一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法，属于汽车制动技术领域。按重量份数计，依次称取：18～25份酚醛树脂，4～6份聚邻苯二甲酸二丙烯酯，20～25份增强纤维，15～20份添加剂，4～5份二氧化锆，8～15份改性海泡石和4～5份固化剂，将酚醛树脂与聚邻苯二甲酸二丙烯酯混合，并加入增强纤维，添加剂，改性海泡石，二氧化锆和固化剂，搅拌混合后，热压成型，得坯料，将坯料保温处理后，得低磨损耐高温陶瓷刹车片。本发明专利技术技术方案制备的低磨损耐高温陶瓷刹车片具有优异的耐高温性能和耐磨性能的特点，在汽车制动行业的发展中具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法
本专利技术公开了一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法，属于汽车制动

技术介绍
陶瓷刹车片是刹车片的一种，包括矿物纤维、芳纶纤维和陶瓷纤维(因为钢纤维会锈蚀，产生噪音和粉尘，因此不能满足陶瓷型配方的要求)，比其他的刹车片颜色更淡并且更昂贵，陶瓷型刹车片更清洁安静，并且在提供卓越刹车性能的同时，不磨耗对偶件。陶瓷刹车片是从金属陶瓷而非非金属陶瓷的原理出发，刹车片由于高速大力制动时，在摩擦表面产生高温，据测定，可达到800～900度，有的甚至更高。在此高温下，制动片表面会发生金属陶瓷烧结类似反应，使刹车片在此温度下有良好的稳定性。而传统的刹车片在此温度下不会产生烧结反应，由于表面温度急剧升高会使表面物质熔化甚至产生气垫，这就有造成连续刹车后刹车性能急剧降低或者刹车全失的情况。陶瓷刹车片相比其他类型的刹车片有如下的优点:（1）陶瓷刹车片与传统刹车片最大差别是没有金属。传统刹车片中金属是主要产生摩擦力的材料，制动力大，但是磨损大，而且易出现噪音。安装陶瓷刹车片后，在正常行驶中，不会产生异常嚣叫（即刮嚓声）。（2）稳定的摩擦系数。即使刹车盘的温度高达到650度时，陶瓷刹车片的摩擦系数仍在0.45-0.55左右，能保证车辆具有良好的刹车性能。（3）陶瓷具有较好的热稳定性和较低的热传导率，良好的耐磨性。（4）具有良好的机械强度和物理性能。能够承受较大的压力与剪切力。（5）具有很低的热衰减性。（6）提升刹车片的性能。（7）安全性。（8）舒适性。（9）优良的材质特性。（10）使用寿命长。而传统的陶瓷刹车片还存在耐磨性能和耐热性能无法进一步提高的问题，因此，如何改善传统陶瓷刹车片剂的耐磨性能和耐热性能无法进一步提高的缺点，以求探索研制出具有良好综合性能的陶瓷刹车片是待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统陶瓷刹车片耐磨性能和耐热性能无法进一步提高的缺点，提供了一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法，具体制备步骤为：（1）将混合木粉与酚醛树脂按质量比2：3～2：4混合，浸泡，过滤，干燥，得预处理木粉，将预处理木粉热压成型后，于氮气氛围下碳化，粉碎过筛，得改性混合木粉；（2）将硝酸铝与水按质量比1：8～1：18混合，并加入硝酸铝质量3～5倍的正硅酸乙酯混合物，硝酸铝质量0.2～0.4倍的冰晶石和硝酸铝质量质量2～3倍的改性混合木粉，搅拌混合后，调节pH至8～11，静置，过滤，得预处理添加剂；（3）将预处理添加剂于氮气氛围下高温加热，粉碎，过筛，得添加剂坯料，将添加剂坯料与硅烷偶联剂按质量比1：2～1：3混合，并加入添加剂质量5～8倍的乙醇溶液，搅拌混合后，过滤，干燥，得添加剂；（4）将海泡石与多巴胺溶液按质量比1：8～1：10混合浸泡，过滤，得预处理海泡石，将预处理海泡石与培养液按质量比1：20～1：40混合，并加入预处理海泡石质量0.2～0.3倍的巴氏芽孢杆菌，搅拌混合后，恒温培养，过滤，得预改性海泡石；（5）将预改性海泡石与氨水按质量比1：10～1：15混合，并加入预改性海泡石质量0.4～0.5倍的尿素和预改性海泡石质量0.3～0.5倍的氯化钙溶液，搅拌混合后，过滤，高温灭菌，得改性海泡石；（6）按重量份数计，依次称取：18～25份酚醛树脂，4～6份聚邻苯二甲酸二丙烯酯，20～25份增强纤维，15～20份添加剂，4～5份二氧化锆，8～15份改性海泡石和4～5份固化剂，将酚醛树脂与聚邻苯二甲酸二丙烯酯混合，并加入增强纤维，添加剂，改性海泡石，二氧化锆和固化剂，搅拌混合后，热压成型，得坯料，将坯料保温处理后，得低磨损耐高温陶瓷刹车片。步骤（1）所述混合木粉为将粒径为80～140目的木粉与木纤维按质量比3：1～5：1混合，干燥至含水率为5～8%，得混合木粉。步骤（2）所述正硅酸乙酯混合物为将正硅酸乙酯与无水乙醇按质量比1：2～1：4混合，得正硅酸乙酯混合物。步骤（3）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。步骤（4）所述海泡石粒径为10～40目。步骤（4）所述培养液为将葡萄糖与水按质量比1：100～8：100混合，并加入葡萄糖质量0.2～0.3倍的酵母粉，葡萄糖质量0.1～0.2倍的磷酸氢钾和葡萄糖质量0.08～0.12倍的氯化钙，搅拌混合后，得培养液。步骤（6）所述增强纤维为碳纤维，玻璃纤维或涤纶纤维中任意一种。步骤（6）所述固化剂为对甲苯磺酰氯或三聚氰胺中任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在制备低磨损耐高温陶瓷刹车片时加入添加剂，首先，添加剂中含有改性混合木粉，混合木粉在经过碳化改性后无定形碳和玻璃碳可形成多孔结构，在制备添加剂的过程中可吸附产生的二氧化硅和氧化铝，从而使制得二氧化硅和氧化铝纳米化，且不易发生团聚，进而在加入产品中后可在硅烷偶联剂的作用下均匀分布于产品中，使产品的耐磨性提高，并且，混合木粉在碳化后形成的碳物质可与二氧化硅在后续加热处理中在界面结合处形成碳化硅，从而使添加剂中各组分之间结合力更加牢固，进而使产品的耐磨性提高，其次，由于含有碳化改性后的混合木粉，可使产品内部的导热性提高，从而使产品的耐热性提高，再者由于，混合木粉碳化后形成玻璃碳，从而使产品的耐磨性进一步提高；（2）本专利技术在制备低磨损耐高温陶瓷刹车片时加入改性海泡石，一方面，海泡石具有纤维状结构，在加入产品中后可使产品间的内聚力提高，从而增加产品的耐磨性，另一方面，海泡石在经过改性后，表面被碳酸钙覆盖，并且碳酸钙内部含有碳化的细菌，从而可使产品的耐热性和耐磨性提高。具体实施方式将粒径为80～140目的木粉与木纤维按质量比3：1～5：1混合，于转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，于温度为60～80℃的条件下干燥至含水率为5～8%，得混合木粉；将混合木粉与酚醛树脂按质量比2：3～2：4混合，于室温条件下浸泡5～8h后，过滤，得预处理木粉坯料，将预处理木粉坯料于温度为30～40℃的条件下干燥40～80min后，得预处理木粉，将预处理木粉于温度为180～190℃，压力为5.0～5.5MPa的条件下热压成型，得改性混合木粉坯料，将改性混合木粉坯料移入碳化炉，并以20～30mL/min的速率将碳化炉内充满氮气后，先以3～5℃/min的升温速率将碳化炉内温度升温至500～600℃，并保温碳化1～2h后，再以6～8℃/min的升温速率将碳化炉内温度升温至800～900℃，并保温碳化1～2h后，降至室温出料，得碳化料，将碳化料粉碎，过80目筛，得改性混合木粉；将硝酸铝与水按质量比1：8～1：18混合于烧杯中，并向烧杯中加入硝酸铝质量3～5倍的正硅酸乙酯混合物，硝酸铝质量0.2～0.4倍的冰晶石和硝酸铝质量质量2～3倍的改性混合木粉，于温度为45～55℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌混合1～2h后，用质量分数为8～12%的氢氧化钠溶液调节烧杯内物料的pH至8～11，于室温条件下静置4～8h后，过滤，得预处理添加剂；将预处理添加剂加入反应釜中，并向反应釜中以20～40mL/min的速率通入氮气，于温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将混合木粉与酚醛树脂按质量比2：3～2：4混合，浸泡，过滤，干燥，得预处理木粉，将预处理木粉热压成型后，于氮气氛围下碳化，粉碎过筛，得改性混合木粉；（2）将硝酸铝与水按质量比1：8～1：18混合，并加入硝酸铝质量3～5倍的正硅酸乙酯混合物，硝酸铝质量0.2～0.4倍的冰晶石和硝酸铝质量质量2～3倍的改性混合木粉，搅拌混合后，调节pH至8～11，静置，过滤，得预处理添加剂；（3）将预处理添加剂于氮气氛围下高温加热，粉碎，过筛，得添加剂坯料，将添加剂坯料与硅烷偶联剂按质量比1：2～1：3混合，并加入添加剂质量5～8倍的乙醇溶液，搅拌混合后，过滤，干燥，得添加剂；（4）将海泡石与多巴胺溶液按质量比1：8～1：10混合浸泡，过滤，得预处理海泡石，将预处理海泡石与培养液按质量比1：20～1：40混合，并加入预处理海泡石质量0.2～0.3倍的巴氏芽孢杆菌，搅拌混合后，恒温培养，过滤，得预改性海泡石；（5）将预改性海泡石与氨水按质量比1：10～1：15混合，并加入预改性海泡石质量0.4～0.5倍的尿素和预改性海泡石质量0.3～0.5倍的氯化钙溶液，搅拌混合后，过滤，高温灭菌，得改性海泡石；（6）按重量份数计，依次称取：18～25份酚醛树脂，4～6份聚邻苯二甲酸二丙烯酯，20～25份增强纤维，15～20份添加剂，4～5份二氧化锆，8～15份改性海泡石和4～5份固化剂，将酚醛树脂与聚邻苯二甲酸二丙烯酯混合，并加入增强纤维，添加剂，改性海泡石，二氧化锆和固化剂，搅拌混合后，热压成型，得坯料，将坯料保温处理后，得低磨损耐高温陶瓷刹车片。...

【技术特征摘要】
1.一种低磨损耐高温陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将混合木粉与酚醛树脂按质量比2：3～2：4混合，浸泡，过滤，干燥，得预处理木粉，将预处理木粉热压成型后，于氮气氛围下碳化，粉碎过筛，得改性混合木粉；（2）将硝酸铝与水按质量比1：8～1：18混合，并加入硝酸铝质量3～5倍的正硅酸乙酯混合物，硝酸铝质量0.2～0.4倍的冰晶石和硝酸铝质量质量2～3倍的改性混合木粉，搅拌混合后，调节pH至8～11，静置，过滤，得预处理添加剂；（3）将预处理添加剂于氮气氛围下高温加热，粉碎，过筛，得添加剂坯料，将添加剂坯料与硅烷偶联剂按质量比1：2～1：3混合，并加入添加剂质量5～8倍的乙醇溶液，搅拌混合后，过滤，干燥，得添加剂；（4）将海泡石与多巴胺溶液按质量比1：8～1：10混合浸泡，过滤，得预处理海泡石，将预处理海泡石与培养液按质量比1：20～1：40混合，并加入预处理海泡石质量0.2～0.3倍的巴氏芽孢杆菌，搅拌混合后，恒温培养，过滤，得预改性海泡石；（5）将预改性海泡石与氨水按质量比1：10～1：15混合，并加入预改性海泡石质量0.4～0.5倍的尿素和预改性海泡石质量0.3～0.5倍的氯化钙溶液，搅拌混合后，过滤，高温灭菌，得改性海泡石；（6）按重量份数计，依次称取：18～25份酚醛树脂，4～6份聚邻苯二甲酸二丙烯酯，20～25份增强纤维，15～20份添加剂，4～5份二氧化锆，8～15份改性海泡石和4～5份固化剂，将酚醛树脂与聚邻苯二甲酸二丙烯酯混合，并加入增强纤维，添加剂，改性海泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：万玉梅，刘侠，宋宇星，
申请(专利权)人：万玉梅，
类型：发明
国别省市：江苏,32