一种低噪音摩擦材料及其制备方法技术

技术编号:34369845 阅读:18 留言:0更新日期:2022-07-31 10:36
一种低噪音摩擦材料,按重量计其组分如下:硅气凝胶改性玄武岩短切纤维6~15份、芳纶纤维2~3份、钢纤维20~30份、酚醛树脂5~6份、丁腈胶粉2~4份、石墨10~13份、焦炭5~7份、硫化锑3~5份、蛭石3~5份、硫酸钡15~20份、硫化铁3~5份、氧化镁3~5份、铬铁矿3~5份、回收粉5~10份。本申请本发明专利技术通过溶胶凝胶法及常压干燥工艺将气凝胶包覆在玄武岩短切纤维的表面形成气凝胶改性玄武岩短切纤维,并将其引入制备刹车片摩擦材料,使得气凝胶可以均匀的分散在摩擦材料中,大大提高了刹车片摩擦材料的稳定性和改善了其刹车片制动的噪音问题。稳定性和改善了其刹车片制动的噪音问题。

A low noise friction material and its preparation method

A low-noise friction material, whose components are as follows by weight: silica aerogel modified basalt chopped fiber 6 ~ 15 parts, aramid fiber 2 ~ 3 parts, steel fiber 20 ~ 30 parts, phenolic resin 5 ~ 6 parts, nitrile rubber powder 2 ~ 4 parts, graphite 10 ~ 13 parts, coke 5 ~ 7 parts, antimony sulfide 3 ~ 5 parts, vermiculite 3 ~ 5 parts, barium sulfate 15 ~ 20 parts, iron sulfide 3 ~ 5 parts, magnesium oxide 3 ~ 5 parts, chromite 3 ~ 5 parts, recycled powder 5 ~ 10 parts. In this application, the aerogel gel is coated on the surface of basalt chopped fibers through the sol gel method and atmospheric pressure drying process to form aerogel gel modified basalt chopped fibers, which are introduced into the preparation of brake pad friction materials, so that the aerogel gel can be evenly dispersed in the friction materials, which greatly improves the stability of brake pad friction materials and improves the brake pad braking noise. Stability and improve the noise problem of its brake pad braking< br/>

【技术实现步骤摘要】
一种低噪音摩擦材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于摩擦材料
,具体涉及一种低噪音摩擦材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]摩擦材料是一种多元复合材料,是由粘接剂、增强纤维和填料三大主要组分经一系列加工工艺制造而成,其制品不仅要具有良好的摩擦性能,同时还要具有较好的耐热性和机械强度。
[0003]随着新能源汽车的逐渐普及,满足上述要求的传统摩擦材料已不能完全满足新能源汽车的使用要求。新能源汽车没有燃油发动机,行驶过程中几乎不产生噪音,传统刹车片摩擦材料在刹车过程中产生的噪音问题开始凸显,使得低噪音成为新能源汽车刹车片摩擦材料的重要性能指标。
[0004]现有研究也针对刹车片摩擦材料存在的噪声问题进行了一系列的改进,主要的方法是减少金属成分和添加降噪的成分,取得了一些效果,但随着技术的进步,摩擦材料对材料寿命和性能有更高的要求,这些方法仍有一些缺陷。
[0005]CN106641049B使用玄武岩纤维为主要原料,减少金属含量制备低噪音刹车片摩擦材料,具有成本低、适合大量生产等优点,制动噪音有所降低,但仍难以满足新能源汽车的使用要求。
[0006]CN107489717A使用具有吸音的纳米海泡石粉、石墨、纳米二氧化硅气凝胶粉等成分来降低噪声,但二氧化硅气凝胶以粉体的形式加入,容易出现混料不均匀的问题,从而使得产品性能非常不稳定。

技术实现思路

[0007]为解决上述现有技术中存在的缺点和不足,本专利技术的目的在于提供一种低噪音摩擦材料及其制备方法。由于气凝胶密度极低,与摩擦材料中其它组分比重相差巨大,如果将气凝胶以粉体的形式加入,会导致混料不均。本专利技术采用硅气凝胶对玄武岩短切纤维进行表面改性,并将其作为重要组分添加到刹车片摩擦材料配方中,解决了气凝胶混料不均带来的以下问题:
[0008](1)传统配方刹车片摩擦材料稳定性差和使用寿命低的问题。由于混料不均,会导致制得的摩擦材料中气凝胶在各局部的含量不同,使得产品稳定性较差和使用寿命降低。
[0009](2)传统配方刹车片摩擦材料噪音大的问题。由于气凝胶的孔洞结构使其具有较好的吸收噪音的功能,但气凝胶在刹车片摩擦材料中的不均匀分布,会导致局部吸收噪音的效果不同,进而导致刹车片摩擦材料整体的降噪效果较差,也不能较好的配合刹车片摩擦材料中的其他降噪成分进行降噪。
[0010]为实现其目的,本专利技术采取的技术方案为:
[0011]本专利技术提供一种低噪音摩擦材料,按重量计其组分如下:硅气凝胶改性玄武岩短切纤维6~15份、芳纶纤维2~3份、钢纤维20~30份、酚醛树脂5~6份、丁腈胶粉2~4份、石
墨10~13份、焦炭5~7份、硫化锑3~5份、蛭石3~5份、硫酸钡15~20份、硫化铁3~5份、氧化镁3~5份、铬铁矿3~5份、回收粉5~10份。
[0012]所述硅气凝胶改性玄武岩短切纤维为疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维,其制备方法包括以下步骤:
[0013]步骤(1)按比例取水玻璃和玄武岩短切纤维,将水玻璃与玄武岩短切纤维混合均匀;
[0014]步骤(2)在步骤(1)混合物中滴加碱直至发生凝胶,将混合凝胶放置进行老化;
[0015]步骤(3)在室温下将老化后的混合凝胶进行疏水改性,制成疏水混合凝胶;
[0016]步骤(4)将改性后的疏水混合凝胶在热风条件下进行干燥,得到疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维。
[0017]所述步骤(2)中的老化时间为48h。
[0018]所述步骤(3)的疏水改性是将甲基氯硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、低粘度羟基硅油中的一种或几种加入至混合凝胶中,室温下搅拌,疏水改性时间为4h。所述步骤(4)中干燥工艺为热风条件下80℃干燥2h,120℃干燥2h。
[0019]所述疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维中硅气凝胶和玄武岩纤维的重量比为(1~3):100。疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维可以使制备的摩擦材料在使用过程中不容易吸水,进而能防止添加的钢纤维被腐蚀。
[0020]本专利技术还提供一种低噪音摩擦材料的制备方法,包括以下步骤:
[0021]步骤1)配料与混料:按比例称取各种物料,采用犁耙式混料机进行搅拌混合,使各种物料分散均匀;
[0022]步骤2)热压成型:按单件产品重量称取物料,装于模具中,采用平板硫化机进行模压成型;
[0023]步骤3)后固化处理:将热压成型后的预制件放入电热恒温鼓风干燥箱中进行后固化处理,得到低噪音摩擦材料。
[0024]所述步骤2)中的成型温度为160℃,预压时间45s,泄压排气次数为5次、热压压力为10MPa、压制时间为12min。
[0025]所述步骤3)中的后固化工艺包含四个阶段,第一阶段为80℃保温2h,第二阶段升温至120℃保温3h,第三阶段升温160℃保温3h,第四阶段升温至200℃保温3h后取出。
[0026]本专利技术还提供一种刹车片,由上述任一项所述的低噪音摩擦材料制备而成。
[0027]本专利技术通过溶胶凝胶法及常压干燥工艺将气凝胶包覆在玄武岩短切纤维的表面,使得轻质的气凝胶成分随密度较大的玄武岩纤维一起混合分散,从而达到混合均匀的目的。相比现有技术方案具有以下优点:
[0028](1)在制备刹车片摩擦材料时引入可均匀分散的气凝胶改性玄武岩纤维,大大提高了刹车片摩擦材料的稳定性,并提高了摩擦材料的使用寿命。
[0029](2)本专利技术通过引入轻质多孔的硅气凝胶,使其在摩擦材料中均匀存在,可更好的配合其他降噪成分发挥作用,另外对配方组分进行优化设计,适当降低刹车片的硬度,制得的摩擦材料各局部吸收噪音的效果相同,很好地解决了刹车片制动噪音的问题。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术,但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0031]实施例1
[0032](1)硅气凝胶改性玄武岩短切纤维的制备:将水玻璃与玄武岩短切纤维混合均匀后,滴加碱至凝胶,老化48h后,室温下疏水改性4h制成疏水混合凝胶。将改性后的疏水混合凝胶在热风条件下80℃干燥2h,120℃干燥2h后得到硅气凝胶改性玄武岩短切纤维。
[0033](2)配料与混料:按比例称取各种物料,其中硅气凝胶改性玄武岩纤维8份,芳纶纤维2份、钢纤维25份,酚醛树脂5份、丁腈胶粉3份、石墨10份、焦炭7份,硫化锑3份,蛭石4份,硫酸钡15份、硫化铁4份、氧化镁4份、铬铁矿4份,回收粉6份。采用犁耙式混料机进行搅拌混合,使各种物料分散均匀;
[0034](3)热压成型:按单件产品重量称取物料,装于模具中,采用平板硫化机进行模压成型,成型温度为160℃,预压时间45s,泄压排气次数为5次、热压压力为10MPa、压制时间为12min;...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低噪音摩擦材料,其特征在于,按重量计其组分如下:硅气凝胶改性玄武岩短切纤维6~15份、芳纶纤维2~3份、钢纤维20~30份、酚醛树脂5~6份、丁腈胶粉2~4份、石墨10~13份、焦炭5~7份、硫化锑3~5份、蛭石3~5份、硫酸钡15~20份、硫化铁3~5份、氧化镁3~5份、铬铁矿3~5份、回收粉5~10份。2.根据权利要求1所述的一种低噪音摩擦材料,其特征在于,所述硅气凝胶改性玄武岩短切纤维为疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维,其制备方法包括以下步骤:步骤(1)按比例取水玻璃和玄武岩短切纤维,将水玻璃与玄武岩短切纤维混合均匀;步骤(2)在步骤(1)混合物中滴加碱直至发生凝胶,将混合凝胶放置进行老化;步骤(3)在室温下将老化后的混合凝胶进行疏水改性,制成疏水混合凝胶;步骤(4)将改性后的疏水混合凝胶在热风条件下进行干燥,得到疏水性的硅气凝胶改性玄武岩短切纤维。3.根据权利要求2所述的一种低噪音摩擦材料,其特征在于,所述步骤(2)中的老化时间为48h。4.根据权利要求2所述的一种低噪音摩擦材料,其特征在于,所述步骤(3)的疏水改性是将甲基氯硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、低粘度羟基硅油中的一种或几种加入至混合凝胶中,室温下搅拌,疏水改性时间为4h。5.根据权利要求2所述的一种低噪...

【专利技术属性】
技术研发人员:康翼鸿喻学锋秦永利何睿陈海平杨兴明郭清沈家骕王瑾
申请(专利权)人:湖北汇尔杰玄武岩纤维有限公司武汉元丰摩擦材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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