CN110903731B - 一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片 - Google Patents

一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片，以免烧蚀剂的原料组分的总质量为基准计，所述免烧蚀剂包括以下原料组分及质量百分含量：液体酚醛树脂16‑20％，液体环氧树脂2‑6％，复合矿物纤维10‑20％，氧化铁黑4‑12％，合成石墨4‑12％，纳米球形氧化铝1‑3％，氧化铬绿1‑3％，还原铁粉10‑15％，碳酸钙20‑38％；本发明所得的免烧蚀剂可有效的提高刹车片初始制动效能，降低初始制动噪音，且环保无毒，具有一定的成本优势。

Description

一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体的说是一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片。
背景技术
刹车片在汽车的刹车系统中是最关键的安全零件，也是保障驾驶员安全的重要部件。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车盘(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，将车子停下来。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。通常情况下，更换新的刹车片后，需要一个磨合期，大约200公里左右。这主要是由于换上新的刹车片后，刹车片与刹车盘未能达到最佳的接触，由于接触面积不足，影响制动性能，出现的所谓“刹不住”的情况。
为了防止磨合期制动效能不足，普遍使用的方法是在刹车片表面涂覆免烧蚀剂，提高初始制动效能。
公开号为CN 104482087 A的中国发明专利中记载了一种刹车片涂层用免烧蚀摩擦涂料及其制备方法，该免烧蚀摩擦涂料中含有丙酮，该物质对中枢神经系统具有抑制、麻醉作用，高浓度接触对肝、肾和胰腺具有损害；还具有高度易燃性，有严重火灾危险，应用存在缺陷。
公开号为CN 109099082 A的中国发明专利记载了一种刹车片涂层，该涂层的制备工艺复杂，需要进行三步混料，以及180℃高温固化，生产效率低，能耗较高，难以工业化应用。
公开号为CN 1263125 A的中国发明专利记载了一种制动系统摩擦材料的摩擦表面涂层，该涂层使用大量增摩材料，并且不含石墨、金属硫化物等减磨材料，噪音性能存在缺陷，在目前日益提高的制动舒适性需求下，不具有应用前景。
发明内容
针对刹车片在磨合期中出现的初始制动效力不强的现状，本发明提供一种刹车片用免烧蚀剂、制备和应用方法及其刹车片，避免了刹车片初始制动效能偏低问题，提高了刹车片初始噪音性能，本免烧蚀剂还具有无毒、生产效率高、能耗可控等优点。
本发明的具体的技术方案如下：
一种刹车片用免烧蚀剂，以免烧蚀剂的原料组分的总质量为基准计，所述免烧蚀剂包括以下原料组分及质量百分含量：液体酚醛树脂16-20％，液体环氧树脂2-6％，复合矿物纤维10-20％，氧化铁黑4-12％，合成石墨4-12％，纳米球形氧化铝1-3％，氧化铬绿1-3％，还原铁粉10-15％，碳酸钙20-38％。
进一步地方案是，液体酚醛树脂的比重0.80-1.00，在165℃下的凝胶时间为10-15S。
进一步地方案是，复合矿物纤维的纤维直径为2.5-7.5μm，纤维长度125-650μm。
进一步地方案是，纳米球形氧化铝D50为0.10-0.50μm。
进一步地方案是，合成石墨的松散密度为0.60-0.85g/mL。
一种根据上述方案任一所述的刹车片用免烧蚀剂的制备方法，将液体酚醛树脂16-20％、液体环氧树脂2-6％、复合矿物纤维10-20％、纳米球形氧化铝1-3％、氧化铬绿1-3％进行一次混合搅拌，然后加入氧化铁黑4-12％、合成石墨4-12％、还原铁粉10-15％、碳酸钙20-38％进行二次混合搅拌，获得免烧蚀剂。
进一步地方案是，一次混合搅拌所用搅拌机的转速为100-200r/min，混料时间为3-5分钟。
进一步地方案是，二次混合搅拌所用的搅拌机的转速为100-200r/min，混料时间5-8分钟。
一种刹车片用免烧蚀剂的应用方法，将上述方案中任一所得的刹车片烧蚀剂均匀涂在刹车片表面上，涂层厚度≤0.1mm，自然晾干，获得表面具有免烧蚀涂层的刹车片。
一种刹车片，涂覆有上述方案中任一所述的免烧蚀剂，涂覆涂层厚度≤0.1mm。
本发明采用酚醛树脂-环氧树脂复合，利用酚醛树脂-环氧树脂之间的协同作用，提高增强纤维、无机材料、酚醛树脂三相间的界面相容性，有效改善刹车片初始制动效力不足问题，进行SAE J2522测试，Greenμ章节摩擦系数μ可由0.25提高到0.32以上，且制动平稳。通过纳米球形氧化铝、氧化铬绿复合增摩材料，有效降低初始制动噪音，达到传统免烧蚀剂不能实现的效果。相比传统免烧蚀剂应用，所述的方法环保无毒，并且降低所需混料时间，取消了后续高温烘烤工艺，具有显著成本优势。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)提高刹车片初始制动效能；(2)降低初始制动噪音；(3)环保无毒；(4)具有成本优势。
具体实施方式
下面借助具体实施例来描述本发明。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员能够更好地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员来说明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的实施例和优点仅作说明之用，而不应被看作是对权利要求的限定，除非在权利要求中明确提出。
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。制动片性能测试时参考标准分别为：制动效能标准为SAE J2522(Greenμ)，制动噪音标准为SAE J2521(Break-in)。
以免烧蚀剂的原料组分的总质量为基准计，所述免烧蚀剂包括以下原料组分及质量百分含量：液体酚醛树脂16-20％，液体环氧树脂2-6％，复合矿物纤维10-20％，氧化铁黑4-12％，合成石墨4-12％，纳米球形氧化铝1-3％，氧化铬绿1-3％，还原铁粉10-15％，碳酸钙20-38％。
其中，上述液体酚醛树脂的比重0.80-1.00，凝胶时间为10-15s/165℃；复合矿物纤维的纤维直径为2.5-7.5μm，纤维长度125-650μm；纳米球形氧化铝D50为0.10-0.50μm；合成石墨的松散密度为0.60-0.85g/mL。
本发明采用酚醛树脂-环氧树脂复合，利用酚醛树脂-环氧树脂之间的协同作用，提高增强纤维、无机材料、酚醛树脂三相间的界面相容性，有效改善刹车片初始制动效力不足问题，进行SAE J2522测试，Greenμ章节摩擦系数μ可由0.25提高到0.32以上，且制动平稳。通过纳米球形氧化铝、氧化铬绿复合增摩材料，有效降低初始制动噪音，达到传统免烧蚀剂不能实现的效果。相比传统免烧蚀剂应用，所述的方法环保无毒，并且降低所需混料时间，取消了后续高温烘烤工艺，具有显著成本优势。
上述方案的各原料的配比不同，可以构成不同的实施例，具体如下：
实施例1
一种刹车片用免烧蚀剂，按质量百分比计，包括：液体酚醛树脂16％，液体环氧树脂6％，复合矿物纤维10％，氧化铁黑12％，合成石墨4％，纳米球形氧化铝1％，氧化铬绿3％，还原铁粉10％，碳酸钙38％。
其中，上述液体酚醛树脂的比重0.80，凝胶时间为15s/165℃；复合矿物纤维的纤维直径为2.5μm，纤维长度650μm；纳米球形氧化铝D50为0.10μm；合成石墨的松散密度为0.60g/mL。
具体制备方法为：(1)免烧蚀剂混料：将液体酚醛树脂16％、液体环氧树脂6％、复合矿物纤维10％、纳米球形氧化铝1％、氧化铬绿3％一次导入高速搅拌机以100r/min，混料3分钟；然后加入氧化铁黑12％、合成石墨4％、还原铁粉10％、碳酸钙38％以200r/min，混料8分钟，获得免烧蚀剂。
(2)免烧蚀剂涂覆：将混合好的原料均匀涂在刹车片表面上，涂层厚度≤0.1mm。自然晾干，获得表面具有免烧蚀涂层的刹车片。
Figure BDA0002237874160000041
由上表可见，刹车片在涂覆了本实施例制备的免烧蚀剂以后，摩擦系数得到了较大的提高；噪音百分比也有了显著的下降。其中的摩擦系数值在1st制动时，达到了0.32；在30st制动时，达到了0.35。
实施例2
一种刹车片用免烧蚀剂，按质量百分比计，包括：液体酚醛树脂18％，液体环氧树脂4％，复合矿物纤维15％，氧化铁黑8％，合成石墨8％，纳米球形氧化铝2％，氧化铬绿2％，还原铁粉14％，碳酸钙29％。
其中，上述液体酚醛树脂的比重0.90，凝胶时间为12s/165℃；复合矿物纤维的纤维直径为5.0μm，纤维长度400μm；纳米球形氧化铝D50为0.30μm；合成石墨的松散密度为0.70g/mL。
具体制备方法为：(1)免烧蚀剂混料：将液体酚醛树脂18％、液体环氧树脂4％、复合矿物纤维15％、纳米球形氧化铝2％、氧化铬绿2％一次导入高速搅拌机以150r/min，混料4分钟；然后加入氧化铁黑8％、合成石墨8％、还原铁粉14％、碳酸钙29％以150r/min，混料6分钟，获得免烧蚀剂。
(2)免烧蚀剂涂覆：将混合好的原料均匀涂在刹车片表面上，涂层厚度≤0.1mm。自然晾干，获得表面具有免烧蚀涂层的刹车片。
Figure BDA0002237874160000042
由上表可见，刹车片在涂覆了本实施例制备的免烧蚀剂以后，摩擦系数得到了较大的提高；噪音百分比也有了显著的下降；在综合摩擦系数与噪声条件均要求较高的情况下，采用本实施例最佳。
实施例3
一种刹车片用免烧蚀剂，按质量百分比计，包括：液体酚醛树脂20％，液体环氧树脂2％，复合矿物纤维20％，氧化铁黑4％，合成石墨12％，纳米球形氧化铝3％，氧化铬绿1％，还原铁粉15％，碳酸钙20％。
其中，上述液体酚醛树脂的比重1.00，凝胶时间为10s/165℃；复合矿物纤维的纤维直径为7.5μm，纤维长度125μm；纳米球形氧化铝D50为0.50μm；合成石墨的松散密度为0.85g/mL。
具体制备方法为：(1)免烧蚀剂混料：将液体酚醛树脂20％、液体环氧树脂2％、复合矿物纤维20％、纳米球形氧化铝3％、氧化铬绿1％一次导入高速搅拌机以200r/min，混料5分钟；然后加入氧化铁黑4％、合成石墨12％、还原铁粉15％、碳酸钙20％以100r/min，混料5分钟，获得免烧蚀剂。
(2)免烧蚀剂涂覆：将混合好的原料均匀涂在刹车片表面上，涂层厚度≤0.1mm。自然晾干，获得表面具有免烧蚀涂层的刹车片。
Figure BDA0002237874160000051
由上表可见，刹车片在涂覆了本实施例制备的免烧蚀剂以后，摩擦系数得到了较大的提高；噪音百分比也有了显著的下降，其噪音百分比在70dB以上和80dB以上分别下降了37.90％和13.30％。
本具体的实施例仅仅是对本发明的解释，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种刹车片，其特征在于，所述刹车片上涂覆有免烧蚀剂，以所述免烧蚀剂的原料组分的总质量为基准计，所述免烧蚀剂包括以下原料组分及质量百分含量：液体酚醛树脂16-20%，液体环氧树脂2-6%，复合矿物纤维10-20%，氧化铁黑4-12%，合成石墨4-12%，纳米球形氧化铝1-3%，氧化铬绿1-3%，还原铁粉10-15%，碳酸钙20-38%；
将所述免烧蚀剂均匀涂覆至刹车片的表面，涂层厚度≤0.1mm，自然晾干，获得表面具有免烧蚀涂层的刹车片。
2.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述液体酚醛树脂的比重0.80-1.00，在165℃下的凝胶时间为10-15s 。
3.根据权利要求2所述的刹车片，其特征在于，所述复合矿物纤维的纤维直径为2.5-7.5μm，纤维长度125-650μm。
4.根据权利要3所述的刹车片，其特征在于，所述纳米球形氧化铝D50为0.10-0.50μm。
5.根据权利要求4所述的刹车片，其特征在于，所述合成石墨的松散密度为0.60-0.85g/mL。
6.一种权利要求1-5任一所述的刹车片用免烧蚀剂的制备方法，其特征在于，将液体酚醛树脂16-20%、液体环氧树脂2-6%、复合矿物纤维10-20%、纳米球形氧化铝1-3%、氧化铬绿1-3%进行一次混合搅拌，然后加入氧化铁黑4-12%、合成石墨4-12%、还原铁粉10-15%、碳酸钙20-38%进行二次混合搅拌，获得免烧蚀剂。
7.根据权利要求6所述的刹车片用免烧蚀剂的制备方法，其特征在于，所述一次混合搅拌所用搅拌机的转速为100-200r/min，混料时间为3-5分钟。
8.根据权利要求7所述的刹车片用免烧蚀剂的制备方法，其特征在于，所述二次混合搅拌所用的搅拌机的转速为100-200r/min，混料时间5-8分钟。
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