CN113251090A - 一种刹车片用复合耐磨材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种刹车片用复合耐磨材料及其制备方法。所述复合耐磨材料由酚醛树脂、氮化硅、石墨、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、金属纤维、金属硫化物、钛酸钾晶须组成。本发明的复合耐磨材料的热稳定性较强，随着温度升高，摩擦系数降低较少，当温度降低后，摩擦系数又基本恢复低温时的摩擦系数的性能，在应用于制备机动车刹车片时能有效提高产品的质量安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种刹车片用复合耐磨材料及其制备方法。
背景技术
刹车片是车辆和机械离合器总成及制动器中的关键性部件，其性能的优劣直接影响着汽车、运载车等交通工具运行的安全性、可靠性、舒适性等。众所周知，刹车片通过其摩擦性能将动能转化为热能及其他形式的能量，从而实现对运动装置制动过程，
自上世纪70年代，刹车片摩擦材料发生巨大的变革，行业向着高速、高效、环保、低噪、舒适等方向发展，传统的石棉型摩擦材料已经转变到无石棉型，其后由涌现了半金属摩擦材料、无石棉有机型(NAO)摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、碳纤维摩擦材料和陶瓷摩擦材料等。现代工业对摩擦材料的使用要求变得更为苛刻，因而研发性能优良且具有较高性价比的新型刹车片是国内外各科研机构研究的重点方向。目前国内外公司均将陶瓷刹车片的配方视为商业机密，现有摩擦材料组合物及刹车片性能不稳定，在高温与高压环境下，其摩擦系数易衰退、摩擦表面有裂纹、噪音较大等技术问题。
综上所述，目前领域内缺乏一种摩擦系数较为稳定的刹车片用复合耐磨材料及其制备方法。
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及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种刹车片用复合耐磨材料，所述复合耐磨材料由酚醛树脂、氮化硅、石墨、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、金属纤维、金属硫化物、钛酸钾晶须组成，所述复合耐磨材料配比如下：双氰胺改性酚醛树脂8～16份、硼改性酚醛树脂10～14份、氮化硅8～12份、石墨6～10份、铝纤维10～20份、丁乙烯橡胶6～10份、硅藻土2～6份、芳纶纤维8～12份、紫铜纤维9～18份、二硫化钼2～6份、硫化铋3～9份、八钛酸钾晶须10～18份。
优选地，所述酚醛树脂为双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂中的其中一种或两种以上的组合。
优选地，所述酚醛树脂为双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂。
优选地，所述金属硫化物包括二硫化钼、硫化铋的其中一种或两种。
优选地，所述金属纤维包括铝纤维、紫铜纤维的其中一种或两种。
优选地，所述钛酸钾晶须为八钛酸钾晶须。
优选地，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂8份、硼改性酚醛树脂10份、氮化硅8份、石墨6份、铝纤维10份、丁乙烯橡胶6份、硅藻土2份、芳纶纤维8份、紫铜纤维9份、二硫化钼2份、硫化铋3份、八钛酸钾晶须10份。
优选地，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂16份、硼改性酚醛树脂14份、氮化硅12份、石墨10份、铝纤维20份、丁乙烯橡胶10份、硅藻土6份、芳纶纤维12份、紫铜纤维18份、二硫化钼6份、硫化铋9份、八钛酸钾晶须18份。
优选地，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂12份、硼改性酚醛树脂12份、氮化硅10份、石墨8份、铝纤维15份、丁乙烯橡胶8份、硅藻土4份、芳纶纤维10份、紫铜纤维15份、二硫化钼4份、硫化铋6份、八钛酸钾晶须14份。
本发明还提供一种刹车片用复合耐磨材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为60～80℃，搅拌机转速200～220转/min，处理40～50min；
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为150～170℃，转速同步骤(1)，处理20～30min，停放降温至室温，得到混合料；
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为155～160℃，模压压力为25～30MPa，保压时间为30～40min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理4～6h，200℃处理2～4h，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的复合耐磨材料的热稳定性较强，随着温度升高，摩擦系数降低较少，当温度降低后，摩擦系数又基本恢复低温时的摩擦系数的性能，在应用于制备机动车刹车片时能有效提高产品的质量安全性。
2.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为60℃，搅拌机转速200转/min，处理40min；
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为150℃，转速同步骤(1)，处理20min，停放降温至室温，得到混合料；
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为155℃，模压压力为25MPa，保压时间为30min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理4h，200℃处理2h，即得。
实施例2
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为80℃，搅拌机转速220转/min，处理50min；
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为170℃，转速同步骤(1)，处理30min，停放降温至室温，得到混合料；
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为160℃，模压压力为30MPa，保压时间为40min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理6h，200℃处理4h，即得。
实施例3
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为60℃，搅拌机转速220转/min，处理40min；
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为170℃，转速同步骤(1)，处理20min，停放降温至室温，得到混合料；
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为160℃，模压压力为25MPa，保压时间为40min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理6h，200℃处理2h，即得。
对比例1
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为60℃，搅拌机转速220转/min，处理40min；
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为170℃，转速同步骤(1)，处理20min，停放降温至室温，得到混合料；
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为160℃，模压压力为25MPa，保压时间为40min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理6h，200℃处理2h，即得。
表1
实施例4刹车片性能测试
根据GB5763-2018，将实施例1-5和对比例1所制得的刹车片成品分别在定速摩擦试验机上进行试验，测得上述刹车片成品在100℃升温至400℃以及从400℃降温至100℃下的摩擦系数μ；测试结果见表2。
表2刹车片性能测试结果
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (9)
1.一种刹车片用复合耐磨材料及其制备方法，其特征在于，所述复合耐磨材料由酚醛树脂、氮化硅、石墨、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、金属纤维、金属硫化物、钛酸钾晶须组成，所述复合耐磨材料配比如下：双氰胺改性酚醛树脂8～16份、硼改性酚醛树脂10～14份、氮化硅8～12份、石墨6～10份、铝纤维10～20份、丁乙烯橡胶6～10份、硅藻土2～6份、芳纶纤维8～12份、紫铜纤维9～18份、二硫化钼2～6份、硫化铋3～9份、八钛酸钾晶须10～18份。
2.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，其特征在于，所述酚醛树脂为双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述金属硫化物包括二硫化钼、硫化铋的其中一种或两种。
4.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述金属纤维包括铝纤维、紫铜纤维的其中一种或两种。
5.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述钛酸钾晶须为八钛酸钾晶须。
6.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂8份、硼改性酚醛树脂10份、氮化硅8份、石墨6份、铝纤维10份、丁乙烯橡胶6份、硅藻土2份、芳纶纤维8份、紫铜纤维9份、二硫化钼2份、硫化铋3份、八钛酸钾晶须10份。
7.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂16份、硼改性酚醛树脂14份、氮化硅12份、石墨10份、铝纤维20份、丁乙烯橡胶10份、硅藻土6份、芳纶纤维12份、紫铜纤维18份、二硫化钼6份、硫化铋9份、八钛酸钾晶须18份。
8.根据权利要求1所述的复合耐磨材料，其特征在于，所述复合耐磨材料由以下重量份的原料组成：双氰胺改性酚醛树脂12份、硼改性酚醛树脂12份、氮化硅10份、石墨8份、铝纤维15份、丁乙烯橡胶8份、硅藻土4份、芳纶纤维10份、紫铜纤维15份、二硫化钼4份、硫化铋6份、八钛酸钾晶须14份。
9.一种制备权利要求1-8所述的复合耐磨材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将氮化硅、石墨、铝纤维、丁乙烯橡胶、硅藻土、芳纶纤维、紫铜纤维按组分混合送入搅拌机进行搅拌，温度为60～80℃，搅拌机转速200～220转/min，处理40～50min。
(2)随后往搅拌机中加入双氰胺改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二硫化钼、硫化铋、八钛酸钾晶须，温度为150～170℃，转速同步骤(1)，处理20～30min，停放降温至室温，得到混合料。
(3)将混合料进行模压成型，模压温度为155～160℃，模压压力为25～30MPa，保压时间为30～40min，得到模压胚体；
(4)将模压胚体进行热处理，处理条件为160℃处理4～6h，200℃处理2～4h，即得。
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-
2021
- 2021-05-11 CN CN202110509581.1A patent/CN113251090A/zh active Pending
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