CN109651832A - 一种电动全自动轮椅车用刹车带及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制动用品。目的是提供一种电动全自动轮椅车用刹车带及其制备方法，所提供的方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点。技术方案是：一种电动全自动轮椅车用刹车带，为条状薄带制品，包括的组分及相应重量份如下：天然橡胶0.2‑0.25；天然植物纤维0.3‑0.4；天然矿物纤维0.02‑0.04；促进剂0.006‑0.008；防老剂4010NA 0.008‑0.012；硫磺0.008‑0.012；腰果壳油摩擦粉0.10‑0.15；活性炭粉0.10‑0.15；鳞片石墨0.05‑0.07；硬脂酸0.004‑0.006；牡蛎壳粉10‑15；所述天然纤维选用竹纤维。

Description

一种电动全自动轮椅车用刹车带及制备方法
技术领域
本发明涉及一种制动用品，尤其是用作电动全自动轮椅车用刹车带及制备方法。
背景技术
电动全自动轮椅车与传统的轮椅车等代步工具的根本性的区别，在于电动轮椅拥有智能化的操纵控制器，通过操纵可实现轮椅车自动启动停止，适用于上下肢残疾的重度残疾人士使用。如今，电动轮椅已成为行动不便的老年人、残疾人不可缺少的代步工具，其社会需求和生产量逐步增加。而老年人、残疾人是一个最为脆弱的阶段，自理生活能力差，如果电动全自动轮椅车使用过程中出现突发情况或电动全自动轮椅车在斜面地形时，电动全自动轮椅车随时会失控滑动而翻覆倾倒，容易造成人员莫大的危险。安全性和操控性是电动全自动轮椅车选购的最主要指标。
电动全自动轮椅车用刹车带是电动全自动轮椅车制动器的关键部件，安装在电动全自动轮椅车，当轮椅车遇到上坡、下坡路，通过按压制动器推动刹车带抱筘住轮椅车轮轴，防止其旋转，从而避免上、下坡路时轮椅车滑开，保证老年人和残疾人用车的绝对安全。
电动全自动轮椅车用刹车带主要要求：一是由于安装在轮椅车制动器中，受安装空间限制，其尺寸小、厚度薄(一般长宽厚的尺寸为：160mm*14mm*5.2mm)，使用时弯曲成弧形粘结在金属基材上，要求摩擦材料有很好的韧性和强度；二是在发生危险时，通过抱箍在轮椅车主轴上实现制动，要求制动快速、平稳制动，摩擦系数高；三是与老年人和残疾人近距离接触，对选用材料环保性要求高。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种电动全自动轮椅车用刹车带及其制备方法，所提供的方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点；采用该方法获得电动全自动轮椅车用刹车带应具有较高孔隙度、稳定的摩擦系数和耐高温性，还具有绿色环保的特点，以满足电动全自动轮椅车制动器的要求。
本发明提供的技术方案是：
一种电动全自动轮椅车用刹车带，为条状薄带制品，包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.2-0.25；天然植物纤维0.3-0.4；天然矿物纤维0.02-0.04；促进剂0.006-0.008；防老剂4010NA 0.008-0.012；硫磺0.008-0.012；腰果壳油摩擦粉0.10-0.15；活性炭粉0.10-0.15；鳞片石墨0.05-0.07；硬脂酸0.004-0.006；牡蛎壳粉10-15；
所述天然纤维选用竹纤维；
所述天然矿物纤维选用来源广和成本低的玄武岩纤维；
所述促进剂包括配比为1:05:2:2的2一硫醇基苯骈噻唑(M)、二苯胍(D)、2、2’一二硫代二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。
作为优选，天然纤维由竹纤维和苎麻纤维复配而成，配比是5:1。
所述电动全自动轮椅车用刹车带包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.23；天然植物纤维0.35；天然矿物纤维0.03；促进剂0.007；防老剂4010NA 0.01；硫磺0.01；腰果壳油摩擦粉0.12；活性炭粉0.13；鳞片石墨0.06；硬脂酸0.005；牡蛎壳粉10。
上述电动全自动轮椅车用刹车带的制备方法，依次按照以下步骤进行：
1)竹纤维和苎麻纤维的钝化改性
(1)竹纤维和苎麻纤维先用12％氢氧化钠水溶液在室温浸泡4小时，漂洗干净，再用2％氢氧化钠水溶液80℃浸泡4小时，热风干燥箱中干燥，备用；
(2)竹纤维和苎麻纤维的偶联改性
先将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，溶解比例为体积比为1:2；再将干燥后的竹纤维和苎麻纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，浸泡时间为15分钟；然后对竹纤维和苎麻纤维蒸馏以回收乙醇；
2)制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶
依次将竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶放入密炼机中，于110～130℃,70-90r/min的条件下密炼7-10分钟，制得母联胶，冷却后粉碎至颗粒状；
3)制备刹车带
将天然矿物纤维、母联胶、促进剂、防老化剂、硫磺、腰果壳油摩擦粉、活性炭粉、牡蛎壳粉、鳞片石墨、硬脂酸依次加入双辊开炼机混炼5-8分钟，冷却后粉碎成颗粒为60目的粉末；再在成型模具中热压硫化成型获得电动轮椅刹车带胚体，最后再经过打孔、修边等工序制得成品。
所述步骤2)中的蒸馏，时间为40-100分钟。
本发明的有益效果是：
1)本发明采用天然植物纤维、天然矿物纤维和天然填料，不会对环境造成污染，对人员没有伤害，为安全环保的刹车带。
2)本发明的机械性能指标稳定可靠，其中的摩擦系数在温度变化剧烈的环境下，能够保持基本稳定；而磨损率虽有变化，但绝对值较低。孔隙率(20％～30％)达到较高水平；孔隙率高可提高材料的导热性、吸音性、透气性、而且可降低材料的热膨胀系数，增加材料的制动力矩和降低制动噪音的产生，同时可减少磨损；孔隙率低，材料的导热性、吸音性、透气性都会有明显的降低，材料热膨胀系数会增加大从而造成磨损也增大，会产生制动噪音。
3)本发明制得的成品刹车带，剪切力高于其它材料制品的20％以上，的抗拉强度和抗弯强度也能满足使用要求。
附图说明
图1是天然植物混合纤维的结构电镜照片。
图2是本发明经改性后天然植物混合纤维的结构电镜照片。
图3是天然植物混合纤维改性前后对比的结构放大电镜照片(其中A为改性前，B为改性后)。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例进一步说明。
本发明提供的电动全自动轮椅车用刹车带，为条状薄带制品；包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.2-0.25；天然植物纤维0.3-0.4；天然矿物纤维0.02-0.04；促进剂0.006-0.008；防老剂4010NA 0.008-0.012；硫磺0.008-0.012；腰果壳油摩擦粉0.10-0.15；活性炭粉0.10-0.15；鳞片石墨0.05-0.07；硬脂酸0.004-0.006；牡蛎壳粉10-15；
其中：天然植物纤维，选用浙江、福建等常见的竹纤维；竹纤维的长度为2～6mm、细度0.15um～25um；作为优选，天然植物纤维由竹纤维和苎麻纤维复配而成，配比是5:1；苎麻纤维具有纤维细胞长，密度小、比强度和比模量高等优点，与竹纤维复配，能有效提高刹车带的抗拉强度和抗弯强度；并且来源丰富，价格低廉。
传统刹车带采用芳纶、陶瓷纤维、晶须等作为增强纤维，以及三氧化二锑、金属硫化物等摩擦调节剂，其制动过程容易产生磨屑，属于弱溶解颗粒或纤维，对环境污染，甚至对人员造成较大伤害，因此，发明采用天然植物纤维、天然矿物纤维和天然填料等环境友好型材料，制备的刹车带安全环保。
所述天然矿物纤维选用来源广和成本低的玄武岩纤维；与竹纤维和苎麻纤维复配，纤维间形成缠绕和搭接效果，能进一步提高刹车带的抗拉强度和抗弯强度。
所述促进剂，选用配比为1:05:2:2的2一硫醇基苯骈噻唑(M)、二苯胍(D)、2、2’一二硫代二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。
作为推荐，该刹车带包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.23；天然植物纤维0.35；天然矿物纤维0.03；促进剂0.007；防老剂4010NA 0.01；硫磺0.01；腰果壳油摩擦粉0.12；活性炭粉0.13；鳞片石墨0.06；硬脂酸0.005；牡蛎壳粉10。
上述刹车带的制备方法如下：
鉴于竹纤维和苎麻纤维与天然橡胶相容性差，不易均匀分散；本发明先对竹纤维和苎麻纤维作如下处理：
1、竹纤维和苎麻纤维的钝化改性
1)竹纤维和苎麻纤维先用12％氢氧化钠水溶液在室温浸泡4小时，漂洗干净，再用2％氢氧化钠水溶液80℃浸泡4小时，热风干燥箱中干燥，备用；碱溶液预处理，能使竹纤维和苎麻纤维溶胀，部分果胶、半纤维素等杂质溶解而使得纤维表面粗糙，而且使纤维中部分原纤解旋，产生较多的分离纤维丝，增加与天然纤维等有效接触面积；
2)竹纤维和苎麻纤维的偶联改性
先将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，溶解比例为体积比为1:2，再将干燥后的竹纤维和苎麻纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，浸渍时间为15分钟，后对竹纤维和苎麻纤维蒸馏60分钟，以回收乙醇。
接着，制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶
依次将竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶放入密炼机中，于110～130℃,70-90r/min的条件下密炼7-10分钟，制得母联胶，冷却后粉碎至40-60目的颗粒；
最后，制备刹车带
1)混炼胶制备：将玄武岩纤维、腰果壳油摩擦粉、活性炭粉、母联胶、促进剂，防老化剂，硫磺，牡蛎壳粉、鳞片石墨以及硬脂酸依次加入双辊开炼机混炼5-8分钟，冷却后粉碎成颗粒为60目的粉末；
2)成型：在成型模具中热压硫化成型获得电动轮椅刹车带胚体，最后再经过打孔、修边等工序制得成品。
以上实施例的检测结果如下：
1)产品摩擦、磨损、耐高温性能指标
表1
2)本发明获得的天然植物混合改性增强纤维制品，与其它材料的制品，在不同温度下机械性能对比表；
表2
由表1、表2的检测数据可知：本发明获得的产品，其摩擦系数在温度变化剧烈的环境下，能够保持基本稳定；而磨损率虽有变化，但绝对值较低(低于0.20)；孔隙率20％～30％，达到较高水平；刹车带的剪切力也高于其它材料制品20％以上。

Claims (5)

1.一种电动全自动轮椅车用刹车带，为条状薄带制品，包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.2-0.25；天然植物纤维0.3-0.4；天然矿物纤维0.02-0.04；促进剂0.006-0.008；防老剂4010NA 0.008-0.012；硫磺0.008-0.012；腰果壳油摩擦粉0.10-0.15；活性炭粉0.10-0.15；鳞片石墨0.05-0.07；硬脂酸0.004-0.006；牡蛎壳粉10-15。
所述天然纤维选用竹纤维；
所述天然矿物纤维选用来源广和成本低的玄武岩纤维；
所述促进剂包括配比为1:05:2:2的2一硫醇基苯骈噻唑(M)、二苯胍(D)、2、2’一二硫代二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)。
2.根据权利要求1所述的电动全自动轮椅车用刹车带，其特征在于：所述天然纤维由竹纤维和苎麻纤维复配而成，配比是5:1。
3.根据权利要求1所述的电动全自动轮椅车用刹车带，其特征在于：所述电动全自动轮椅车用刹车带包括的组分及相应重量份如下：
天然橡胶0.23；天然植物纤维0.35；天然矿物纤维0.03；促进剂0.007；防老剂4010NA0.01；硫磺0.01；腰果壳油摩擦粉0.12；活性炭粉0.13；鳞片石墨0.06；硬脂酸0.005；牡蛎壳粉10。
4.权利要求2所述电动全自动轮椅车用刹车带的制备方法，依次按照以下步骤进行：
1)竹纤维和苎麻纤维的钝化改性
(1)竹纤维和苎麻纤维先用12％氢氧化钠水溶液在室温浸泡3-5小时，漂洗干净，再用2％氢氧化钠水溶液80℃浸泡3-5小时，热风干燥箱中干燥，备用；
(2)竹纤维和苎麻纤维的偶联改性
先将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，溶解比例为体积比为1:2；再将干燥后的竹纤维和苎麻纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，浸泡时间为15分钟；然后对竹纤维和苎麻纤维蒸馏以回收乙醇；
2)制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶
依次将竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶放入密炼机中，于110～130℃,70-90r/min的条件下密炼7-10分钟，制得母联胶，冷却后粉碎至颗粒状；
3)制备刹车带
将天然矿物纤维、母联胶、促进剂、防老化剂、硫磺、腰果壳油摩擦粉、活性炭粉、牡蛎壳粉、鳞片石墨以及硬脂酸依次加入双辊开炼机混炼5～8分钟，冷却后粉碎成颗粒为60目的粉末，再成型模具中热压硫化成型获得电动轮椅刹车带胚体，最后再经过打孔、修边等工序制得成品。
5.根据权利要求4所述的电动全自动轮椅车用刹车带的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的蒸馏，时间为40-100分钟。
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