一种摩擦衬片及其制备的刹车片制造技术

本发明专利技术一种新型摩擦衬片及其制备的刹车片，摩擦衬片的原料包括顺丁橡胶6‑8份、丁苯橡胶6‑8份、石墨30‑40份、还原铁粉7‑11份、硫磺粉4‑8份、硫酸钡3‑4份、氧化锌1‑3份、酚醛树脂5‑8份、长石粉2‑5份、碳化硅2‑4份、乙炔炭黑4‑7份、铝矾土1‑3份、钢纤维6‑10份、碳纤维6‑8份、助剂3‑10份、防老剂0.5‑1份、偶联剂1‑2份。摩擦衬片选材环保、摩擦系数稳定、耐磨性和散热能力强、成本低。

A friction lining and its brake pad

The invention discloses a novel friction lining and a brake pad prepared by the invention. The raw materials of the friction lining include 6_8 copies of butadiene rubber, 6_8 copies of styrene butadiene rubber, 6_8 copies of styrene butadiene rubber, 30_40copies of graphite, 7_11 copies of reducing iron powder, 4_11 copcopies of sulphur powder 4 8 copies, barium sulfate 3 3 4 copcopcopies, 4 copcopies of barium sulfate, 3 8209;4 copcopcopcopcopies of barium sulfate, 3 4 copcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopcopies of zine of zinc oxide 1_3 The results of this study are as follows:1. Vitamin 6 10, carbon fiber 6 8, additives 3 10, antioxidants 0.5 1, coupling agents 1 2. Friction lining material selection is environmentally friendly, friction coefficient is stable, wear resistance and heat dissipation ability is strong, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦衬片及其制备的刹车片
本专利技术属于制动材料领域，涉及摩擦衬片及其制备的刹车片，具体涉及材料环保、性能优异的摩擦衬片及由其制备的刹车片。
技术介绍
摩擦衬片广泛应用于火车、汽车（大载重量运输汽车、轿车）轮船、装甲车等的制动。现有的摩擦衬片大都是先将橡胶、塑料分别塑炼，然后两者合在一起混炼，再将混炼物粉碎，加入铁粉、促进剂、防老剂、粉碎石棉、玻璃纤维，混和均匀后制成片状或颗粒状入模具压制、硫化固化为成品。存在的主要问题有：（1）材料中添加致癌的石棉、玻璃纤维，刹车片在工作过程中会摩擦产生粉尘，释放有害物质污染环境、危害健康。（2）刹车片的适宜工作温度为100-350℃，但因耐热力差，高温摩擦系数不稳定，耐冲击能力差，难以满足车辆制动时高热量下的摩擦性能要求，许多劣质刹车片在温度达到250℃时，其摩擦系数就会急剧下降，导致刹车失灵。（3）分子活化力差，分子链重新结合力不强，产品易出现龟裂、起泡、凹凸不平、翘曲、扭曲，易裂易溃。（4）摩擦系数过高或过低，摩擦系数过低就会出现刹车不灵敏，而摩擦系数过高就会出现轮胎抱死现象，进而造成车辆甩尾和打滑，对行车安全构成严重威胁。另外，较高的摩擦系数会造成车辆在制动中的抖动、噪音以及磨损严重。（5）硬度控制不合理，要么耐磨性能差，要么表面硬度过高，使刹车片与刹车盘的实际接触面积小，容易导致车轮擦伤、热裂、热斑、金属镶嵌及噪声大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型摩擦衬片及其制备的刹车片，以橡胶为基材，合理组配主宰摩擦系数的材料，并添加调节强度、散热性能、软化性能的材料，选材环保、摩擦系数稳定、耐磨性和散热能力强、成本低。本专利技术为实现上述专利技术目的采用的技术方案为：一种摩擦衬片，包括如下重量份的原料：顺丁橡胶6-8份丁苯橡胶6-8份石墨30-40份还原铁粉7-11份硫磺粉4-8份硫酸钡3-4份氧化锌1-3份酚醛树脂5-8份长石粉2-5份碳化硅2-4份乙炔炭黑4-7份铝矾土1-3份钢纤维6-10份碳纤维6-8份助剂3-10份防老剂0.5-1份偶联剂1-2份。其中，顺丁橡胶和丁苯橡胶的重量比为1:1，丁苯橡胶为充油丁苯橡胶。助剂可以采用重量份数比为3:2的六亚甲基四胺和二硫化二异丁基秋兰姆或重量份数比为2:2的六亚甲基四胺和氮化硼或过氧化异丙苯。助剂可采用1-4重量份的促进剂和2-7重量份的增塑软化剂，增塑软化剂包括苯甲酸、或硬脂酸、或古马隆、或其中两种或两种以上的混合物。增塑软化剂优选采用软化效果较理想的苯甲酸、硬脂酸和古马隆的混合物，苯甲酸、硬脂酸和古马隆的重量比为2:1:1。促进剂优选采用六亚甲基四胺和秋兰姆类硫化促进剂的混合物。在摩擦衬片的制备过程中，包括塑炼、一次混炼、捏合和二次混炼工艺。塑炼工艺是将顺丁和丁苯橡胶以1:1的重量比在炼胶机塑炼。一次混炼是将处理过的石墨和塑炼好的橡胶进行混炼。石墨的处理方法为：将所述石墨在0.002-0.01mol/L的高锰酸钾溶液中浸泡均匀后烘干；根据石墨的湿度，高锰酸钾溶液的重量为石墨的1.5-2.5倍，两者混合可呈絮状为宜，石墨选用100目的鳞片石墨。捏合是将原料中的酚醛树脂与乙炔炭黑、偶联剂、铝矾土、碳化硅、氧化锌、硫酸钡、长石粉、钢纤维、碳纤维、还原铁粉、酚醛树脂、防老剂及助剂在捏合机中以100-120℃捏合5-8分钟。其中钢纤维为熔抽法生产。二次混炼是将一次混炼后的胶片和捏合后的捏合料进行混炼。助剂根据塑炼时的橡胶情况在一次混炼和二次混炼过程中选择性添加，如果橡胶塑化性、软化度较好，易于混炼，可以将助剂全部放入捏合步骤。反之，需在一次混炼和二次混炼中添加少量助剂。一种刹车片，包括背板及固定在背板内的与背板形状匹配的摩擦衬片，所述摩擦衬片为上述的摩擦衬片。本专利技术的原料中，舍弃石棉、玻璃纤维，以橡胶为载体材料，合理组配主宰摩擦系数的材料石墨、碳化硅、乙炔炭黑、钢纤维和碳纤维，并通过硫磺粉、硫酸钡、氧化锌、长石粉、碳化硅、铝矾土来调整摩擦衬片的强度；通过石墨、乙炔炭黑、碳纤维来调整摩擦衬片的散热性能；通过防老剂、助剂、偶联剂来控制摩擦衬片的软化性能，以获得环保、摩擦系数稳定、耐磨性和散热能力强、成本低的摩擦衬片。橡胶作为载体材料，其弹性高、耐磨性好，生热低，易于混炼，可融合吸纳其他材料，增强材料间的结合力。顺丁橡胶、丁苯橡胶是橡胶界两大合成橡胶，其结构规整，物理结构性能优于其他橡胶。顺丁橡胶通过纵横向塑炼、混炼，可使其形成网状结构，且易于与丁苯橡胶合成并用。丁苯橡胶具有良好的综合性能。二者结合并硫化后，耐寒、耐热、耐磨、弹性好，动负荷下发热少，耐老化，可塑性强，易于混炼，也可降低成本。石墨是控制刹车片摩擦系数的主要材料，其润滑性能好，石墨的鳞片越大，摩擦系数越小，石墨含量过高会导致摩擦系数偏低，过低又会使摩擦系数偏高，采用30-40份的100目的鳞片石墨，可使摩擦系数保持在0.3-0.5。同时，石墨良好的导热性可增加摩擦衬片的散热性能；较小的热膨胀系数、良好的抗热震性及强度随温度升高而加强的特性利于摩擦衬片保持形态，避免高温变形和龟裂、起泡、凹凸不平、翘曲、扭曲，具有较高的强度；良好的化学稳定性有助于提高摩擦衬片的抗侵蚀特性；韧性好、可塑性强的特性利于与其它原料混炼，结合力强。石墨由高锰酸钾浸润氧化后改性，使石墨具有较强的导电、导热、耐高温性，润滑、抗热震性、可塑性、化学稳定性更好。而且处理后的石墨更容易在混炼时加入、均匀分散在橡胶胶片中，进而与橡胶稳定结合。碳化硅化学性质稳定、导热系数高、热膨胀系数小及耐磨好的性能利于摩擦衬片形成耐磨、抗侵蚀、散热性好、不易变形抗裂的特性，并与钢纤维、碳纤维协调增强摩擦衬片的耐磨性、散热性和强度。乙炔炭黑与橡胶混炼后形成补强结构，可提高硫化胶的模量、耐磨性及减少滞后生热，利于提高摩擦衬片的散热性和抗静电性，并作为石墨的补充剂，增强它们的导热性。钢纤维和碳纤维两种材料起加固作用，纤维在捏合和混炼过程中不会结球，分布均匀，且熔抽法生产的钢纤维表面粗糙、两端异形化、截面不规则，易于与其他材料粘结，增强了机械粘结力，提高了抗拨力、韧度、硬度、耐磨蚀力。从而提高摩擦衬片的耐压、拉伸、抗弯、抗冲击强度及韧性；碳纤维是由鳞片石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，质量轻，外柔内刚，耐磨和导热性能好，可稳定摩擦系数，提高摩擦衬片的强度和抗变形能力。两种纤维并用，有利于提高材料之间的结合力，使摩擦衬片不易变形，使抗压强度、拉伸强度、冲击强度、韧性、冲击韧性、抗弯强度更强，保证了材料磨耗量小、摩擦系数稳定、材料质量稳定、不裂纹、不龟裂。硫磺粉是橡胶的硫化剂，可防止橡胶开裂，使橡胶质地坚硬，摩擦衬片更耐磨。硫酸钡可提高摩擦衬片的化学稳定性和致密度，使摩擦系数稳定、磨耗小，从而延长使用寿命，在高温下，能形成稳定的摩擦界层，防止与轮毂咬合，刮伤轮毂。氧化锌是催化剂，用于橡胶的补强和活化，使橡胶有良好的耐腐性、抗撕裂和弹性。长石粉包括SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等，可增强材料的耐磨性能。铝矾土耐磨，其耐火度高达1780°C，可以增强摩擦衬片的耐热性和耐磨性，进而保持摩擦系数稳定。碳化硅、硫酸钡、铝矾土、氧化锌三者都溶于水，易溶于酸和碱，可做催化剂。碳化硅、硫酸钡、铝矾土、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦衬片，其特征在于：包括如下重量份的原料：顺丁橡胶             6‑8份             丁苯橡胶    6‑8份石墨                 30‑40份           还原铁粉    7‑11份硫磺粉               4‑8份             硫酸钡      3‑4份氧化锌               1‑3份             酚醛树脂    5‑8份长石粉               2‑5份             碳化硅      2‑4份乙炔炭黑             4‑7份             铝矾土      1‑3份钢纤维               6‑10份            碳纤维      6‑8份助剂                 3‑10份            防老剂      0.5‑1份偶联剂               1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦衬片，其特征在于：包括如下重量份的原料：顺丁橡胶6-8份丁苯橡胶6-8份石墨30-40份还原铁粉7-11份硫磺粉4-8份硫酸钡3-4份氧化锌1-3份酚醛树脂5-8份长石粉2-5份碳化硅2-4份乙炔炭黑4-7份铝矾土1-3份钢纤维6-10份碳纤维6-8份助剂3-10份防老剂0.5-1份偶联剂1-2份。2.根据权利要求1所述的摩擦衬片，其特征在于：所述顺丁橡胶和丁苯橡胶的重量比为1:1，丁苯橡胶为充油丁苯橡胶。3.根据权利要求1所述的摩擦衬片，其特征在于：所述助剂包括重量份数比为3:2的六亚甲基四胺和二硫化二异丁基秋兰姆或重量份数比为2:2的六亚甲基四胺和氮化硼或过氧化异丙苯。4.根据权利要求1所述的摩擦衬片，其特征在于：所述助剂包括1-4重量份的促进剂和2-7重量份的增塑软化剂，增塑软化剂包括苯甲酸、或硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李竹林，
申请(专利权)人：河北轨范教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13