三聚氰胺醛基树脂刹车片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三聚氰胺醛基树脂刹车片及其制备方法，主要解决现有技术中使用酚醛树脂作为粘合剂的刹车片中含有游离酚、胺类有害气体释放、摩擦系数低以及邵氏硬度低的问题。本发明专利技术通过采用三聚氰胺醛基树脂作为粘合剂制备刹车片较好地解决了该问题可用于汽车刹车片的生产应用中。

Melamine formaldehyde resin brake pad and its preparation

【技术实现步骤摘要】
三聚氰胺醛基树脂刹车片及其制备方法
本专利技术涉及到一种三聚氰胺醛基树脂刹车片及其制备方法。
技术介绍
汽车制动系统是一个强制制动的专门装置，将行使中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；制动是利用刹车片与刹车盘及轮胎与地面之间稳定、可控制的摩擦将车辆行进的动能转换成摩擦的热能，此时刹车片表面承受最大7Mpa的压力和最高500至600℃的高温。现有技术中制备刹车片的材料分为四类分别是增强材料、摩擦调节材料、填料和粘合剂。其中增强材料包括：钢丝棉、芳纶纤维和腈纶、陶瓷棉、石棉和铜纤维；摩擦调节材料有：氧化铝、白炭黑、腰果粉、磨料、石墨、金属硫化物(硫化锑、硫化锡和二硫化钼)等；填料包括有机填料和无机填料：三氧化钼、硫酸钡、橡胶粉和腰果粉；粘合剂是改性和非改性酚醛树脂。现有技术中制备刹车片的粘合剂是改性和非改性酚醛树脂；未固化的酚醛树脂具有极性大、粘附强的特点；固化后的酚醛树脂刚性大、耐热性高；游离酚的酚羟基和羟基邻对位反应位，可根据需要进行环氧、烷基、硅烷和橡胶改性，确保制备的刹车片具有耐热、耐磨、降噪、摩擦系数稳定和低的环境负担的使用要求；但酚醛树脂制备的刹车片依然存在以下缺点：1)游离酚与醛类物质的反应不均匀性，造成适量的游离酚没有参与反应，以游离酚状态残留于制品中，随着刹车片磨损进入环境；2)酚醛树脂固化需要加入固化剂-六亚甲基四胺，六亚甲基四胺固化酚醛树脂时会释放出氨类有害气体；3)酚醛树脂粉末与六亚甲基四胺的交联固化需要更长的固化时间，更高的固化温度；4)酚醛树脂制备的汽车刹车片柔韧性不好，需要使用橡胶外增韧，使用环氧树脂、烷基烃、三聚氰胺进行内增韧改性，使用上述材料增加柔韧性的同时却降低了刹车片的耐磨性。刹车片的柔韧性采用摩擦系数表示，摩擦系数是摩擦力与刹车压力的比值；摩擦系数越大，刹车片的刹车效果越好；刹车片的耐磨性采用邵氏硬度表征，邵氏硬度是指相互接触的两个表面出现相对运动，邵氏硬度越高越耐磨。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中使用酚醛树脂作为汽车刹车片粘合剂，含有游离酚、胺类有害气体释放、摩擦系数低以及邵氏硬度低的问题技术问题，提供一种新的三聚氰胺醛基树脂刹车片，采用本专利技术中的三聚氰胺醛基树脂刹车片，摩擦系数高、邵氏硬度高，不含有游离酚和胺类有害气体。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的三聚氰胺醛基树脂刹车片的制备方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于采用三聚氰胺醛基树脂作为粘合剂制备刹车片。上述技术方案中，优选地三聚氰胺醛基树脂刹车片以重量份数计包括以下组分：粘合剂10-20份，填料25-40份，增强材料10-40份，摩擦调节材料15-50份，其中粘合剂选自三聚氰胺醛基树脂；填料选自白淄石粉、萤石粉、碳酸钙、重晶石、石油焦炭、氧化铁、蛭石、硫酸钡、橡胶粉或腰果粉中的至少一种；增强材料选至铝纤维、玻璃纤维、钢棉纤维、芳纶纤维、腈纶、石棉或铜纤维中的至少一种；摩擦调节材料选自白炭黑、磨料、石墨、硫化锑、硫化锡或二硫化钼中的至少一种。上述技术方案中，优选地三聚氰胺醛基树脂的制备方法包括以下步骤：a)采用碱性化合物调节醛类化合物水溶液的PH值为8～10，然后加入三聚氰胺树脂，在搅拌下，加热升温至80～110℃，至溶液无色澄清透明后，得到物料Ⅰ，其中醛类化合物与三聚氰胺的摩尔比为1.5～3.5：1；b)向物料Ⅰ中加入单羟烷基氨基甲酸酯化合物，在搅拌下使之与物料Ⅰ反应得到三聚氰胺醛基树脂，反应时间为50～70分钟，反应温度为90～100℃，其中单羟基烷基氨基甲酸酯化合物的用量为三聚氰胺树脂重量的4～14％；c)调节三聚氰胺醛基树脂的质量百分浓度为50～60％，在20～30℃下密封保存；其中单羟基烷基氨基甲酸酯化合物选自2-羟乙基氨基甲酸酯、2-羟丙基氨基甲酸酯、4-羟丁基氨基甲酸酯、6-羟己基氨基甲酸酯、2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基甲酸酯或2-(2-羟基丙氧基)丙基氨基甲酸酯中的至少一种；醛类化合物选自甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙烯醛、丁醛或异丁醛中的至少一种，醛类化合物的质量百分浓度为30～45％；碱性化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠中的至少一种，碱性化合物水溶液的质量百分浓度为25～35％；三聚氰胺树脂选自三聚氰胺、三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物或三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中的至少一种。上述技术方案中，更优选地三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物中三聚氰胺与苯代三聚氰胺重量比为1:0.1～0.75；三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中重量比为1:0.1～0.5。上述技术方案中，更优选地单羟基烷基氨基甲酸酯化合物选自2-羟乙基氨基甲酸酯、2-羟基丙基氨基甲酸酯、4-羟基丁基氨基甲酸酯或6-羟基己基氨基甲酸酯中至少一种；醛类化合物选自甲醛、乙醛或多聚甲醛中的至少一种。上述技术方案中，优选地三聚氰胺醛基树脂的制备方法，包括以下步骤：a)采用碱性化合物调节醛类化合物水溶液的PH值为8～10，然后加入三聚氰胺树脂，搅拌下加热升温至80～110℃，至溶液无色澄清透明后，得到物料Ⅱ，其中醛类化合物与三聚氰胺树脂的摩尔比为1.5～3.0：1；b)将物料Ⅱ的温度降至75～95℃，加入酰胺化合物，待酰胺化合物完全溶解后，降温至20～40℃，喷雾干燥，得到三聚氰胺醛基树脂的白色固体粉末，酰胺化合物的用量为三聚氰胺树脂重量的4～14％；其中酰胺化合物选自丙酰胺、已酰胺、苯甲酰胺、对甲基苯璜酰胺、已二酰胺、丁二酰胺、草酰胺、己内酰胺、戊内酰胺或2-吡咯烷酮中的至少一种；醛类化合物选自甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙烯醛、丁醛或异丁醛中的至少一种，醛类化合物的质量百分浓度为30～45％；碱性化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠中的至少一种，碱性化合物的质量百分浓度为25～35％；三聚氰胺树脂选自三聚氰胺、三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物或三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中的至少一种。上述技术方案中，更优选地三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物中三聚氰胺与苯代三聚氰胺重量比为1:0.1～0.75；三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中三聚氰胺与甲基三聚氰胺重量比为1:0.1～0.5。上述技术方案中，更优选地醛类化合物选自甲醛，甲醛的质量百分浓度为35％～40％。为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：三聚氰胺醛基树脂刹车片的制备方法如下：a)配料：取粘合剂10～20份，填料25～40份，增强材料10～40份，摩擦调节材料15-50份，将上述四种材料称量后备用，其中粘合剂选自三聚氰胺醛基树脂；填料选自白淄石粉、萤石粉、碳酸钙、重晶石、石油焦炭、氧化铁、蛭石、硫酸钡、橡胶粉或腰果粉中的至少一种；增强材料选至铝纤维、玻璃纤维、钢棉纤维、芳纶纤维、腈纶、石棉或铜纤维中的至少一种；摩擦调节材料选自白炭黑、磨料、石墨、硫化锑、硫化锡或二硫化钼中的至少一种；b)混合：在混合设备中将粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于采用三聚氰胺醛基树脂作为粘合剂制备刹车片。/n

【技术特征摘要】
1.一种三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于采用三聚氰胺醛基树脂作为粘合剂制备刹车片。


2.根据权利要求1所述的三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于三聚氰胺醛基树脂刹车片以重量份数计包括以下组分：粘合剂10-20份，填料25-40份，增强材料10-40份，摩擦调节材料15-50份，其中粘合剂选自三聚氰胺醛基树脂；填料选自白淄石粉、萤石粉、碳酸钙、重晶石、石油焦炭、氧化铁、蛭石、硫酸钡、橡胶粉或腰果粉中的至少一种；增强材料选至铝纤维、玻璃纤维、钢棉纤维、芳纶纤维、腈纶、石棉或铜纤维中的至少一种；摩擦调节材料选自白炭黑、磨料、石墨、硫化锑、硫化锡或二硫化钼中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于三聚氰胺醛基树脂的制备方法包括以下步骤：
a)采用碱性化合物调节醛类化合物水溶液的PH值为8～10，然后加入三聚氰胺树脂，在搅拌下，加热升温至80～110℃，至溶液无色澄清透明后，得到物料Ⅰ，其中醛类化合物与三聚氰胺的摩尔比为1.5～3.5：1；
b)向物料Ⅰ中加入单羟烷基氨基甲酸酯化合物，在搅拌下使之与物料Ⅰ反应得到三聚氰胺醛基树脂，反应时间为50～70分钟，反应温度为90～100℃，其中单羟基烷基氨基甲酸酯化合物的用量为三聚氰胺树脂重量的4～14％；
c)调节三聚氰胺醛基树脂的质量百分浓度为50～60％，在20～30℃下密封保存；
其中单羟基烷基氨基甲酸酯化合物选自2-羟乙基氨基甲酸酯、2-羟丙基氨基甲酸酯、4-羟丁基氨基甲酸酯、6-羟己基氨基甲酸酯、2-(2-羟基乙氧基)乙基氨基甲酸酯或2-(2-羟基丙氧基)丙基氨基甲酸酯中的至少一种；醛类化合物选自甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙烯醛、丁醛或异丁醛中的至少一种，醛类化合物的质量百分浓度为30～45％；碱性化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠中的至少一种，碱性化合物水溶液的质量百分浓度为25～35％；三聚氰胺树脂选自三聚氰胺、三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物或三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于三聚氰胺与苯代三聚氰胺混合物中三聚氰胺与苯代三聚氰胺重量比为1:0.1～0.75；三聚氰胺与甲基三聚氰胺混合物中重量比为1:0.1～0.5。


5.根据权利要求3所述的三聚氰胺醛基树脂刹车片，其特征在于单羟基烷基氨基甲酸酯化合物选自2-羟乙基氨基甲酸酯、2-羟基丙基氨基甲酸酯、4-羟基丁基氨基甲酸酯或6-羟基己基氨基甲酸酯中至少一种；醛类化合物选自甲醛、乙醛或多聚甲醛中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的三聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫伟，李科君，惠银银，赵俊飞，
申请(专利权)人：江苏长顺高分子材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32