CN111503197B - 一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,该复合耐磨材料由如下重量份原料制成:改性酚醛树脂15‑25份、碳纤维10‑25份、海泡石纤维10‑25份、焦炭粉10‑20份、云母粉10‑20份、轮胎粉10‑20份、硬脂酸1.5‑3份、硅烷偶联剂0.5‑2份、阻燃剂0.5‑2份;该改性酚醛树脂分子上含有B‑O键,B‑O键的键能高,柔性大有效提升了自身耐热性,同时线性碳链和碳碳双键均为柔性基团,改变了树脂分子的距离以及分子间的运动旋向和塑性,有效的促进了树脂分子在固化时的有序排列,进而提升了酚醛树脂的耐热性和韧性,韧性的提升使得复合耐磨材料的耐磨性更好,抗冲击性更高,进而增加了刹车片的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于刹车片制备领域,具体涉及一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺。
背景技术
汽车刹车片也叫汽车刹车皮,是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料,其中的摩擦衬片及摩擦衬块承受外来压力,产生摩擦作用从而达到车辆减速的目的,其中隔热层是由不传热的材料组成,目的是隔热,摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成,刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦,从而达到车辆减速和制动的目地,由于摩擦作用,摩擦块会逐渐被磨损,一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快,摩擦材料使用完后要及时更换刹车片,否则钢板与刹车盘就会直接接触,最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘;
常见的摩擦材料多为酚醛树脂,日常使用中刹车温度主要集中在100℃-200℃,高速状态下紧急制动在350℃,如果是连续下坡路况,在高负荷情况下制动温度会迅速上,达到400℃以上,传统的刹车片在超过400℃时制动性能会大幅降低,甚至丧失制动能力,且经过长时间使用,摩擦片出现龟裂,在龟裂情况下继续使用,会导致部分刹车片脱落,进而导致无法有效制动,造财产损失和人员伤害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺。
本发明要解决的技术问题:
1、传统的刹车片用耐磨材料硬度较大,韧性较低,在使用一段时间后刹车片易出现龟裂现象,在龟裂情况下继续使用,会导致部分刹车片脱落,进而导致无法有效制动,造财产损失和人员伤害;
2、日常使用中刹车温度主要集中在100℃-200℃,高速状态下紧急制动在350℃,如果是连续下坡路况,在高负荷情况下制动温度会迅速上,达到400℃以上,传统的刹车片在超过400℃时制动性能会大幅降低,最终导致制动力不足、刹车距离边长,无法正常使用;
3、在刹车片用耐磨材料的制备过程中,需要对原料进行热压成型,传统的热压成型工艺,需要将热压后的材料进行收集,在收集过程往往会出现人员烫伤的现象,使得使用者的安全性降低,且热压成型效率低,使得产生成本提升。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,该复合耐磨材料由如下重量份原料制成:改性酚醛树脂15-25份、碳纤维10-25份、海泡石纤维10-25份、焦炭粉10-20份、云母粉10-20份、轮胎粉10-20份、硬脂酸1.5-3份、硅烷偶联剂0.5-2份、阻燃剂0.5-2份;
该复合耐磨材料的制备工艺的步骤如下:
步骤S1:称取上述重量份原料,将称取的原料放入烘箱中,在温度80-90℃的条件下,进行干燥,至原料完全干燥;
步骤S2:将干燥后的改性酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维粉碎,将粉碎后的酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维、焦炭粉、云母粉、轮胎粉、硬脂酸、阻燃剂加入搅拌器中,进行搅拌,至各组分混合均匀后,加入硅烷偶联剂,继续搅拌,至硅烷偶联剂完全分散,制得预混料;
步骤S3:将步骤S2制得的预混料由进料口加入储料仓中,开启第一电机,搅拌叶片对预混料进行搅拌,开启步进电机,第一转轴转动带动压模板运动,压模板运动至加料板正下方,开启加料阀,将预混料加入热压槽中,压模板继续运动,当压模板运动到热压板的正下方,热压板开始加热,进而使压头加热至200-210℃,开启第一液压缸,使得压头下压,完成热压,压模板继续运动,压模板运动到顶板正下方,开启第二液压缸,顶头上升进入通孔,顶头将顶块上移,将热压成型的复合耐磨材料上移出热压槽,开启第二电机,螺杆转动,刮板与螺杆螺接进而发生水平运动,刮板将热压成型的复合耐磨材料移动至下料板上,穿过出料口,制得复合耐磨材料。
进一步,所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种,阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一胺中的一种或多种任意比例混合。
进一步,所述的改性酚醛树脂制备步骤如下:
步骤A1:将苯酚和甲苯加入反应釜中,在转速为800-1000r/min的条件下,进行搅拌5-10min,至苯酚完全溶解,升温至温度为90-100℃,加入硼酸,并加入氢氧化钠,至反应液pH值为7.5,在真空脱水条件下,进行回流反应2-3h,制得中间体I;
反应流程如下:
步骤A2:将丁醇加入反应釜中后,加入浓硫酸,再将中间体I加入反应釜中,在转速为300-400r/min,温度为50-80℃的条件下,进行反应1-1.5h后,通入氯气,至氯气充满反应釜,在光照条件进行反应1-2h,制得中间体II,将中间体II和饱和氢氧化钾乙醇溶液加入反应釜中,在温度为116-125℃的条件下,进行回流反应30-45min,制得中间体III;
反应流程如下:
步骤A3:将步骤A2制得的中间体III和多聚甲醛加入反应釜中,在转速为300-400r/min,温度为100-110℃的真空脱水条件下,进行反应3-4h,制得中间体IV;
反应流程如下:
步骤A4:将丁腈橡胶,在温度为45-50℃的条件下,进行塑炼20-30min后,加入氧化锌,继续塑炼至氧化锌塑炼均匀,加入硫磺和步骤A3制得的中间体IV,升温至温度为130-150℃,继续混炼0.5-1.5h,制得改性酚醛树脂。
进一步,步骤A1所述的苯酚和甲苯的用量比为14.1g:20mL,所述苯酚和硼酸的用量质量比为100:9,步骤A2所述的丁醇、硫酸、中间体I用量比为3mL:2mL:1g,步骤A3所述的中间体III和多聚甲醛的用量质量比为5:2,步骤A4所述的丁腈橡胶、氧化锌、硫磺、中间体IV的用量质量比为10:0.3:0.1:20。
进一步,步骤S3所述的热压成型装置,包括底座,底座的中心处固定有步进电机,步进电机的输出轴上固定有第一转轴,第一转轴的顶端固定有四个均匀分布的连接杆,连接杆的端头上固定有压模板,第一转轴上套接有支撑板,支撑板的上表面与连接杆下底面贴合,支撑板的下底面固定有支撑柱,支撑柱的底端与底座的上表面固定连接,底座的上表面设有加料仓、热压仓、收料仓,加料仓、热压仓、收料仓分布在第一转轴的四周,加料仓和热压仓对立设置,加料仓的内部底端固定有加料支撑台,加料支撑台的上方设有隔板,隔板与加料仓内壁固定连接,隔板上设有加料板,加料板位于加料支撑台的正上方,隔板和加料板与加料仓内壁配合形成储料仓,加料仓的外部顶端固定有第一电机,第一电机的输出轴上固定有第二转轴,第二转轴穿过加料仓的顶壁,第二转轴与加料仓的顶壁顶壁转动连接,第二转轴上固定有若干搅拌叶片,搅拌叶片位于储料仓的内部,最下端的搅拌叶片与加料板的上表面贴合,储料仓的顶端开有进料口,热压仓的内部底端固定有热压支撑台,热压仓的外部顶端固定有第一液压缸,第一液压缸的输出端固定有第一液压杆,第一液压杆穿过热压仓顶壁,第一液压杆与热压仓滑动连接,第一液压杆的底端固定有热压板,热压板上固定有若干压头,收料仓内部底端中心处固定有第二液压缸,第二液压缸的输出端固定有第二液压杆,第二液压杆的顶端固定有顶板,顶板的上表面固定有顶头,收料仓远离第一转轴的侧壁上开有出料口,出料口的下端壁上固定有下料板,下料板位于顶板的下方,收料仓远离第一转轴的侧壁内部固定有第二电机,第二电机的输出端固定有螺杆,螺杆与收料仓的内壁转动连接,螺杆上螺接有刮板。
进一步,所述的压模板上设有若干排热压槽,每排热压槽的个数为三个,压头热压槽相对应,热压槽的底部开有通孔,通孔贯穿压模板,顶头与通孔相对应,通孔的侧壁上开有两个对立设置的滑槽,通孔的内部设有顶块,顶块的侧壁上固定有两个对立设置的滑块,滑块与滑槽相配合,顶块与通孔的侧壁滑动连接,顶块的顶端与热压槽的底面位于同一平面,滑块的下底面与滑槽的底壁贴合,滑块上表面固定有弹簧,弹簧的顶端与滑槽的顶壁固定连接。
进一步,所述的支撑板的中心处开有支撑板孔,第一转轴穿过支撑板孔,第一转轴与支撑板孔的孔壁转动连接,加料仓两侧壁上分别开有压模板孔,加料仓靠近第一转轴的侧壁上开有连接杆滑孔,热压仓两侧壁上分别开有压模板孔,热压仓靠近第一转轴的侧壁上开有连接杆滑孔,收料仓靠近第一转轴的侧壁上开有连接杆滑孔,压模板孔与压模板相配合,连接杆滑孔与连接杆相配合。
进一步,所述的加料板上开有若干加料孔,加料孔的内部设有加料阀,加料孔的底部设有加料头,加料头与热压槽相对应,压模板的下表面与加料支撑台上表面贴合,压模板的下表面与热压支撑台上表面贴合,刮板的下底面与压模板的上表面贴合。
本发明的有益效果:本发明在制备一种刹车片用复合耐磨材料的过程中制备了一种改性酚醛树脂,先将苯酚与硼酸反应生成硼酸酯,再将硼酸酯以丁醇进一步酯化,将剩余的单个羟基由线性碳链代替,并通入氯气在光照条件下,与碳链上的氢发生取代反应后,进行消去产生碳碳双键,制得中间体III,将中间体III与多聚甲醛聚合形成线性大分子,该分子上含有B-O键,B-O键的键能高,柔性大,有效提升了自身耐热性,同时线性碳链和碳碳双键均为柔性基团,改变了树脂分子的距离以及分子间的运动旋向和塑性,有效的促进了树脂分子在固化时的有序排列,进而提升了酚醛树脂的耐热性和韧性,韧性的提升使得复合耐磨材料的耐磨性更好,抗冲击性更高,在刹车片使用时不会出现材料脱落的现象,同时韧性的提升使得复合耐磨材料的硬度降低不易发生龟裂,增加了刹车片的使用寿命;
本发明在制备一种刹车片用复合耐磨材料的过程中使用了一种热压成型装置,通过搅拌叶片对预混料进行搅拌,保持了预混料的混合均匀度,底端搅拌叶片与加料板贴合,使得加料孔不会发生堵塞,顶头和刮板的设置,使得已经热压成型的复合耐磨材料,不需要人工进行收集,保护了使用者不会因材料温度过高,导致烫伤,第一转轴、连接杆、压模板的设置,将加料、热压成型、收料同时进行,大大降低了使用者的工作负荷,提升了复合耐磨材料的生产效率,减少生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺中热压成型装置结构示意图;
图2为本发明中热压成型装置的侧视机构示意图;
图3为本发明中热压成型装置中压模板、连接杆、第一转轴的俯视图;
图4为本发明中热压成型装置中压模板的结构示意图;
图5为本发明中热压成型装置中支撑板;
图6为本发明中热压成型装置中热压仓的侧视图;
图7为本发明中热压成型装置中热压仓的主视图;
图8为本发明中热压成型装置中下料板的俯视图;
图9为本发明中热压成型装置中下料板的结构示意图。
图中:1、底座;11、步进电机;12、第一转轴;13、连接杆;14、压模板;141、热压槽;142、通孔;143、滑槽;144、顶块;145、滑块;146、弹簧;15、支撑板;151、支撑板孔;16、支撑柱;17、压模板孔;18、连接杆滑孔;2、加料仓;21、加料支撑台;22、隔板;23、加料板;231、加料孔;232、加料阀;233、加料头;24、储料仓;25、第一电机;26、第二转轴;27、搅拌叶片;28、进料口;3、热压仓;31、热压支撑台;32、第一液压缸;33、第一液压杆;34、热压板;35、压头;4、收料仓;41、第二液压缸;42、第二液压杆;43、顶板;44、顶头;45、出料口;46、下料板;47、第二电机;48、螺杆;49、刮板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,该复合耐磨材料由如下重量份原料制成:改性酚醛树脂15份、碳纤维10份、海泡石纤维10份、焦炭粉10份、云母粉10份、轮胎粉10份、硬脂酸1.5份、乙烯基三乙氧基硅烷0.5份、氢氧化铝0.5份;
该复合耐磨材料的制备工艺的步骤如下:
步骤S1:称取上述重量份原料,将称取的原料放入烘箱中,在温度80℃的条件下,进行干燥,至原料完全干燥;
步骤S2:将干燥后的改性酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维粉碎,将粉碎后的酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维、焦炭粉、云母粉、轮胎粉、硬脂酸、氢氧化铝加入搅拌器中,进行搅拌,至各组分混合均匀后,加入乙烯基三乙氧基硅烷,继续搅拌,乙烯基三乙氧基硅烷完全分散,制得预混料;
步骤S3:将步骤S2制得的预混料加入热压成型装置中,在温度为200℃的条件下,热压成型,制得复合耐磨材料。
所述的改性酚醛树脂制备步骤如下:
步骤A1:将苯酚和甲苯加入反应釜中,在转速为800r/min的条件下,进行搅拌5min,至苯酚完全溶解,升温至温度为90℃,加入硼酸,并加入氢氧化钠,至反应液pH值为7.5,在真空脱水条件下,进行回流反应2h,制得中间体I;
步骤A2:将丁醇加入反应釜中后,加入浓硫酸,再将中间体I加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为50℃的条件下,进行反应1h后,通入氯气,至氯气充满反应釜,在光照条件进行反应1h,制得中间体II,将中间体II和饱和氢氧化钾乙醇溶液加入反应釜中,在温度为116℃的条件下,进行回流反应30min,制得中间体III;
步骤A3:将步骤A2制得的中间体III和多聚甲醛加入反应釜中,在转速为300r/min,温度为100℃的真空脱水条件下,进行反应3h,制得中间体IV;
步骤A4:将丁腈橡胶,在温度为45℃的条件下,进行塑炼20min后,加入氧化锌,继续塑炼至氧化锌塑炼均匀,加入硫磺和步骤A3制得的中间体IV,升温至温度为130℃,继续混炼0.5h,制得改性酚醛树脂。
实施例2
一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,该复合耐磨材料由如下重量份原料制成:改性酚醛树脂25份、碳纤维25份、海泡石纤维25份、焦炭粉20份、云母粉20份、轮胎粉20份、硬脂酸3份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、氢氧化铝2份;
该复合耐磨材料的制备工艺的步骤如下:
步骤S1:称取上述重量份原料,将称取的原料放入烘箱中,在温度90℃的条件下,进行干燥,至原料完全干燥;
步骤S2:将干燥后的改性酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维粉碎,将粉碎后的酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维、焦炭粉、云母粉、轮胎粉、硬脂酸、氢氧化铝加入搅拌器中,进行搅拌,至各组分混合均匀后,加入乙烯基三乙氧基硅烷,继续搅拌,至乙烯基三乙氧基硅烷完全分散,制得预混料;
步骤S3:将步骤S2制得的预混料加入热压成型装置中,在温度为210℃的条件下,热压成型,制得复合耐磨材料。
所述的改性酚醛树脂制备步骤如下:
步骤A1:将苯酚和甲苯加入反应釜中,在转速为1000r/min的条件下,进行搅拌10min,至苯酚完全溶解,升温至温度为100℃,加入硼酸,并加入氢氧化钠,至反应液pH值为7.5,在真空脱水条件下,进行回流反应3h,制得中间体I;
步骤A2:将丁醇加入反应釜中后,加入浓硫酸,再将中间体I加入反应釜中,在转速为400r/min,温度为80℃的条件下,进行反应1.5h后,通入氯气,至氯气充满反应釜,在光照条件进行反应2h,制得中间体II,将中间体II和饱和氢氧化钾乙醇溶液加入反应釜中,在温度为125℃的条件下,进行回流反应45min,制得中间体III;
步骤A3:将步骤A2制得的中间体III和多聚甲醛加入反应釜中,在转速为400r/min,温度为110℃的真空脱水条件下,进行反应4h,制得中间体IV;
步骤A4:将丁腈橡胶,在温度为50℃的条件下,进行塑炼30min后,加入氧化锌,继续塑炼至氧化锌塑炼均匀,加入硫磺和步骤A3制得的中间体IV,升温至温度为150℃,继续混炼1.5h,制得改性酚醛树脂。
对比例1
本对比例与实施例1相比用酚醛树脂代替改性酚醛树脂。
对比例2
本对比例与实施例1相比用环氧树脂代替改性酚醛树脂。
对比例3
本对比例为市场上常见的一种刹车片用复合耐磨材料。
对实施例1-2和对比例1-3进行性能测试,测试结果如下表1所示;
表1
由上表1可知实施例1-2制备的复合耐磨材料的耐高温性远远高于对比例1-3制备的复合耐磨材料,实施例1-2制备的复合耐磨材料的洛氏硬度低于对比例1-3,实施例1-2制备的复合耐磨材料的冲击强度强度高于对比例1-3,改性酚醛树脂分子上含有B-O键,B-O键的键能高,柔性大有效提升了自身耐热性,同时线性碳链和碳碳双键均为柔性基团,改变了树脂分子的距离以及分子间的运动旋向和塑性,有效的促进了树脂分子在固化时的有序排列,进而提升了酚醛树脂的耐热性和韧性,韧性的提升使得复合耐磨材料的硬度降低不易发生龟裂,提升了自身的耐冲击性,增加了自身耐久性。
请参阅图1-9所示,上述实施例中使用的热压成型装置,包括底座1,底座1的中心处固定有步进电机11,步进电机11的输出轴上固定有第一转轴12,第一转轴12的顶端固定有四个均匀分布的连接杆13,连接杆13的端头上固定有压模板14,第一转轴12上套接有支撑板15,支撑板15的上表面与连接杆13下底面贴合,支撑板15的下底面固定有支撑柱16,支撑柱16的底端与底座1的上表面固定连接,底座1的上表面设有加料仓2、热压仓3、收料仓4,加料仓2、热压仓3、收料仓4分布在第一转轴12的四周,加料仓2和热压仓3对立设置,加料仓2的内部底端固定有加料支撑台21,加料支撑台21的上方设有隔板22,隔板22与加料仓2内壁固定连接,隔板22上设有加料板23,加料板23位于加料支撑台21的正上方,隔板22和加料板23与加料仓2内壁配合形成储料仓24,加料仓2的外部顶端固定有第一电机25,第一电机25的输出轴上固定有第二转轴26,第二转轴26穿过加料仓2的顶壁,第二转轴26与加料仓2的顶壁顶壁转动连接,第二转轴26上固定有若干搅拌叶片27,搅拌叶片27位于储料仓24的内部,最下端的搅拌叶片27与加料板23的上表面贴合,储料仓24的顶端开有进料口28,热压仓3的内部底端固定有热压支撑台31,热压仓3的外部顶端固定有第一液压缸32,第一液压缸32的输出端固定有第一液压杆33,第一液压杆33穿过热压仓3顶壁,第一液压杆33与热压仓3滑动连接,第一液压杆33的底端固定有热压板34,热压板34上固定有若干压头35,收料仓4内部底端中心处固定有第二液压缸41,第二液压缸41的输出端固定有第二液压杆42,第二液压杆42的顶端固定有顶板43,顶板43的上表面固定有顶头44,收料仓4远离第一转轴12的侧壁上开有出料口45,出料口45的下端壁上固定有下料板46,下料板46位于顶板43的下方,收料仓4远离第一转轴12的侧壁内部固定有第二电机47,第二电机47的输出端固定有螺杆48,螺杆48与收料仓4的内壁转动连接,螺杆48上螺接有刮板49。
如图3、图4所示,所述的压模板14上设有若干排热压槽141,每排热压槽141的个数为三个,压头35热压槽141相对应,热压槽141的底部开有通孔142,通孔142贯穿压模板14,顶头44与通孔142相对应,通孔142的侧壁上开有两个对立设置的滑槽143,通孔142的内部设有顶块144,顶块144的侧壁上固定有两个对立设置的滑块145,滑块145与滑槽143相配合,顶块144与通孔142的侧壁滑动连接,顶块144的顶端与热压槽141的底面位于同一平面,滑块145的下底面与滑槽143的底壁贴合,滑块145上表面固定有弹簧146,弹簧146的顶端与滑槽143的顶壁固定连接。
如图1、图5、图6、图7所示,所述的支撑板15的中心处开有支撑板孔151,第一转轴12穿过支撑板孔151,第一转轴12与支撑板孔151的孔壁转动连接,加料仓2两侧壁上分别开有压模板孔17,加料仓2靠近第一转轴12的侧壁上开有连接杆滑孔18,热压仓3两侧壁上分别开有压模板孔17,热压仓3靠近第一转轴12的侧壁上开有连接杆滑孔18,收料仓4靠近第一转轴12的侧壁上开有连接杆滑孔18,压模板孔17与压模板14相配合,连接杆滑孔18与连接杆13相配合。
如图1、图2、图8、图9所示,所述的加料板23上开有若干加料孔231,加料孔231的内部设有加料阀232,加料孔231的底部设有加料头233,加料头233与热压槽141相对应,压模板14的下表面与加料支撑台21上表面贴合,压模板14的下表面与热压支撑台31上表面贴合,刮板49的下底面与压模板14的上表面贴合。
实施例中热压成型的工作过程:将步骤S2制得的预混料由进料口28加入储料仓24中,开启第一电机25,搅拌叶片27对预混料进行搅拌,搅拌叶片27保持了预混料的分散性,开启步进电机11,第一转轴12转动带动压模板14运动,当压模板14运动至加料板23正下方时,开启加料阀232,将预混料加入热压槽141中,压模板14继续运动,当压模板14运动到热压板34的正下方时,热压板34开始加热,进而使压头35加热至所需温度,开启第一液压缸32,使得压头35下压,完成热压,压模板14继续运动,当压模板14运动到顶板43正下方时,开启第二液压缸41,顶头44上升进入通孔142,顶头44将顶块144上移,将热压成型的复合耐磨材料上移出热压槽141,开启第二电机47,螺杆48转动,刮板49与螺杆48螺接进而发生水平运动,刮板49将热压成型的复合耐磨材料移动至下料板46上,穿过出料口45,得到复合耐磨材料,通过顶头44和刮板49将热压成型的复合耐磨材料进行收集,有效的保护了使用者在将材料由热压槽141取出时不被烫伤,提升了热压成型的工作效率。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:该复合耐磨材料由如下重量份原料制成:改性酚醛树脂15-25份、碳纤维10-25份、海泡石纤维10-25份、焦炭粉10-20份、云母粉10-20份、轮胎粉10-20份、硬脂酸1.5-3份、硅烷偶联剂0.5-2份、阻燃剂0.5-2份;
该复合耐磨材料的制备工艺的步骤如下:
步骤S1:称取上述重量份原料,将称取的原料放入烘箱中,在温度80-90℃的条件下,进行干燥,至原料完全干燥;
步骤S2:将干燥后的改性酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维粉碎,将粉碎后的酚醛树脂、碳纤维、海泡石纤维、焦炭粉、云母粉、轮胎粉、硬脂酸、阻燃剂加入搅拌器中,进行搅拌,至各组分混合均匀后,加入硅烷偶联剂,继续搅拌,至硅烷偶联剂完全分散,制得预混料;
步骤S3:将步骤S2制得的预混料由进料口(28)加入储料仓(24)中,开启第一电机(25),搅拌叶片(27)对预混料进行搅拌,开启步进电机(11),第一转轴(12)转动带动压模板(14)运动,压模板(14)运动至加料板(23)正下方,开启加料阀(232),将预混料加入热压槽(141)中,压模板(14)继续运动,当压模板(14)运动到热压板(34)的正下方,热压板(34)开始加热,进而使压头(35)加热至200-210℃,开启第一液压缸(32),使得压头(35)下压,完成热压,压模板(14)继续运动,压模板(14)运动到顶板(43)正下方,开启第二液压缸(41),顶头(44)上升进入通孔(142),顶头(44)将顶块(144)上移,将热压成型的复合耐磨材料上移出热压槽(141),开启第二电机(47),螺杆(48)转动,刮板(49)与螺杆(48)螺接进而发生水平运动,刮板(49)将热压成型的复合耐磨材料移动至下料板(46)上,穿过出料口(45),制得复合耐磨材料。
2.根据权利要求1所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种,阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸一胺中的一种或多种任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:所述的改性酚醛树脂制备步骤如下:
步骤A1:将苯酚和甲苯加入反应釜中,在转速为800-1000r/min的条件下,进行搅拌5-10min,至苯酚完全溶解,升温至温度为90-100℃,加入硼酸,并加入氢氧化钠,至反应液pH值为7.5,在真空脱水条件下,进行回流反应2-3h,制得中间体I;
步骤A2:将丁醇加入反应釜中后,加入浓硫酸,再将中间体I加入反应釜中,在转速为300-400r/min,温度为50-80℃的条件下,进行反应1-1.5h后,通入氯气,至氯气充满反应釜,在光照条件进行反应1-2h,制得中间体I I,将中间体II和饱和氢氧化钾乙醇溶液加入反应釜中,在温度为116-125℃的条件下,进行回流反应30-45min,制得中间体III;
步骤A3:将步骤A2制得的中间体III和多聚甲醛加入反应釜中,在转速为300-400r/min,温度为100-110℃的真空脱水条件下,进行反应3-4h,制得中间体IV;
步骤A4:将丁腈橡胶,在温度为45-50℃的条件下,进行塑炼20-30min后,加入氧化锌,继续塑炼至氧化锌塑炼均匀,加入硫磺和步骤A3制得的中间体IV,升温至温度为130-150℃,继续混炼0.5-1.5h,制得改性酚醛树脂。
4.根据权利要求3所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:步骤A1所述的苯酚和甲苯的用量比为14.1g:20mL,所述苯酚和硼酸的用量质量比为100:9,步骤A2所述的丁醇、硫酸、中间体I用量比为3mL:2mL:1g,步骤A3所述的中间体III和多聚甲醛的用量质量比为5:2,步骤A4所述的丁腈橡胶、氧化锌、硫磺、中间体IV的用量质量比为10:0.3:0.1:20。
5.根据权利要求1所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:步骤S3所述的热压成型装置,包括底座(1),底座(1)的中心处固定有步进电机(11),步进电机(11)的输出轴上固定有第一转轴(12),第一转轴(12)的顶端固定有四个均匀分布的连接杆(13),连接杆(13)的端头上固定有压模板(14),第一转轴(12)上套接有支撑板(15),支撑板(15)的上表面与连接杆(13)下底面贴合,支撑板(15)的下底面固定有支撑柱(16),支撑柱(16)的底端与底座(1)的上表面固定连接,底座(1)的上表面设有加料仓(2)、热压仓(3)、收料仓(4),加料仓(2)、热压仓(3)、收料仓(4)分布在第一转轴(12)的四周,加料仓(2)和热压仓(3)对立设置,加料仓(2)的内部底端固定有加料支撑台(21),加料支撑台(21)的上方设有隔板(22),隔板(22)与加料仓(2)内壁固定连接,隔板(22)上设有加料板(23),加料板(23)位于加料支撑台(21)的正上方,隔板(22)和加料板(23)与加料仓(2)内壁配合形成储料仓(24),加料仓(2)的外部顶端固定有第一电机(25),第一电机(25)的输出轴上固定有第二转轴(26),第二转轴(26)穿过加料仓(2)的顶壁,第二转轴(26)与加料仓(2)的顶壁顶壁转动连接,第二转轴(26)上固定有若干搅拌叶片(27),搅拌叶片(27)位于储料仓(24)的内部,最下端的搅拌叶片(27)与加料板(23)的上表面贴合,储料仓(24)的顶端开有进料口(28),热压仓(3)的内部底端固定有热压支撑台(31),热压仓(3)的外部顶端固定有第一液压缸(32),第一液压缸(32)的输出端固定有第一液压杆(33),第一液压杆(33)穿过热压仓(3)顶壁,第一液压杆(33)与热压仓(3)滑动连接,第一液压杆(33)的底端固定有热压板(34),热压板(34)上固定有若干压头(35),收料仓(4)内部底端中心处固定有第二液压缸(41),第二液压缸(41)的输出端固定有第二液压杆(42),第二液压杆(42)的顶端固定有顶板(43),顶板(43)的上表面固定有顶头(44),收料仓(4)远离第一转轴(12)的侧壁上开有出料口(45),出料口(45)的下端壁上固定有下料板(46),下料板(46)位于顶板(43)的下方,收料仓(4)远离第一转轴(12)的侧壁内部固定有第二电机(47),第二电机(47)的输出端固定有螺杆(48),螺杆(48)与收料仓(4)的内壁转动连接,螺杆(48)上螺接有刮板(49)。
6.根据权利要求1所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:所述的压模板(14)上设有若干排热压槽(141),每排热压槽(141)的个数为三个,压头(35)热压槽(141)相对应,热压槽(141)的底部开有通孔(142),通孔(142)贯穿压模板(14),顶头(44)与通孔(142)相对应,通孔(142)的侧壁上开有两个对立设置的滑槽(143),通孔(142)的内部设有顶块(144),顶块(144)的侧壁上固定有两个对立设置的滑块(145),滑块(145)与滑槽(143)相配合,顶块(144)与通孔(142)的侧壁滑动连接,顶块(144)的顶端与热压槽(141)的底面位于同一平面,滑块(145)的下底面与滑槽(143)的底壁贴合,滑块(145)上表面固定有弹簧(146),弹簧(146)的顶端与滑槽(143)的顶壁固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:所述的支撑板(15)的中心处开有支撑板孔(151),第一转轴(12)穿过支撑板孔(151),第一转轴(12)与支撑板孔(151)的孔壁转动连接,加料仓(2)两侧壁上分别开有压模板孔(17),加料仓(2)靠近第一转轴(12)的侧壁上开有连接杆滑孔(18),热压仓(3)两侧壁上分别开有压模板孔(17),热压仓(3)靠近第一转轴(12)的侧壁上开有连接杆滑孔(18),收料仓(4)靠近第一转轴(12)的侧壁上开有连接杆滑孔(18),压模板孔(17)与压模板(14)相配合,连接杆滑孔(18)与连接杆(13)相配合。
8.根据权利要求1所述的一种刹车片用复合耐磨材料的制备工艺,其特征在于:所述的加料板(23)上开有若干加料孔(231),加料孔(231)的内部设有加料阀(232),加料孔(231)的底部设有加料头(233),加料头(233)与热压槽(141)相对应,压模板(14)的下表面与加料支撑台(21)上表面贴合,压模板(14)的下表面与热压支撑台(31)上表面贴合,刮板(49)的下底面与压模板(14)的上表面贴合。
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