CN114940615A - 一种纳米改性多孔填料盘式刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纳米改性多孔填料盘式刹车片及其制备方法，配方为：有机粘结剂7～9％，增强材料纤维20～30％，摩擦性能调节剂10～20％，抗磨润滑剂20～30％，纳米改性多孔材料6～10％，高温无机粘结剂3～6％，增磨剂3～8％，空间填料15～30％；通过模压法制备以纳米多孔二氧化硅气凝胶为填料刹车片试样，具有良好的隔热性能，可防止因刹车片与刹车盘频繁制动摩擦产生大量的热量，而造成制动液气化而导致依靠液压力工作的刹车系统失灵；纳米多孔二氧化硅气凝胶还可以吸附噪音，降低刹车片与刹车盘的制动噪音；采用无铜无金属配方，可满足欧美市场的环保要求；除以上优势外，还具有摩擦系数稳定，抗高温，耐磨损，落灰少，使用寿命长等优势。
Description
技术领域
本发明涉及刹车片制造技术领域，具体涉及一种纳米改性多孔填料盘式刹车片及其制备方法。
背景技术
随着汽车的飞速发展，汽车工业开始向轻量化、智能化、绿色环保和高寿命方向发展，同时汽车速度的不断提高，对汽车制动系统安全性能、稳定性能和制动低噪音舒适性能提出了更高要求。制动性能的好坏关系到驾驶人的安全、财产等重大问题，是实行安全驾驶的重要环节，制动盘和刹车片是车辆制动系统中的重要组成部件，其性能的好坏直接影响车辆使用过程中的稳定性和可靠性。摩擦材料则是刹车片的关键材料，其性能的好坏直接影响汽车的制动效果。理想的刹车片摩擦材料应具有良好的稳定性、常温与高温摩擦系数变化小、磨损小，提高制动可靠性和低噪音舒适性，延长刹车片的使用寿命等优点。鉴于此，亟需设计出一种刹车片用于解决目前所遇到的就技术问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明通过模压法制备以纳米多孔二氧化硅气凝胶为填料盘式刹车片试样，探究不同纳米多孔二氧化硅气凝胶含量对盘式刹车片摩擦磨损性能和主要磨损机制的影响，研发并提供一种纳米改性多孔填料盘式刹车片配方研发及其制造技术。
本发明通过如下方案解决上述技术问题：
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂7～9％，增强材料纤维20～30％，摩擦性能调节剂10～20％，抗磨润滑剂20～30％，纳米改性多孔材料6～10％，高温无机粘结剂3～6％，增磨剂3～8％，空间填料15～30％。
作为优选的，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂40～60％、硼改性酚醛树脂40～60％。
作为优选的，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维30～50％、陶瓷纤维20～40％、钛酸钾晶须10～25％、纳米碳基纤维5～15％。
作为优选的，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉40～50％、丁腈胶粉20～40％和聚四氟乙烯粉15～20％。
作为优选的，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨30～60％、特种石墨20～40％、煅烧石油焦炭10～20％和炭黑5～15％。
作为优选的，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶50～60％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料40～50％。
作为优选的，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑50～60％和二硫化钼40～50％。
作为优选的，增磨剂为硅酸锆50～60％和锆复合硅微粉40～50％。
作为优选的，空间填料为沉淀硫酸钡60～80％和冰晶石20～40％。
一种如上所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)配料：将盘式刹车片的材料配方按上述重量百分比准确称量各个组分原材料，备用；
(2)混料：将称量好的各组分原材料投入立式高速混料机中，混料时间均4～5min；
(3)成型：按刹车片型号称取混合料，倒入热压模具中，设置热压压力为200～300kg·f/cm2，热压温度为145～155℃，每压制10～15s排一次气，共排5～7次气，保压时间是540～720s；
(4)热处理：将热压成型后的刹车片在4～5h内由室温升温到170～180℃，保温6～8h，随后停止升温至烘箱温度冷却至50℃以下；
(5)后加工：再将按上述工艺制得的盘式刹车片按技术要求平面磨，倒角，开槽，喷塑，印标，加工后包装得到盘式刹车片。
本发明能够实现的有益技术效果至少包括：本发明生产的盘式刹车片，具有良好的隔热性能，可防止因刹车片与刹车盘频繁制动摩擦产生大量的热量，造成制动液气化而导致依靠液压力工作的刹车系统失灵的情况发生；纳米多孔二氧化硅气凝胶的运用还可以吸附噪音，显著降低刹车片与刹车盘的制动噪音；刹车片采用无铜无金属配方，可满足欧美市场的环保要求；除以上优势外，刹车片还具有摩擦系数稳定，抗高温，耐磨损，落灰少，使用寿命长等优势；满足生产要求并可实现规模化生产，有利于提高客户满意度，具有很好的应用性和推广性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的具体参数，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
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂7％，增强材料纤维25％，摩擦性能调节剂10％，抗磨润滑剂25％，纳米改性多孔材料6％，高温无机粘结剂5％，增磨剂6％，空间填料16％。
进一步地，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂50％、硼改性酚醛树脂50％。
进一步地，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维40％、陶瓷纤维30％、钛酸钾晶须20％、纳米碳基纤维10％。
进一步地，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉50％、丁腈胶粉30％和聚四氟乙烯粉20％。
进一步地，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨50％、特种石墨20％、煅烧石油焦炭20％和炭黑10％。
进一步地，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑50％和二硫化钼50％。
进一步地，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶50％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料50％。
进一步地，增磨剂为硅酸锆50％和锆复合硅微粉50％。
进一步地，空间填料为沉淀硫酸钡70％和冰晶石30％。
实施例2
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂8％，增强材料纤维20％，摩擦性能调节剂12％，抗磨润滑剂27％，纳米改性多孔材料7％，高温无机粘结剂6％，增磨剂5％，空间填料15％。
进一步地，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂40％、硼改性酚醛树脂60％。
进一步地，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维50％、陶瓷纤维30％、钛酸钾晶须15％、纳米碳基纤维5％。
进一步地，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉45％、丁腈胶粉35％和聚四氟乙烯粉20％。
进一步地，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨40％、特种石墨30％、煅烧石油焦炭20％和炭黑10％。
进一步地，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑60％和二硫化钼40％。
进一步地，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶60％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料40％。
进一步地，增磨剂为硅酸锆60％和锆复合硅微粉40％。
进一步地，空间填料为沉淀硫酸钡80％和冰晶石20％。
实施例3
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂9％，增强材料纤维21％，摩擦性能调节剂15％，抗磨润滑剂23％，纳米改性多孔材料6％，高温无机粘结剂5％，增磨剂6％，空间填料15％。
进一步地，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂60％、硼改性酚醛树脂40％。
进一步地，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维45％、陶瓷纤维35％、钛酸钾晶须10％、纳米碳基纤维10％。
进一步地，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉45％、丁腈胶粉40％和聚四氟乙烯粉15％。
进一步地，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨60％、特种石墨20％、煅烧石油焦炭10％和炭黑10％。
进一步地，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑55％和二硫化钼45％。
进一步地，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶55％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料45％。
进一步地，增磨剂为硅酸锆55％和锆复合硅微粉45％。
进一步地，空间填料为沉淀硫酸钡75％和冰晶石25％。
实施例4
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂7～9％，增强材料纤维20～30％，摩擦性能调节剂10～20％，抗磨润滑剂20～30％，纳米改性多孔材料6～10％，高温无机粘结剂3～6％，增磨剂3～8％，空间填料15～30％。
进一步地，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂40～60％、硼改性酚醛树脂40～60％。
进一步地，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维30～50％、陶瓷纤维20～40％、钛酸钾晶须10～25％、纳米碳基纤维5～15％。
进一步地，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉40～50％、丁腈胶粉20～40％和聚四氟乙烯粉15～20％。
进一步地，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨30～60％、特种石墨20～40％、煅烧石油焦炭10～20％和炭黑5～15％。
进一步地，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶50～60％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料40～50％。
进一步地，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑50～60％和二硫化钼40～50％。
进一步地，增磨剂为硅酸锆50～60％和锆复合硅微粉40～50％。
进一步地，空间填料为沉淀硫酸钡60～80％和冰晶石20～40％。
实施例5
一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂8％，增强材料纤维25％，摩擦性能调节剂15％，抗磨润滑剂25％，纳米改性多孔材料6％，高温无机粘结剂3％，增磨剂3％，空间填料15％。
进一步地，有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂50％、硼改性酚醛树脂50％。
进一步地，增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维45％、陶瓷纤维30％、钛酸钾晶须10％、纳米碳基纤维15％。
进一步地，摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉45％、丁腈胶粉40％和聚四氟乙烯粉15％。
进一步地，抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨45％、特种石墨30％、煅烧石油焦炭15％和炭黑10％。
进一步地，纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶55％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料45％。
进一步地，高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑55％和二硫化钼45％。
进一步地，增磨剂为硅酸锆55％和锆复合硅微粉45％。
进一步地，空间填料为沉淀硫酸钡70％和冰晶石30％。
一种如上述实施例所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)配料：将盘式刹车片的材料配方按上述重量百分比准确称量各个组分原材料，备用；
(2)混料：将称量好的各组分原材料投入立式高速混料机中，混料时间均4～5min；
(3)成型：按刹车片型号称取混合料，倒入热压模具中，设置热压压力为200～300kg·f/cm2，热压温度为145～155℃，每压制10～15s排一次气，共排5～7次气，保压时间是540～720s；
(4)热处理：将热压成型后的刹车片在4～5h内由室温升温到170～180℃，保温6～8h，随后停止升温至烘箱温度冷却至50℃以下；
(5)后加工：再将按上述工艺制得的盘式刹车片按技术要求平面磨，倒角，开槽，喷塑，印标，加工后包装得到盘式刹车片。
本发明生产的盘式刹车片，具有良好的隔热性能，可防止因刹车片与刹车盘频繁制动摩擦产生大量的热量，造成制动液气化而导致依靠液压力工作的刹车系统失灵的情况发生；纳米多孔二氧化硅气凝胶的运用还可以吸附噪音，显著降低刹车片与刹车盘的制动噪音；刹车片采用无铜无金属配方，可满足欧美市场的环保要求；除以上优势外，刹车片还具有摩擦系数稳定，抗高温，耐磨损，落灰少，使用寿命长等优势；满足生产要求并可实现规模化生产，有利于提高客户满意度，具有很好的应用性和推广性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，盘式刹车片的材料配方按重量百分比计算为：有机粘结剂7～9％，增强材料纤维20～30％，摩擦性能调节剂10～20％，抗磨润滑剂20～30％，纳米改性多孔材料6～10％，高温无机粘结剂3～6％，增磨剂3～8％，空间填料15～30％。
2.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述有机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：钛酸盐改性酚醛树脂40～60％、硼改性酚醛树脂40～60％。
3.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述增强材料纤维的材料配方按重量百分比计算为：复合矿物纤维30～50％、陶瓷纤维20～40％、钛酸钾晶须10～25％、纳米碳基纤维5～15％。
4.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述摩擦性能调节剂的材料配方按重量百分比计算为：摩擦粉40～50％、丁腈胶粉20～40％和聚四氟乙烯粉15～20％。
5.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述抗磨润滑剂的材料配方按重量百分比计算为：高纯鳞片石墨30～60％、特种石墨20～40％、煅烧石油焦炭10～20％和炭黑5～15％。
6.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述纳米改性多孔材料为纳米稀土改性多孔二氧化硅气凝胶50～60％和纳米碳基改性陶瓷多孔材料40～50％。
7.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述高温无机粘结剂的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑50～60％和二硫化钼40～50％。
8.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述增磨剂为硅酸锆50～60％和锆复合硅微粉40～50％。
9.根据权利要求1所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片，其特征在于，所述空间填料为沉淀硫酸钡60～80％和冰晶石20～40％。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的纳米改性多孔填料盘式刹车片的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)配料：将盘式刹车片的材料配方按上述重量百分比准确称量各个组分原材料，备用；
(2)混料：将称量好的各组分原材料投入立式高速混料机中，混料时间均5～6min；
(3)成型：按刹车片型号称取混合料，倒入热压模具中，设置热压压力为200～300kg·f/cm2，热压温度为145～155℃，每压制10～15s排一次气，共排5～7次气，保压时间是540～720s；
(4)热处理：将热压成型后的刹车片在4～5h内由室温升温到170～180℃，保温6～8h，随后停止升温至烘箱温度冷却至50℃以下；
(5)后加工：再将按上述工艺制得的盘式刹车片按技术要求平面磨，倒角，开槽，喷塑，印标，加工后包装得到盘式刹车片。
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