CN110735870A - 一种复合有机纤维刹车片 - Google Patents
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Abstract
一种复合有机纤维刹车片，包括摩擦层、散热粘接层，本发明具有比重轻、耐磨性强，韧性好，噪音低，使用寿命长等优点，在使用温度100‑450℃之间可保持摩擦性能的稳定。散热区域通过对多种成分进行合理的搭配,确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥，其耐温性能好，有良好的热稳定性和较低的热传导力，满足了刹车片的高耐磨、高速化、安全化等技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件领域，尤其是一种复合有机纤维刹车片。
背景技术
在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车鼓及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，将车辆停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合有机纤维刹车片，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合有机纤维刹车片，包括摩擦层、散热粘接层，所述散热粘接层位于摩擦层与钢背之间，所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14～15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、三聚氰胺1.5～2份、纳米氧化铝3～4份、紫铜纤维10～13份、钢纤维7～10份、聚酰亚胺5～7份、膨胀蛭石4～5份、十二烷基硫酸钠0.3～0.6份、纳米氧化锌0 .3份、丁腈橡胶3～5份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维5 ～10份、阿鲁谢纶纤维5～10份、芳纶纤维2～6份、碳纤维(预氧丝)7～12份、麻纤维 5～9份、硅酸铝空心球 4～7份、锆英粉 9～11份、软性泡沫铁粉 4～5份、煅烧氧化铝粉5～8份、聚酰亚胺5～8份、硫酸钙晶须9～11份、碳化硅1～3份、硫化锌1～3份、二硫化钨2～5份、聚四氟乙烯2～5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、丁腈橡胶3～5份、三聚氰胺1～1.5份。
作为优选，所述摩擦层中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平。
玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比，除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外，玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且性价比好，是一种纯天然的无机非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。
阿鲁谢纶纤维耐磨性能强，还可以用于耐热电绝缘材料，阿鲁谢纶耐酸溶剂，耐碱溶剂，耐有机溶剂、油剂、石油类，耐各种浓度的无机酸和碱。
聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能。
硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂形成以热塑性树脂连续相膜状网络包覆酚醛树脂固化物球粒的“网膜-球粒”结构。
本发明具有比重轻、耐磨性强，韧性好，噪音低，使用寿命长等优点，在使用温度100-450℃之间可保持摩擦性能的稳定。散热区域通过对多种成分进行合理的搭配,确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥，其耐温性能好，有良好的热稳定性和较低的热传导力，满足了刹车片的高耐磨、高速化、安全化等技术要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例1刹车片效能试验曲线图；
图3是本发明对比例1刹车片效能试验曲线图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种复合有机纤维刹车片包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维10份、钢纤维7份、聚酰亚胺5份、膨胀蛭石4份、十二烷基硫酸钠0.6份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶3份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维10份、阿鲁谢纶纤维5份、芳纶纤维2份、碳纤维(预氧丝)12份、麻纤维 5份、硅酸铝空心球7份、锆英粉 9份、软性泡沫铁粉 4份、煅烧氧化铝粉5份、聚酰亚胺5份、硫酸钙晶须11份、碳化硅1份、硫化锌1份、二硫化钨5份、聚四氟乙烯2份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15份、丁腈橡胶5份、三聚氰胺1份。将散热粘接层2、摩擦层1两个区域材料兑好后分别倒入高速分散机内，搅拌成均匀分散的两份粉末状组合物，然后取出各材料组合物对应放入两个成形模具内压制成形，再放入主模具内叠合在一起后与钢背复合后放入平板硫化机于高温500℃，压力为35MPa的条件下保持60分钟，最后取出刹车片，除去毛刺即成为成品（下同）。
实施例2
一种复合有机纤维刹车片，包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维12份、钢纤维8份、聚酰亚胺6份、膨胀蛭石5份、十二烷基硫酸钠0.5份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶4份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维7份、阿鲁谢纶纤维8份、芳纶纤维2～6份、碳纤维(预氧丝)9份、麻纤维7份、硅酸铝空心球6份、锆英粉 10份、软性泡沫铁粉 4份、煅烧氧化铝粉6份、聚酰亚胺7份、硫酸钙晶须10份、碳化硅2份、硫化锌2份、二硫化钨3份、聚四氟乙烯4份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、丁腈橡胶4份、三聚氰胺1.5份。
实施例3
一种复合有机纤维刹车片，包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、三聚氰胺1.5份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维13份、钢纤维10份、聚酰亚胺7份、膨胀蛭石5份、十二烷基硫酸钠0.3份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶5份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维5份、阿鲁谢纶纤维10份、芳纶纤维6份、碳纤维(预氧丝)7份、麻纤维 9份、硅酸铝空心球 4份、锆英粉11份、软性泡沫铁粉 5份、煅烧氧化铝粉8份、聚酰亚胺8份、硫酸钙晶须9份、碳化硅3份、硫化锌3份、二硫化钨2份、聚四氟乙烯5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、丁腈橡胶5份、三聚氰胺1.5份。
对比例1：按重量比将芳仑纤维2份、轮胎粉(60～80目)1.6份、重质氧化镁4份、碳纳米管8份、红蛭石5.6份、陶瓷纤维8.5份、磁铁矿3份、酚醛树脂7份、硫酸钙晶须14份、钛酸钾16.5份、重晶石(500～600目)11份、石墨1.5份、鳞片石墨3份、腰果油摩擦粉6.5份、煅烧石油焦碳7份放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出，放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
将具体实施例一、二、三及刹车片进行对比测试，结果如下：
验证结果表明：本产品具备更优异的摩擦性能和良好的耐磨性且具备抗高温磨损率和抗热衰退性。从200℃到350℃的升温过程中，对比例1刹车片产生了较大的热衰退，由200℃的0.45降到300℃的O.22，下降幅度达51.1％。磨损方面，200℃以前，对比例1和本发明刹车片相差不大，即两种材料低温磨损接近；200℃以后，由于本发明刹车片基体具备优异的高温粘结效果，成倍地提高了材料的耐磨性能。在350℃时，实施例1的磨损率仅为O.16，远远低于对比例1刹车片的0.38。
以下对实施例3及对比例1进行效能试验，速度分别取50、100、130km/h,制动管路压力为2、4、6、8、10MPa，以考察刹车片在不同速度、不同压力下摩擦系数的稳定性。
如图2-3效能试验曲线图可以看出，实施例1的效能曲线较为平稳，其摩擦系数稳定明显高于对比例1刹车片，表现出良好的速度和压力相关性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种复合有机纤维刹车片，包括摩擦层、散热粘接层，所述散热粘接层位于摩擦层与钢背之间，其特征在于所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14～15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、三聚氰胺1.5～2份、纳米氧化铝3～4份、紫铜纤维10～13份、钢纤维7～10份、聚酰亚胺5～7份、膨胀蛭石4～5份、十二烷基硫酸钠0.3～0.6份、纳米氧化锌0 .3份、丁腈橡胶3～5份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维5 ～10份、阿鲁谢纶纤维5～10份、芳纶纤维2～6份、碳纤维(预氧丝)7～12份、麻纤维 5～9份、硅酸铝空心球 4～7份、锆英粉 9～11份、软性泡沫铁粉 4～5份、煅烧氧化铝粉5～8份、聚酰亚胺5～8份、硫酸钙晶须9～11份、碳化硅1～3份、 硫化锌1～3份、二硫化钨2～5份、聚四氟乙烯2～5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、丁腈橡胶3～5份、三聚氰胺1～1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合有机纤维刹车片，其特征在于所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维10份、钢纤维7份、聚酰亚胺5份、膨胀蛭石4份、十二烷基硫酸钠0.6份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶3份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维10份、阿鲁谢纶纤维5份、芳纶纤维2份、碳纤维(预氧丝)12份、麻纤维 5份、硅酸铝空心球7份、锆英粉 9份、软性泡沫铁粉 4份、煅烧氧化铝粉5份、聚酰亚胺5份、硫酸钙晶须11份、碳化硅1份、硫化锌1份、二硫化钨5份、聚四氟乙烯2份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15份、丁腈橡胶5份、三聚氰胺1份。
3.根据权利要求1所述的一种复合有机纤维刹车片，其特征在于所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维12份、钢纤维8份、聚酰亚胺6份、膨胀蛭石5份、十二烷基硫酸钠0.5份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶4份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维7份、阿鲁谢纶纤维8份、芳纶纤维2～6份、碳纤维(预氧丝)9份、麻纤维7份、硅酸铝空心球6份、锆英粉 10份、软性泡沫铁粉 4份、煅烧氧化铝粉6份、聚酰亚胺7份、硫酸钙晶须10份、碳化硅2份、 硫化锌2份、二硫化钨3份、聚四氟乙烯4份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、丁腈橡胶4份、三聚氰胺1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种复合有机纤维刹车片，其特征在于所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、三聚氰胺1.5份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维13份、钢纤维10份、聚酰亚胺7份、膨胀蛭石5份、十二烷基硫酸钠0.3份、纳米氧化锌0.3份、丁腈橡胶5份；
所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：Lapinus-Roxul ® 1000工程纤维5份、阿鲁谢纶纤维10份、芳纶纤维6份、碳纤维(预氧丝)7份、麻纤维 9份、硅酸铝空心球 4份、锆英粉11份、软性泡沫铁粉 5份、煅烧氧化铝粉8份、聚酰亚胺8份、硫酸钙晶须9份、碳化硅3份、硫化锌3份、二硫化钨2份、聚四氟乙烯5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、丁腈橡胶5份、三聚氰胺1.5份。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种复合有机纤维刹车片，其特征在于所述摩擦层中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平。
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