一种低噪耐磨的无金属刹车片制造技术

本发明专利技术属于刹车片技术领域，具体公开了一种低噪耐磨的无金属刹车片，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6‑三（二甲氨基甲基）苯酚0.3～0.9份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、改性木棉纤维5～13份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。本发明专利技术的无金属刹车片不添加石棉、金属，同时具有良好的抗热分解性能，抗热衰退能力，摩擦系数在高低温环境中保持稳定，耐磨性高，而且刹车制动的噪音小。

A low noise and wear-resistant metal free brake disc

The invention belongs to the technical field of brake pads, in particular discloses non metallic brake of a low noise and wear resistant, made by weight components: phenolic resin 7 ~ 23, 10 ~ 30, the friction powder graphite 7 - 23, 3 - 9, coke powder NBR powder 2 ~ 6 from 5 to 15, barite powder, nano montmorillonite powder 2 ~ 7, 2,4,6 three (two methylaminomethyl) phenol 0.3 - 0.9, 7 - 23, glass fiber, wood fiber 2 - 8, 10 - 17, silicon carbide fiber tire powder 5 - 15, 5 modified kapok fiber - 13, nano silica aerogel powder 3 to 9 parts of heavy calcium carbonate, 2 ~ 6, 5 ~ 15 silane coupling agent. The metal free brake pad of the invention does not add asbestos and metal, and has good thermal decomposition resistance, heat fading resistance, stable friction coefficient and high wear resistance in the high temperature and low temperature environment, and the brake braking noise is small.

【技术实现步骤摘要】
一种低噪耐磨的无金属刹车片
本专利技术属于刹车片
，具体涉及一种低噪耐磨的无金属刹车片。
技术介绍
刹车片也叫刹车皮，是汽车刹车系统中最关键的安全件，对刹车效果的好坏起到了决定性作用。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟(鼓)及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能使车子停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退，因此要求刹车片具有适中的摩擦系数、较低的磨损率、良好的抗热衰退性能以及寿命长。现有的刹车片包括石棉刹车片、金属刹车片、半金属或少金属刹车片以及有机树脂刹车片，其中石棉刹车片是最早使用的刹车片，但是由于石棉的致癌作用现已经被禁止使用。金属刹车片、半金属刹车片或少金属刹车片中含有金属或合金，具有较高的热稳定性性，但是由于硬度大导致磨损率高、寿命短、质量大的缺陷。目前使用的有机树脂刹车片中添加无机纤维作为骨架补强，耐磨性能好，但是也存在有机树脂高温易分解，摩擦系数随温度变化浮动，刹车片热衰退等缺点，影响了刹车片的耐磨性能，而且刹车片的噪音大。中国专利2012105199690，专利名称一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制造的刹车片、制作方法，公开了由竹炭、有机纤维、偶联剂复合制成的刹车片，刹车片具有一定的抗热衰性，但是刹车片中添加的有机树脂容易在急刹高温中分解，影响刹车片的性能，而且添加的钢棉降低了刹车片的耐磨性能。
技术实现思路
针对现有有机树脂刹车片高温分解导致摩擦性能热衰退而降低刹车性能和耐磨性的问题，本专利技术的目的在于提供一种低噪耐磨的无金属刹车片，本专利技术的刹车片中不添加石棉、金属，但是具有良好的抗热分解性能，保证抗热衰退能力，使摩擦系数保持稳定，耐磨性能得到提高和维护，而且本专利技术的刹车片刹车中产生的噪音小。本专利技术提供如下的技术方案：一种低噪耐磨的无金属刹车片，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、改性木棉纤维5～13份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。本专利技术的低噪耐磨的无金属刹车片经酚醛树脂、摩擦粉、石墨、焦炭粉、丁腈粉、重晶石粉、蒙脱石纳米粉、玻璃纤维、木质纤维、碳化硅纤维、轮胎粉、改性木棉纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂制成。首先，刹车片不含有石棉、金属，避免石棉高温分解产生有毒物质，以及刹车片质量大的缺陷。其次，刹车片以酚醛树脂为基体，酚醛树脂是由苯酚、甲醛在酸性介质中缩聚形成的热塑性树脂，具有一定的机械强度与电绝缘性能，热稳定性好且韧性大、粘性好，丁腈粉可以强化酚醛树脂的韧性。再次，石墨可以形成润滑效果，提高刹车片的耐磨率，同时降低噪声，改性木棉纤维良好的吸音能力与石墨的降噪性能相辅助。轮胎粉是弹性填料，起到强化耐磨性能并降低噪音的作用。蒙脱石纳米粉、摩擦粉、重晶石粉热稳定性好，稳定刹车片的摩擦系数与耐磨持久性能。焦炭粉的气孔率高，提高摩擦系数并减少了制动噪音，且减轻高温摩擦时的热衰退。纳米二氧化硅气凝胶粉的粘结性能强、热稳定性好，强化酚醛树脂的粘结稳定性，同时纳米二氧化硅气凝胶粉具有丰富的孔隙，孔隙率高，导热系数小，使刹车片的内部受表面高温的影响小，延长刹车片的寿命，且可以吸附部分分解物及油脂，避免刹车片分层起包。重质碳酸钙热稳定性好，磨耗值小，一方面经硅烷偶联剂与有机树脂相连增强热稳定性，提高抗热衰退性能，另一方面提高耐磨性。木质纤维在刹车片内形成网络骨架，促进各组份的均匀分散。玻璃纤维耐热性高、机械强度高，碳化硅纤维的热稳定性、机械强度以及耐磨性好，两者通过复合起到增强刹车片热稳定性、机械强度与耐磨性的作用。通过上述各组份共同作用使无金属刹车片抗热分解性能强、抗热衰退能力高，摩擦系数稳定、耐磨性能高，刹车中产生的噪音小。作为本专利技术的一种改进，由以下重量份组份制成：酚醛树脂11～19份、摩擦粉18～22份、石墨13～17份、焦炭粉5～7份、蒙脱石纳米粉3～6份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.5～0.7份、丁腈粉3～5份、重晶石粉7～13份、玻璃纤维13～17份、木质纤维4～6份、碳化硅纤维12～15份、轮胎粉8～12份、改性木棉纤维7～11份、纳米二氧化硅气凝胶粉5～7份、重质碳酸钙3～5份、硅烷偶联剂8～12份。通过优化各组分的加入量提升刹车片抗热衰退与耐磨性能。作为本专利技术的一种改进，所述蒙脱石纳米粉经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.1～0.32倍重量的环氧树脂液体并在75～85℃的水浴中搅拌90～150min，搅拌速率25～35r/min，然后120～140℃保持10～12h，160～180℃保持2～5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。蒙脱石纳米粉中引入了环氧树脂，使蒙脱石纳米粉中环氧基丰富，并在刹车片热压加工过程中经2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚作用与酚醛树脂交联固化，增强了酚醛树脂的热稳定性和抗热衰退性能。同时经改性后的蒙脱石的层间距增加，与有机树脂及丁腈粉、轮胎粉的相容性得到提升。另外蒙脱石的莫氏硬度为1，可以提高刹车片的耐磨性能，强化石墨等组分的耐磨效果。作为本专利技术方法的一种改进，所述改性木棉纤维经以下过程制成：(a)将木棉纤维置于质量浓度为13％～20％的氢氧化钠溶液中在20～25℃浸泡2～3h，再经质量浓度为6％～10％的醋酸溶液清洗；(b)将清洗后的木棉纤维置于压力容器中在4～7MPa下保持120～150s，温度为20～25℃，然后置于-20～-5℃的环境中迅速释放压力并恢复至常压；(c)将木棉纤维置于超声水浴中处理，超声功率300～500W、频率25KHz、时间3～4h，水浴温度40～50℃，取出用水冲洗2～3次后干燥获得。通过加压和迅速的减压使木棉纤维内部的结晶区减少、非结晶区增加，纤维大分子链上游离出更多亲水基团，同时通过超声使木棉纤维充分分离出有机胶，提高木棉纤维的耐磨性、耐热性以及抗拉强度和韧性。作为本专利技术方法的一种改进，所述石墨包括粒径为25～40μm的大片石墨、粒径为10～18μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.5～0.3。通过大片石墨形成二维骨架提高刹车片内的气孔率，通过小片石墨增强润滑作用。上述低噪耐磨的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：(1)混料：按照一定的加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份并混合均匀得到混合物料；(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度140～160℃、压力20～30MPa得到刹车片；(3)热处理：将刹车片置于145～155℃的热处理炉中加热处理15～18h，冷却至室温；(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。通过一定的加料顺序保证各组份混合均匀，避免纤维的团结以及被破坏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低噪耐磨的无金属刹车片，其特征在于，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6‑三（二甲氨基甲基）苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、改性木棉纤维5～13份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。

【技术特征摘要】
1.一种低噪耐磨的无金属刹车片，其特征在于，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、改性木棉纤维5～13份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。2.根据权利要求1所述的低噪耐磨的无金属刹车片，其特征在于，由以下重量份组份制成：酚醛树脂11～19份、摩擦粉18～22份、石墨13～17份、焦炭粉5～7份、蒙脱石纳米粉3～6份、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.5～0.7份、丁腈粉3～5份、重晶石粉7～13份、玻璃纤维13～17份、木质纤维4～6份、碳化硅纤维12～15份、轮胎粉8～12份、改性木棉纤维7～11份、纳米二氧化硅气凝胶粉5～7份、重质碳酸钙3～5份、硅烷偶联剂8～12份。3.根据权利要求1或2所述的低噪耐磨的无金属刹车片，其特征在于，所述蒙脱石纳米粉经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.1～0.32倍重量的环氧树脂液体并在75～85℃的水浴中搅拌90～150min，搅拌速率25～35r/min，然后120～140℃保持10～12h，160～180℃保持2～5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。4.根据权利要求1或2所述的低噪耐磨的无金属刹车片，其特征在于，所述改性木棉纤维经以下过程制成：（a）将木棉纤维置于质量浓度为13%～20%的氢氧化钠溶液中20～25℃浸泡2～3h，再经质量浓度为6%～10%的醋酸溶液清洗；（b）将清洗后的木棉纤维置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞云伟，沈永生，毛宏杰，
申请(专利权)人：杭州西湖摩擦材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33