方法：

(2)将步骤(1)混合均匀的原料组分装入模具中，摊平，然后放入表面涂有胶的钢背，利用数控热压机进行热压成型，热压成型的加载压力为500kg/cm²，热压时间为5min，压机上模温度170℃，中下模温度165℃，热压结束后脱模；

此产品100℃热膨胀率为4.5～5.9‰，150℃热膨胀率为4.8～5.8‰，冲击5.2～6.8J/cm²，制动性能稳定，摩擦系数变化范围小，静摩擦系数0.48～0.53，动摩擦系数0.40～0.52，磨损率为 0.18～0.42×10^-7cm³/Nm。

实施例5

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂25％、有机硅改性树脂2％、橡胶基颗粒料15％、碳化硅5％、沉淀白炭黑12％、锆英粉8％、石墨10％、二硫化钼4％、蛭石3％、碳化钛粉5％、增韧碳纤维2％、矿物纤维5％、黄铜纤维3％、酚醛树脂增韧剂1％。

电梯刹车片的制备方法：

(2)将步骤(1)混合均匀的原料组分装入模具中，摊平，然后放入表面涂有胶的钢背，利用数控热压机进行热压成型，热压成型的加载压力为550kg/cm²，热压时间为4min，压机上模温度140℃，中下模温度130℃，热压结束后脱模；

本实施例制得的产品在100℃热膨胀率为5.2～6.5‰，150℃热膨胀率为5.4～6.8‰，冲击 3.9～4.3J/cm²，制动性能稳定，摩擦系数变化范围小，静摩擦系数0.34～0.47，动摩擦系数0.42～0.49，磨损率为0.28～0.45×10^-7cm³/Nm。

实施例6

摩擦材料原料配方：酚醛树脂5％、有机硅改性树脂4％、橡胶基颗粒料4％、碳化硅6％、沉淀白炭黑15％、锆英粉5％、石墨25％、二硫化钼5％、蛭石2％、碳化钛粉8％、增韧碳纤维7％、矿物纤维9％、黄铜纤维3％、酚醛树脂增韧剂2％。

电梯刹车片的制备方法同实施例1。

实施例7

摩擦材料原料配方：酚醛树脂12％、有机硅改性树脂8％、橡胶基颗粒料7％、碳化硅7％、沉淀白炭黑14％、锆英粉10％、石墨17％、二硫化钼10％、蛭石2％、碳化钛粉2％、增韧碳纤维2％、矿物纤维5％、黄铜纤维3％、酚醛树脂增韧剂1％。

电梯刹车片的制备方法同实施例1。

对比例1

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂20％、有机硅改性树脂2％、橡胶基颗粒料10％、碳化硅4％、沉淀白炭黑16％、锆英粉6％、石墨10％、二硫化钼4％、蛭石3％、碳化钛粉5％、矿物纤维10％、黄铜纤维10％。

制备方法同实施例1。

制得的产品100℃热膨胀率为5～7‰，150℃热膨胀率为5.6～7.8‰，冲击2～3J/cm²，制动性能相对稳定，摩擦系数变化范围较大，静摩擦系数0.43～0.75，动摩擦系数0.35～0.65，磨损率高于0.5-1.2×10^-7cm³/Nm。

对比例2

摩擦材料的原料配方：酚醛树脂17％、橡胶基颗粒料10％、碳化硅4％、沉淀白炭黑16％、石墨10％、二硫化钼4％、蛭石3％、碳化钛粉5％、增韧碳纤维5％、矿物纤维15％、黄铜纤维10％、酚醛树脂增韧剂1％。

制备方法同实施例1。

制得的产品100℃热膨胀率为6～9‰，150℃热膨胀率为6.8～9.7‰，冲击3.8～4.5J/cm²，制动性能相对稳定，摩擦系数变化范围较大，静摩擦系数0.47～0.75，动摩擦系数0.32～0.65，磨损率高于0.7-1.5×10^-7cm³/Nm。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种用于电梯刹车片的摩擦材料，其特征在于，以摩擦材料的原料组分的总质量为基准计，所述摩擦材料包括以下原料组分及质量百分含量：酚醛树脂5％～25％、有机硅改性树脂2％～10％、橡胶基颗粒料4％～15％、碳化硅3％～7％、沉淀白炭黑10％～30％、锆英粉5％～10％、石墨5％～25％、二硫化钼3％～10％、蛭石2％～8％、碳化钛粉2％～8％、碳纤维2％～7％、矿物纤维5％～30％、黄铜纤维3％～10％、酚醛树脂增韧剂0.5％～5％。

2.根据权利要求1所述的用于电梯刹车片的摩擦材料，其特征在于，包括如下特征的任一项或多项：

所述酚醛树脂的流动距离为52～73mm，凝胶化时间为100～170s；

有机硅改性树脂的流动距离为43～56mm，凝胶化时间为83～105s；

所述碳纤维的纤维长度为3～8mm；

所述矿物纤维的纤维长度为100～180um；

所述黄铜纤维的纤维长度为0.15～0.25mm。

3.根据权利要求1所述的用于电梯刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述酚醛树脂的质量百分含量为7％～15％。

4.根据权利要求1所述的用于电梯刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述有机硅改性树脂的质量百分含量为5％～9％。

5.根据权利要求1所述的用于电梯刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述橡胶基颗粒料的质量百分含量为7％～12％。

6.权利要求1至5任一项所述摩擦材料在电梯刹车片中的用途。

7.一种电梯刹车片，包括如权利要求1至5任一项所述摩擦材料和钢背。

8.制备如权利要求7所述电梯刹车片的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)中热压成型的加载压力为300～600kg/cm²，热压时间为4～6min，热压温度为130～180℃。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中磨削处理后，刹车片厚度为17mm、平行度为0.1mm、平面度为0.2mm。