一種耐高溫復合材料剎車片的制作方法
【專利摘要】一種耐高溫復合材料剎車片，其摩擦片本體由 PROMAXON?D硅酸鈣、硼酚醛樹脂、三聚氰胺、納米氧化鋁、異丙醇、鋯英粉、多壁碳納米管、十二烷基硫酸鈉、丁氰橡膠、苯并噁嗪樹脂、聚丙烯腈預氧化纖維、黃銅纖維、陶瓷纖維、硫酸鈣晶須、鈦酸鉀晶須、重晶石、鱗片石墨、腰果油摩擦粉、五氧化二鈮、納米氧化鋅、碳化鉭、三氧化鉬、COPNA樹脂構成。本發(fā)明具有綠色環(huán)保，抗高溫熱衰退性能好，耐磨性能良好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，使用壽命長等特點。本發(fā)明通過對多種成分進行合理的搭配,確保各材料的優(yōu)點在摩擦材料中得到充分的發(fā)揮。
【專利說明】
-種耐高溫復合材料剎車片
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于汽車零部件領域，尤其是設及一種耐高溫復合材料剎車片。
【背景技術】
[0002] 在汽車的剎車系統(tǒng)中，剎車片是最關鍵的安全零件。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，像 其它制動系統(tǒng)的部件一樣，剎車片本身在近幾年也在不斷地發(fā)展和變化。目前市面上出現(xiàn) 了許多新型的高性能剎車片，但是在提高了剎車性能的同時，對生活環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影 響，剎車噪音和有害氣體的排放得不到有效的控制。現(xiàn)在我們使用的汽車剎車片所使用的 摩擦材料中含有很多重金屬物質(zhì)，包括錬、銘、儒、銅、領、銅等重金屬。汽車在每次剎車過程 中，就有少量的重金屬粉塵釋放并積累在環(huán)境中造成危害。如儒化合物經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收 積存于肝或腎臟中，對人體腎臟、肝臟造成危害。含銅粉塵進入環(huán)境后可W對魚類造成生物 毒害。硫酸領對環(huán)境有危害，對大氣可造成污染。而錬對環(huán)境的危害也不小，剎車片中含有 大量的重金屬錬，有的剎車片含量可W達到4-5%，尤其對水體環(huán)境會造成長期不良影響。早 在1979年，錬就進入了美國環(huán)保部的優(yōu)先控制污染物名單，2002年美國地質(zhì)調(diào)查局就發(fā)現(xiàn)， 由于剎車片會隨著車輛的使用而持續(xù)損耗，造成錬持續(xù)不斷地進入環(huán)境中。日本研究者也 發(fā)現(xiàn)，城市空氣中的微小顆粒物就含有大量的錬，其中的一個主要來源就是剎車片。
[0003] 2007年，中國環(huán)保部頒布的《展覽會用地±壤環(huán)境質(zhì)量評價標準》中，把錬在±壤 中的含量作為一個評價標準，規(guī)定錬的含量不得高于12mg/kg(A級)和82mg/kg(B級）。
[0004] 2013年，據(jù)《新京報》報道，北京密云縣大辛莊村段一片上百畝的楊樹林里出現(xiàn)了 二=十個大坑，大量廢棄剎車片被傾倒其中，結(jié)果大坑周邊數(shù)十米內(nèi)寸草不生，原有的楊樹 朝向坑的一面全都裂開己掌大的口子，像被硫酸潑過的面孔。運個案例造成的影響是深遠 地，因此不能不引起汽車零部件制造商的重視，我們必須在保證剎車片性能的前提下，找到 更加安全，有效和環(huán)保的摩擦材料來替代重金屬，W順應人類對環(huán)境保護日益嚴格的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種耐高溫復合材料剎車片，用W解決現(xiàn)有技術中導熱性差、邊角易 脆裂、熱衰退、磨損性高等技術問題。
[0006] 為了解決W上技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種耐高溫復合材料剎車 片，包括鋼背、摩擦片本體，其特征是所述摩擦片本體由15~16份PR0MAX0N ? D娃酸巧、7~ 10份棚酪醒樹脂、1~2份S聚氯胺、2~3份納米氧化侶、2~3份異丙醇、5~8錯英粉、1~2份 多壁碳納米管、0.2~0.5份十二烷基硫酸鋼、6~10份下氯橡膠、2~3份苯并嗯嗦樹脂、8~ 15份聚丙締臘預氧化纖維、3~4份黃銅纖維、7~8份陶瓷纖維、15~17份硫酸巧晶須、16~ 18份鐵酸鐘晶須、15~17份重晶石、5~7份鱗片石墨、6~8份腰果油摩擦粉、1~2份五氧化 二妮、1~2份納米氧化鋒、1~2份碳化粗、1~2份S氧化鋼、10~15份COPNA樹脂構成。
[0007] 本發(fā)明具有綠色環(huán)保，抗高溫熱衰退性能好，耐磨性能良好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，使用 壽命長等特點。本發(fā)明通過對多種成分進行合理的搭配，確保各材料的優(yōu)點在摩擦材料中 得到充分的發(fā)揮。并且配方中重金屬物質(zhì)很少，對環(huán)境非常友好。粘接隔熱層起著固定摩擦 層、提高摩擦層強度、隔離高溫的作用，并且非常有利于摩擦層材料的性能的發(fā)揮。摩擦層 中多種新纖維材料、尤其W芳侖纖維、預氧化纖維、多壁碳納米管、碳化粗的復合，不僅能相 互彌補其各自性能的不足，還會協(xié)同作用而形成快速散熱、穩(wěn)定摩擦系數(shù)、減少剎車片形變 等高性能。工作過程中，剎車片形成更加優(yōu)異的摩擦層和轉(zhuǎn)移膜，使得小汽車剎車靈敏，審U 動平穩(wěn)，無制動尖叫聲，舒適性能較好，剎車過程對剎車盤無損傷。
【具體實施方式】
[000引通過下面實施例對本發(fā)明進一步詳細闡述： 具體實施例一:該耐高溫復合材料剎車片包括鋼背、摩擦片本體，其摩擦片本體由15份 PR0MAX0N ? D娃酸巧(每份1000克，下同）、10份棚酪醒樹脂、1份S聚氯胺、3份納米氧化侶、2 份異丙醇、8錯英粉、1份多壁碳納米管、0.5份十二烷基硫酸鋼、6份下氯橡膠、3份苯并嗯嗦 樹脂、8份聚丙締臘預氧化纖維、3份黃銅纖維、8份陶瓷纖維、15份硫酸巧晶須、18份鐵酸鐘 晶須、15份重晶石、7份鱗片石墨、6份腰果油摩擦粉、2份五氧化二妮、1份納米氧化鋒、2份碳 化粗、1份S氧化鋼、15份COPNA樹脂按所述重量比配制而成。將兌好的摩擦材料倒入高速分 散機內(nèi)，攬拌成均勻分散的粉末狀組合物，然后取出該材料組合物放入成形模具內(nèi)壓制成 形，再與鋼背復合后放入平板硫化機于高溫500°C，壓力為35MPa的條件下保持60分鐘，最后 取出剎車片，除去毛刺即成為成品。
[0009] 具體實施例二:該耐高溫復合材料剎車片包括鋼背、摩擦片本體，其摩擦片本體由 16份PR0MAX0N ? D娃酸巧、7份棚酪醒樹脂、2份S聚氯胺、2份納米氧化侶、3份異丙醇、5錯英 粉、1份多壁碳納米管、0.2份十二烷基硫酸鋼、10份下氯橡膠、2份苯并嗯嗦樹脂、15份聚丙 締臘預氧化纖維、4份黃銅纖維、7份陶瓷纖維、17份硫酸巧晶須、18份鐵酸鐘晶須、15份重晶 石、7份鱗片石墨、6份腰果油摩擦粉、1份五氧化二妮、2份納米氧化鋒、1份碳化粗、2份=氧 化鋼、10份COPNA樹脂按所述重量比配制而成。將兌好的摩擦材料倒入高速分散機內(nèi)，攬拌 成均勻分散的粉末狀組合物，然后取出該材料組合物放入成形模具內(nèi)壓制成形，再與鋼背 復合后放入平板硫化機于高溫500°C，壓力為35MPa的條件下保持60分鐘，最后取出剎車片， 除去毛刺即成為成品。
[0010] 具體實施例該耐高溫復合材料剎車片包括鋼背、摩擦片本體，其摩擦片本體由 15.5份PR0MAX0N ? D娃酸巧、8份棚酪醒樹脂、1.5份S聚氯胺、2.3份納米氧化侶、2.7份異丙 醇、7錯英粉、1.5份多壁碳納米管、0.4份十二烷基硫酸鋼、8份下氯橡膠、2.3份苯并嗯嗦樹 月旨、12份聚丙締臘預氧化纖維、3.3份黃銅纖維、7.3份陶瓷纖維、16份硫酸巧晶須、17份鐵酸 鐘晶須、16份重晶石、6份鱗片石墨、7份腰果油摩擦粉、1.5份五氧化二妮、1.5份納米氧化 鋒、1.5份碳化粗、1.5份S氧化鋼、13份COPNA樹脂按所述重量比配制而成。將兌好的摩擦材 料倒入高速分散機內(nèi)，攬拌成均勻分散的粉末狀組合物，然后取出該材料組合物放入成形 模具內(nèi)壓制成形，再與鋼背復合后放入平板硫化機于高溫500°C，壓力為35M化的條件下保 持60分鐘，最后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。
[0011] 上述各實施例所選用材料說明： PR0MAX0N?D娃酸巧顆粒（美國化學文摘服務社(CAS)登記號PR0MAX0N?D: 1344- 95-2 )是一種高孔隙率的娃酸巧產(chǎn)品，PR0MAX0N ? D由歐洲比利時Promat國際公司生產(chǎn)，荷 蘭LAPINUS纖維有限公司是其全球摩擦材料市場唯一的代理商。通過其特殊的結(jié)晶工藝和 穩(wěn)定控制的晶體成長，其白色顆粒形成多孔高滲透率球形狀態(tài)。由于PROMAXON ? D顆粒外部 密度高而堅實，而且在熱塑期間受到諸如干混合性剪切時，其形狀保持不變。使用PROMAXON ?-D可明顯提高噪音性能。其熱衰退低，恢復性能良好，高速狀態(tài)下制動性能不降低，汽車 剎車靈敏，無噪音，舒適性能良好，反復制動后不出現(xiàn)制動萎縮現(xiàn)象。
[0012] 瓷纖維采用優(yōu)質(zhì)娃酸侶纖維經(jīng)過短切加工而成的人造礦物纖維。具有重量輕、環(huán) 保、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動、抗拉抗折強度高等優(yōu)點，可W大 大提高摩擦材料在制造和使用過程中的穩(wěn)定性。W上實施例中的陶瓷纖維可W選用中國江 蘇省常州豐潤特種纖維有限公司生產(chǎn)的高侶型(氧化侶>65%)陶瓷纖維。
[0013] 棚酪醒樹脂的耐熱性、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性和力學性能比普通酪醒樹脂好得 多，使材料的熱衰退性能、恢復性能、磨損性能和機械性能得W提高。
[0014] 硫酸巧晶須（1~6WH，長徑比>30)，集增強纖維和超細無機填料二者的優(yōu)勢于一 體，具有高強度、高模量、高初性、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕、紅外線反射性 良好、易于表面處理、易與聚合物復合、無毒等諸多優(yōu)良的理化性能。硫酸巧晶須制備的剎 車片具有降低有機物在高溫時的熱分解造成的熱衰退現(xiàn)象，其摩擦系數(shù)穩(wěn)定，使用過程中 制動舒適，無噪音產(chǎn)生，產(chǎn)品磨耗小。W上實施例中的硫酸巧晶須可W選用中國安徽省合肥 健坤化工有限公司提供的硫酸巧晶須。
[0015] 錯英粉是一種很有價值的工業(yè)礦物，最重要的用途是制造低堿、無堿玻璃纖維和 作磨料，近年它被作為增摩天樓性質(zhì)的原料在摩擦材料中得到應用。錯英石的硬度稍低于 棟剛玉，而且有類玻璃性質(zhì)，在高溫工況下不易刮傷對偶，應用效果略勝一籌。在配方中的 比例范圍為3~5%，要求細度為325目。
[0016] 鐵酸鐘晶須可用作絕熱材料，與石棉相比，磨耗量約減少32%。
[0017] 鱗片石墨(60~80目）用于摩擦材料能減小摩擦材料的熱衰退，穩(wěn)定摩擦材料的摩 擦系數(shù)。W上實施例中的鱗片石墨可W選用中國河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣道川石墨礦提供的含碳量為 94.99%的鱗片石墨。
[0018] 多壁碳納米管在摩擦材料中它具有穩(wěn)定摩擦片的摩擦系數(shù)和降低磨耗的作用。碳 化娃高溫性能特別穩(wěn)定，即使在較高的溫度下，它能保持非常好的摩擦系數(shù)，碳化娃與少量 的多壁碳納米管組合就能有效的降低摩擦材料高溫制動的衰退性。
[0019] W上實施例中的碳化娃可W選用中國河南安陽佳蠢耐材有限公司提供的純度為 98.50%的黑碳化娃。
[0020] 為了驗證本發(fā)明的效果，按中國GB5763~1998國家標準，將實施例3制備的用于剎 車片的環(huán)保型高性能摩擦材料組合物與日本某公司生產(chǎn)的無金屬剎車片分別在定速摩擦 實驗機上進行試驗，其結(jié)果如下：
驗證結(jié)果表明：相比國外同類產(chǎn)品，采用本發(fā)明配方制備的用于剎車片的環(huán)保型高性 能摩擦材料組合物，具有更好的摩擦磨損性能和抗高溫熱衰退性能。此外，對實施例1、2制 備的陶瓷剎車片分別進行測試，均有著與實施例1相似的優(yōu)異性能。
[0021]為了進一步驗證本發(fā)明效果，發(fā)明人將本發(fā)明制備的剎車片安裝在寶馬5系車上 進行剎車制動試驗，經(jīng)過=名駕駛員（駕齡均在15年W上)反復制動，均確認本發(fā)明制備的 剎車片靈敏，制動平穩(wěn)，同時無噪音，乘坐的舒適極佳。 最后，應當指出，W上【具體實施方式】僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限 于上述【具體實施方式】，還可W有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對W上具體實施方 式所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種耐高溫復合材料剎車片，包括鋼背、摩擦片本體，其特征是所述摩擦片本體由15 ~16份PROMAXON ? D硅酸鈣、7~10份硼酚醛樹脂、1~2份三聚氰胺、2~3份納米氧化鋁、2~ 3份異丙醇、5~8鋯英粉、1~2份多壁碳納米管、0.2~0.5份十二烷基硫酸鈉、6~10份丁氰 橡膠、2~3份苯并噁嗪樹脂、8~15份聚丙烯腈預氧化纖維、3~4份黃銅纖維、7~8份陶瓷纖 維、15~17份硫酸鈣晶須、16~18份鈦酸鉀晶須、15~17份重晶石、5~7份鱗片石墨、6~8份 腰果油摩擦粉、1~2份五氧化二鈮、1~2份納米氧化鋅、1~2份碳化鉭、1~2份三氧化鉬、10 ~15份COPNA樹脂構成。
【文檔編號】F16D69/02GK105909705SQ201610063537
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月31日
【發(fā)明人】張澤偉
【申請人】張澤偉