CN109488710A - 一种高性能无石棉刹车片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：纤维40‑60份、树脂10‑15份、摩擦粉35‑40份。本发明还提供了上述高性能无石棉刹车片的制备方法。该无石棉刹车片不含石棉，健康环保，同时采用无石棉离合器面片生产的废弃物作为摩擦粉，变废为宝，降低了生长成本，减少了废物排放。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件领域，特别涉及一种高性能无石棉刹车片。
背景技术
从最初开始石棉就已经被用作制动片的加固材料，由于石棉纤维具有高强度和耐高温的特性，因此可以满足制动片及离合器盘和衬垫的要求。这种纤维具有较强的抗张能力，甚至可以同高级钢材相匹配，并且可以承受316℃的高温。更重要的是石棉相对廉价，它是从闪石矿石中提炼出来的，而此种矿石在很多国家已被大量发现，所以石棉制动片曾经一度成为制动片的主流。
但是石棉制动片现在已经基本淘汰，因为它有一些严重的缺陷。
首先，石棉已被医学界证实是致癌物质，其针状的纤维很容易进人肺部并停留，造成刺激，最终可导致肺癌的发生，严重危害健康。
再者，由于石棉是绝热的，其导热能力特别差，通常反复使用制动器会使热量在制动片中堆积起来，制动片变热后，它的制动性能就要发生改变，如果制动片达到一定的温度，甚至导致制动失灵。
所以石棉制动片因其污染环境和高温稳定性差等缺点已不能满足现代汽车高速化、重载化、车体轻量化以及环保等方面的要求。
发明内容
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种高性能无石棉刹车片。
技术方案：本发明提供的一种高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：纤维40-60份、树脂10-15份、摩擦粉35-40份。
优选地，所述纤维为矿物纤维、陶瓷纤维和碳纤维的组合物；所述矿物纤维、陶瓷纤维和碳纤维的质量比为(20-30)：(10-20)：(5-10)。
优选地，所述树脂为三聚氰胺改性的酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂和聚酰亚胺改性环氧树脂的组合物；所述三聚氰胺改性的酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂和聚酰亚胺改性环氧树脂的质量比为(2-3)：1：(3-4)。
优选地，还包括腰果壳油5-10份、鳞片石墨4-10份、碳化硅2-4份、石墨烯1-2份、炭黑1-2份、二硫化钼1-2份、硫酸钡1-2份、氧化锌1-2份、针状硅灰石1-2份、重晶石1-2份、蓝晶石1-2份、锆英粉1-2份。
优选地，所述摩擦粉为无石棉离合器面片生产的废弃物，即无石棉离合器面片生产的磨灰。
优选地，至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维20份、陶瓷纤维10份、碳纤维5份、三聚氰胺改性的酚醛树脂4份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂8份、摩擦粉35份、腰果壳油10份、鳞片石墨4份、碳化硅4份、石墨烯1份、炭黑2份、二硫化钼1份、硫酸钡2份、氧化锌1份、针状硅灰石2份、重晶石1份、蓝晶石2份、锆英粉1份。
优选地，至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维30份、陶瓷纤维20份、碳纤维10份、三聚氰胺改性的酚醛树脂6份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂6份、摩擦粉40份、腰果壳油5份、鳞片石墨10份、碳化硅2份、石墨烯2份、炭黑1份、二硫化钼2份、硫酸钡1份、氧化锌2份、针状硅灰石1份、重晶石2份、蓝晶石1份、锆英粉2份。
本发明还提供了上述高性能无石棉刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)配料：按照权利要求1至7任一项所述配方称取各组分量，将配料加热到95℃，随后放入混料筒：
(2)搅拌混合：将配料投入密炼机中，充分混合，排料到储料筒中；
(3)冷却：将储料筒中的原料空冷至室温；
(4)破碎：空冷至室温的原料放入熟料破碎机内进行破碎，变成细小碎料后，保存到储料筒中：
(5)筛选：将破碎好的原料放入筛选机中进行筛选，获得大小规格相差不多的混料；
(6)压制成型：装载好模具下模置于热压机上，将混料预热至80-90℃，随后投入模具下模槽口内，经过合模在热压机上于热压温度30～40℃、压力5～10Mpa、热压固化时间3～5min，在热压过程中从室温至热压温度温升低于3℃/min，放气2～3次；
(7)固化热处理：压制成型的摩擦片用粘接剂将其与刹车蹄铁粘合，相隔一个小时后，放入程序控制干燥箱中进行固化热处理，温度区间为室温～180℃，温升为1～3℃/min，在120℃、140℃、160℃和180℃保温时间分别为2h、1h、2h、2h；随炉冷却至室温；通过磨床进行精加工即得成品。
有益效果：本发明提供的无石棉刹车片不含石棉，健康环保，同时采用无石棉离合器面片生产的废弃物作为摩擦粉，变废为宝，降低了生长成本，减少了废物排放。
该刹车片中加入了石墨烯、氮化硅等材料，大大提高了其热传导效率，避免了过热导致刹车失效；加入了鳞片石墨、摩擦粉、而氧化钼、硅灰石等原料，提高了摩擦力，从而大大提高了刹车性能。
具体实施方式
下面对本发明作出进一步说明。
本发明中，
三聚氰胺改性的酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂的制备方法参见三聚氰胺和腰果壳油改性酚醛树脂的研究，李本林田志高，化工新型材料，2003年12期。
聚酰亚胺改性环氧树脂的制备方法参见聚酰亚胺改性环氧树脂的合成方法，杨安等，《口腔材料器械杂志》,2016,25(1):5-8。
实施例1
高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：纤维55份、树脂10份、摩擦粉35份。
实施例2
高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：纤维40份、树脂15份、摩擦粉45份。
实施例3
高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维20份、陶瓷纤维10份、碳纤维5份、三聚氰胺改性的酚醛树脂4份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂8份、摩擦粉35份、腰果壳油10份、鳞片石墨4份、碳化硅4份、石墨烯1份、炭黑2份、二硫化钼1份、硫酸钡2份、氧化锌1份、针状硅灰石2份、重晶石1份、蓝晶石2份、锆英粉1份。
实施例4
高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维30份、陶瓷纤维20份、碳纤维10份、三聚氰胺改性的酚醛树脂6份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂6份、摩擦粉40份、腰果壳油5份、鳞片石墨10份、碳化硅2份、石墨烯2份、炭黑1份、二硫化钼2份、硫酸钡1份、氧化锌2份、针状硅灰石1份、重晶石2份、蓝晶石1份、锆英粉2份。
实施例5
高性能无石棉刹车片，至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维25份、陶瓷纤维15份、碳纤维10份、三聚氰胺改性的酚醛树脂5份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂7份、摩擦粉40份、腰果壳油7份、鳞片石墨7份、碳化硅6份、石墨烯1.5份、炭黑1.5份、二硫化钼1.5份、硫酸钡1.5份、氧化锌1.5份、针状硅灰石1.5份、重晶石1.5份、蓝晶石1.5份、锆英粉1.5份。
测试刹车片的物理性能
Claims (8)
1.一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：至少由以下重量份的组份制得：纤维40-60份、树脂10-15份、摩擦粉35-40份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：所述纤维为矿物纤维、陶瓷纤维和碳纤维的组合物；所述矿物纤维、陶瓷纤维和碳纤维的质量比为(20-30)：(10-20)：(5-10)。
3.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：所述树脂为三聚氰胺改性的酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂和聚酰亚胺改性环氧树脂的组合物；所述三聚氰胺改性的酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂和聚酰亚胺改性环氧树脂的质量比为(2-3)：1：(3-4)。
4.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：还包括腰果壳油5-10份、鳞片石墨4-10份、碳化硅2-4份、石墨烯1-2份、炭黑1-2份、二硫化钼1-2份、硫酸钡1-2份、氧化锌1-2份、针状硅灰石1-2份、重晶石1-2份、蓝晶石1-2份、锆英粉1-2份。
5.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：所述摩擦粉为无石棉离合器面片生产的废弃物，即无石棉离合器面片生产的磨灰。
6.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维20份、陶瓷纤维10份、碳纤维5份、三聚氰胺改性的酚醛树脂4份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂8份、摩擦粉35份、腰果壳油10份、鳞片石墨4份、碳化硅4份、石墨烯1份、炭黑2份、二硫化钼1份、硫酸钡2份、氧化锌1份、针状硅灰石2份、重晶石1份、蓝晶石2份、锆英粉1份。
7.根据权利要求1所述的一种高性能无石棉刹车片，其特征在于：至少由以下重量份的组份制得：矿物纤维30份、陶瓷纤维20份、碳纤维10份、三聚氰胺改性的酚醛树脂6份、腰果壳油改性酚醛树脂2份、聚酰亚胺改性环氧树脂6份、摩擦粉40份、腰果壳油5份、鳞片石墨10份、碳化硅2份、石墨烯2份、炭黑1份、二硫化钼2份、硫酸钡1份、氧化锌2份、针状硅灰石1份、重晶石2份、蓝晶石1份、锆英粉2份。
8.权利要求1至7任一项所述的高性能无石棉刹车片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配料：按照权利要求1至7任一项所述配方称取各组分量，将配料加热到95℃，随后放入混料筒：
(2)搅拌混合：将配料投入密炼机中，充分混合，排料到储料筒中；
(3)冷却：将储料筒中的原料空冷至室温；
(4)破碎：空冷至室温的原料放入熟料破碎机内进行破碎，变成细小碎料后，保存到储料筒中：
(5)筛选：将破碎好的原料放入筛选机中进行筛选，获得大小规格相差不多的混料；
(6)压制成型：装载好模具下模置于热压机上，将混料预热至80-90℃，随后投入模具下模槽口内，经过合模在热压机上于热压温度30～40℃、压力5～10Mpa、热压固化时间3～5min，在热压过程中从室温至热压温度温升低于3℃/min，放气2～3次；
(7)固化热处理：压制成型的摩擦片用粘接剂将其与刹车蹄铁粘合，相隔一个小时后，放入程序控制干燥箱中进行固化热处理，温度区间为室温～180℃，温升为1～3℃/min，在120℃、140℃、160℃和180℃保温时间分别为2h、1h、2h、2h；随炉冷却至室温；通过磨床进行精加工即得成品。
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