CN1887795A - 用于刹车片的颗粒石墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于刹车片的颗粒石墨及其制备方法。其颗粒石墨是由作为基料的天然鳞片石墨与作为粘接剂的石油焦、淀粉组成混合料，然后与水混合，再经压制、烘干，最后粉碎分筛而成。本发明的颗粒石墨能够提高刹车片的抗压强度，气孔率、热导率和润滑性，降低硬度，减缓摩擦，消除噪音，有效保护制动对偶，从而使刹车更加灵敏和平稳，并可提高刹车时的安全性，可靠性和舒适度，可广泛应用于刹车片、刹车带、离合器摩擦片、火车闸瓦刹车块等制动器件。同时在刹车片的制作过程中，可消除粉尘的困扰，减少生产中的污染，降低制造成本。

Description

用于刹车片的颗粒石墨及其制备方法

技术领域

本发明属于石墨制品技术领域，特别是用于刹车片的颗粒石墨及其制备方法。

背景技术

在公知的技术中，机动车辆中的刹车片主要采用石棉、钢纤维、树脂等多种原料制成，所制成的刹车片具有比重大、导热系数低、热稳定性差、噪音高和不耐高温等缺点，存在刹车可靠性差、磨损快、易老化断裂、使用寿命短等缺陷。其次，由于石棉中含有致癌物质而已被国家明令禁止使用。目前，作为石棉刹车片的替代产品，一般采用矿物纤维、炭纤维、钢纤维等材料制成，但都不同程度的存在熔点低、热稳定性低、散热效果不好、摩擦系数小、刹车性能差、使用寿命短、制造成本高等缺点，尤其在频繁刹车或紧急刹车状态下，刹车片的摩擦面容易产生金属转移及咬合现象，导致刹车片离合的灵敏度下降。

随着技术的发展，石墨以其特有的比重小、耐高温、高导热、自润滑、强耐磨、强稳定性、抗热震及良好的可塑性等性能，在刹车片的改进中已逐步开始应用。机动车辆刹车片无论是石棉刹车片还是无石棉刹车片，都要用石墨做减摩剂，其一是为了保护对偶，其二是为了降低噪音，但是在制作刹车片的混料过程中，粉状石墨容易漂浮，造成环境污染，而且其理化性能也达不到理想要求。因此，提升刹车片品级、增强其使用性能，选择适配的石墨材料结构形式及其制备方法是解决问题的关键。目前，国内外已有颗粒石墨材料技术的开发实施，但多用于电极、电池产品的制作，着重于颗粒石墨材料的高导电性能的发挥，而其耐高温、耐高压、耐磨损以及导热、散热等性能差，均不能在刹车片的制作中使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够应用于机动车辆刹车片的生产制作，并能有效地提高刹车片的抗压强度，同时具有减摩、消噪、抗热色退效果好的颗粒石墨。

本发明的另一个目的是提供一种用于颗粒石墨的制备方法。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：一种用于刹车片的颗粒石墨，它是由以下质量百分比的原料制成：天然鳞片石墨80～90％、石油焦5～10％、淀粉5～10％。

本发明的颗粒石墨，其制备方法步骤如下：

1)配料：按质量百分比称取天然鳞片石墨80～90％，石油焦5～10％，淀粉5～10％，组成混合料；

2)制浆：将混合料置于密闭的搅拌机内加水搅拌，混合料与水的重量配比为：混合料∶水＝10∶1，在60～80℃温度下，搅拌半小时，然后在常温下静置10～15小时，即制成稠糊状浆料；

3)压制：利用成型设备将石墨浆料压制成柱状断节料；

4)烘干：将柱状断节料置于烘箱内，在90～100℃下烘干4～6小时，然后取出自然冷却；

5)造粒：利用粉碎设备将烘干后的柱状石墨断节料粉碎，然后按照粒度分别为8～14目，14～24目，24～40目的规格进行分筛，即得到不同规格的颗粒石墨制品。

在本发明中，所选用原料其性能及作用为：天然鳞片石墨结晶完整，亮度高、片薄且韧性好，物理化学性能稳定，具有耐高温、耐高压、抗氧化、耐腐蚀、自润滑和良好的附着性、可塑性、热导性及抗热震性等特点。同时，其外形纵横比大，经过颗粒化后呈不规则排列，气孔率高，密度为1.6～1.8g/cm³。

石油焦(粘接剂)为外观形状不规则的坚硬的粒状或柱状固体，其内部具有多孔隙结构，主要元素组成为碳，占有80wt％以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。因其特有的物理化学性质，使石油焦不仅具有良好的粘着性，而且具有高碳物质的各种优良性能。

淀粉(粘接剂)具有很强的凝胶力和良好的糊化作用。

按照本发明所选用的原料及工艺方法制成的颗粒石墨，能够提高刹车片的抗压强度、气孔率、热导率和润滑性，降低硬度、减缓摩擦、消除噪音和抗热色退等，从而有效保护制动对偶，使刹车更加灵敏和平稳，并可提高制动的安全性，可靠性和舒适度，同时在制作刹车片的混料过程中，可消除粉尘的困扰，减少生产中的污染，还可以减少刹车片中粘接剂的使用量，降低刹车片的制造成本，可广泛应用于刹车片、刹车带、离合器摩擦片、火车闸瓦刹车块等制动器件。

具体实施方式

本发明的颗粒石墨，是由天然鳞片石墨作为基料，石油焦和淀粉作为粘接剂组成混合料，各原料的配比量采用的质量百分比为：天然鳞片石墨80～90％，石油焦5～10％，豆类淀粉5～10％，然后与水混合，再经压制、烘干，最后粉碎分筛而成。

实施例1

按质量百分比称取天然高碳鳞片石墨80％、石油焦10％、淀粉10％，然后按下述方法制作：先将原料混合置于密闭的搅拌机内，再按照混合料∶水＝10∶1加水搅拌，混合料与水的重量配比为：混合料∶水＝10∶1，在62℃温度下搅拌半小时，并在常温下静置10小时，制成稠糊状石墨浆料；然后利用成型设备将石墨浆料压制成柱状断节料，再将柱状断节料置于烘干设备中，在90℃下烘干4.5小时取出自然冷却；最后利用粉碎设备将烘干后的断节料粉碎，再按照8～14目，14～24目，24～40目的规格进行分筛，即得到不同规格的颗粒石墨制品。

实施例2

按质量百分比称取天然高碳鳞片石墨85％、石油焦10％、淀粉5％，其制作步骤与实施例1基本相同，区别在于：搅拌温度为70℃，静置时间为13小时；烘干温度95℃，烘干时间为5小时。

实施例3

按重量百分比称取天然高碳鳞片石墨90％、石油焦5％、淀粉5％，其制作步骤与实施例1基本相同，区别在于：搅拌温度为80℃，搅拌后静置时间为15小时；烘干温度100℃，烘干时间为6小时。

实施例4

按重量百分比称取天然高碳鳞片石墨85％、石油焦7％、淀粉8％的，其制作步骤与实施例1基本相同，区别在于：搅拌温度为75℃，搅拌后静置时间为14小时；烘干温度98℃，烘干时间为5.5小时。

Claims (2)

1、一种用于刹车片的颗粒石墨，其特征在于：它是由以下质量百分比的原料制成：天然鳞片石墨80～90％、石油焦5～10％、淀粉5～10％。

2、一种制备用于刹车片的颗粒石墨的方法，其特征在于：该方法的具体步骤为：

1)配料：按照天然鳞片石墨80～90％，石油焦5～10％，淀粉5～10％的质量百分比称取原料，并将原料混合；

2)制浆：将混合料置于密闭的搅拌机内加水搅拌，混合料与水的重量配比为：混合料∶水＝10∶1，在60～80℃温度下，搅拌半小时，然后在常温下静置10～15小时，即制成稠糊状浆料；

3)压制：利用成型设备将石墨浆料压制成柱状断节料；

4)烘干：将柱状断节料置于烘箱内，在90～100℃下烘干4～6小时，然后取出自然冷却；

5)造粒：利用粉碎设备将烘干后的柱状石墨断节料粉碎，然后按照粒度分别为8～14目，14～24目，24～40目的规格进行分筛，即得到不同规格的颗粒石墨制品。