一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法技术

本申请涉及汽车刹车制动片领域，它涉及一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法。一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法包括以下步骤：按配方称取物料；将芳纶浆粕和复合矿物纤维搅拌，制得混料1；将改性酚醛树脂粉末和改性管料球磨混合，制得混料2；将物料剩余部分与混料1、混料2混合搅拌制得压塑料；将热压模具加热，然后涂抹脱模剂，将压塑料倒入模腔内，合膜，保持压力，保压使压塑料热压成型，制得预成品；将预成品放入热风箱中加热，然后降低温度至室温，制得产品。本申请具有使摩擦材料在高温时具有稳定的摩擦系数的优点。擦材料在高温时具有稳定的摩擦系数的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法


[0001]本申请涉及汽车刹车制动片领域，更具体地说，它涉及一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法。

技术介绍

[0002]盘式制动衬片目前主要使用在乘用车上，但近些年，一些商用车，尤其是客车和公交车上正在逐渐开始使用盘式制动衬片，且发展速度较快。目前国内销售的盘式制动衬片材质有半金属、低金属NAO和碳纤维等，其中碳纤维摩擦材料是各种类型摩擦材料中性能最好的一种。
[0003]碳纤维刹车片是以碳纤维为增强材料的一类摩擦材料，碳纤维具有高模量、导热好、耐热等特点，碳纤维摩擦片的单位面积吸收功率高及比重轻的特点。碳纤维刹车片由高分子粘接剂、碳纤维和摩擦性能填料组成，里面大多都含有金属成分。而碳纤维刹车片是以碳纤维为主要增强材料的，单一碳纤维增强树脂基摩擦材料在热衰退方面的表现还有所不足，刹车片在高温的热衰退无法避免，而若是稳定性较差，当温度过高的时候摩擦系数偏低或偏高，摩擦系数不在指定摩擦系数和偏差范围内,就会导致刹车时出现各种不同的状况,必然会存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]为了摩擦材料在高温时具有稳定的摩擦系数，本申请提供一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法。
[0005]本申请提供的一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法采用如下的技术方案：一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法，包括以下步骤：步骤1：按配方称取物料，所述物料包括以下重量份的原料组成：5
‑
10份的改性酚醛树脂粉末、1
‑
2份的六钛酸钾晶须、5
‑
7份的氢氧化钙、20
‑
30份的硫酸钡、1
‑
3份的人造石墨、2
‑
6份的焦炭粉、3
‑
5份的腰果壳油摩擦粉、1
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3份的羧基丁腈橡胶粉、4
‑
8份的硫化锑、4
‑
6份的云母、2
‑
6份的氧化锆、9
‑
11份复合纤维、4
‑
6份的纳米填料、0.06
‑
0.12份的改性管料；所述复合纤维包括短切碳纤维、芳纶浆粕、陶瓷纤维和复合矿物纤维；步骤2：将物料中的芳纶浆粕和复合矿物纤维混合搅拌均匀，时间10
‑
15min，制得混料1；将物料中的改性酚醛树脂粉末和改性管料球磨混合，时间5
‑
8min，转速200
‑
300rpm，制得混料2；将物料剩余部分与混料1、混料2混合搅拌25
‑
30min，制得压塑料；步骤3：将热压模具加热至预设温度，预设温度为上模温度135
‑
145℃，中模温度125
‑
135℃，下模温度165
‑
175℃，然后涂抹脱模剂，将压塑料倒入模腔内，合膜，保持压力12
‑
14MPa，保压4
‑
6min，使压塑料热压成型，保压期间每隔14
‑
16s排气一次，共排气9
‑
10次，制得预成品；步骤4：将预成品放入热风箱中加热至80
‑
85℃，保温2
‑
2.5h，继续加热至120
‑
125℃，保温4
‑
4.5h，继续加热至160
‑
165℃，保温4
‑
4.5h，然后以70
‑
90℃/h的降温速度降低温
度至室温，制得产品。
[0006]通过采用上述技术方案，碳纤维具备高强度、抗疲劳、耐高温、耐磨、具有自润滑性、耐腐蚀、尺寸稳定性好等特点，可以有效提高材料的各项性能，陶瓷纤维热稳定性好、化学稳定性好、耐机械震动等优点，能够提高摩擦材料硬度、内剪切强度，芳纶浆粕能够提高摩擦材料的内剪切强度，配合复合矿物纤维，可以提高纤维与胶黏剂之间的附着力，并且提高摩擦材料的耐热性能，减少材料的热衰退，使摩擦系数更加稳定，而四种纤维的组合，能够在高温时，依旧有着很稳定的摩擦系数，摩擦系数的变化很小，并且具有很低的磨损率，使得摩擦材料的使用寿命延长，还提高了摩擦材料的剪切强度和硬度，使得摩擦材料的性能全面提高；六钛酸钾晶须是一种晶体呈针状的无机化合物，较强的红外线反射能力可快速释放摩擦过程中产生的部分能量，提高摩擦材料的使用温度，其较低的导热系数可减缓摩擦过程中能量的传递速率，降低摩擦材料的升温速率；高温吸音性能可减小摩擦过程中的制动噪声；酚醛树脂有较好的耐热性能和粘结性能，是很好的粘接剂，羧基丁腈橡胶粉可与酚醛树脂共聚，提高酚醛树脂的冲击强度、耐摩擦性能等，并且羧基丁腈橡胶粉对于酚醛树脂的改性效果要优于其他橡胶的改性效果；腰果壳油摩擦粉可在材料表面形成一层柔软又有韧性的膜，提高摩擦稳定性对酚醛树脂进行二次改性，还能提高酚醛树脂与其他填料之间的连接强度；氢氧化钙、硫酸钡、人造石墨、焦炭粉、腰果壳油摩擦粉、硫化锑、云母、蛭石、氧化锆、硅酸钙作为摩擦材料的填料及摩擦性能调节剂组分加入。
[0007]优选的，所述短切碳纤维、芳纶浆粕、陶瓷纤维和复合矿物纤维的质量比为3
‑
5:1
‑
3:2
‑
4:10
‑
12。
[0008]通过采用上述技术方案，短切碳纤维、芳纶浆粕、陶瓷纤维和复合矿物纤维的质量比不同时，对于摩擦材料的各项性能提升也不同，本申请提出一种最佳配比，使得摩擦材料的各项性能都有最好的提升。
[0009]优选的，所述改性酚醛树脂粉末包括苯酚、甲醛、腰果壳油和三聚氰胺，所述苯酚、甲醛、腰果壳油和三聚氰胺的摩尔比为2:1.4:0.15
‑
0.35:0.025
‑
0.03。
[0010]通过采用上述技术方案，三聚氰胺和腰果壳油改性的酚醛树脂可以有效提高摩擦材料的力学能力，而且具有较好的耐热性能和热稳定性能，还能够才材料摩擦表面形成致密的摩擦层，从而降低了摩擦材料的高温热衰退，使得摩擦系数稳定，减少磨损。
[0011]优选的，所述改性酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：将计量准确的苯酚加热至熔融态，然后加入搅拌器中，并且持续搅拌，随后加入计量准确的三聚氰胺、腰果壳油和甲醛，然后升温至70
‑
80℃，加入催化剂并调节PH值为2
‑
2.5，搅拌3
‑
3.5h，并且持续冷凝回流，随后抽真空至真空度为0.09MPa，温度控制为65
‑
70℃，真空蒸馏2
‑
2.5h，然后升温至180
‑
185℃，维持3
‑
4min后停止加热，冷却至室温后得改性酚醛树脂。
[0012]优选的，所述改性管料包括碳纳米管、无水对氨基苯磺酸、亚硝酸钠和偶氮二异丁腈，碳纳米管、无水对氨基苯磺酸、亚硝酸钠和偶氮二异丁腈的质量比为0.2：5.54:2.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按配方称取物料，所述物料包括以下重量份的原料组成：5
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10份的改性酚醛树脂粉末、1
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2份的六钛酸钾晶须、5
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7份的氢氧化钙、20
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30份的硫酸钡、1
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3份的人造石墨、2
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6份的焦炭粉、3
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5份的腰果壳油摩擦粉、1
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3份的羧基丁腈橡胶粉、4
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8份的硫化锑、4
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6份的云母、2
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6份的氧化锆、9
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11份复合纤维、4
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6份的纳米填料、0.06
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0.12份的改性管料；所述复合纤维包括短切碳纤维、芳纶浆粕、陶瓷纤维和复合矿物纤维；步骤2：将物料中的芳纶浆粕和复合矿物纤维混合搅拌均匀，时间10
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15min，制得混料1；将物料中的改性酚醛树脂粉末和改性管料球磨混合，时间5
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8min，转速200
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300rpm，制得混料2；将物料剩余部分与混料1、混料2混合搅拌25
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30min，制得压塑料；步骤3：将热压模具加热至预设温度，预设温度为上模温度135
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145℃，中模温度125
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135℃，下模温度165
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175℃，然后涂抹脱模剂，将压塑料倒入模腔内，合膜，保持压力12
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14MPa，保压4
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6min，使压塑料热压成型，保压期间每隔14
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16s排气一次，共排气9
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10次，制得预成品；步骤4：将预成品放入热风箱中加热至80
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85℃，保温2
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2.5h，继续加热至120
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125℃，保温4
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4.5h，继续加热至160
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165℃，保温4
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4.5h，然后以70
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90℃/h的降温速度降低温度至室温，制得产品。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维基汽车用盘式制动衬片材料制备方法，其特征在于：所述短切碳纤维、芳纶浆粕、陶瓷纤维和复合矿物纤维的质量比为3
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5:1
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3:2
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4:10
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12。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈均站，王海防，程洪武，任炎炎，章晶，
申请(专利权)人：浙江杭摩欧亿汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：