一种耐高温复合材料刹车片的制作方法
【专利摘要】一种耐高温复合材料刹车片，其摩擦片本体由 PROMAXON?D硅酸钙、硼酚醛树脂、三聚氰胺、纳米氧化铝、异丙醇、锆英粉、多壁碳纳米管、十二烷基硫酸钠、丁氰橡胶、苯并噁嗪树脂、聚丙烯腈预氧化纤维、黄铜纤维、陶瓷纤维、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须、重晶石、鳞片石墨、腰果油摩擦粉、五氧化二铌、纳米氧化锌、碳化钽、三氧化钼、COPNA树脂构成。本发明具有绿色环保，抗高温热衰退性能好，耐磨性能良好，摩擦系数稳定，使用寿命长等特点。本发明通过对多种成分进行合理的搭配,确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥。
【专利说明】
-种耐高溫复合材料刹车片
技术领域
[0001] 本发明属于汽车零部件领域，尤其是设及一种耐高溫复合材料刹车片。
【背景技术】
[0002] 在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件。随着现代科技的迅猛发展，像 其它制动系统的部件一样，刹车片本身在近几年也在不断地发展和变化。目前市面上出现 了许多新型的高性能刹车片，但是在提高了刹车性能的同时，对生活环境产生了巨大的影 响，刹车噪音和有害气体的排放得不到有效的控制。现在我们使用的汽车刹车片所使用的 摩擦材料中含有很多重金属物质，包括錬、铭、儒、铜、领、铜等重金属。汽车在每次刹车过程 中，就有少量的重金属粉尘释放并积累在环境中造成危害。如儒化合物经呼吸被体内吸收 积存于肝或肾脏中，对人体肾脏、肝脏造成危害。含铜粉尘进入环境后可W对鱼类造成生物 毒害。硫酸领对环境有危害，对大气可造成污染。而錬对环境的危害也不小，刹车片中含有 大量的重金属錬，有的刹车片含量可W达到4-5%，尤其对水体环境会造成长期不良影响。早 在1979年，錬就进入了美国环保部的优先控制污染物名单，2002年美国地质调查局就发现， 由于刹车片会随着车辆的使用而持续损耗，造成錬持续不断地进入环境中。日本研究者也 发现，城市空气中的微小颗粒物就含有大量的錬，其中的一个主要来源就是刹车片。
[0003] 2007年，中国环保部颁布的《展览会用地±壤环境质量评价标准》中，把錬在±壤 中的含量作为一个评价标准，规定錬的含量不得高于12mg/kg(A级)和82mg/kg(B级）。
[0004] 2013年，据《新京报》报道，北京密云县大辛庄村段一片上百亩的杨树林里出现了 二=十个大坑，大量废弃刹车片被倾倒其中，结果大坑周边数十米内寸草不生，原有的杨树 朝向坑的一面全都裂开己掌大的口子，像被硫酸泼过的面孔。运个案例造成的影响是深远 地，因此不能不引起汽车零部件制造商的重视，我们必须在保证刹车片性能的前提下，找到 更加安全，有效和环保的摩擦材料来替代重金属，W顺应人类对环境保护日益严格的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种耐高溫复合材料刹车片，用W解决现有技术中导热性差、边角易 脆裂、热衰退、磨损性高等技术问题。
[0006] 为了解决W上技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种耐高溫复合材料刹车 片，包括钢背、摩擦片本体，其特征是所述摩擦片本体由15~16份PR0MAX0N ? D娃酸巧、7~ 10份棚酪醒树脂、1~2份S聚氯胺、2~3份纳米氧化侣、2~3份异丙醇、5~8错英粉、1~2份 多壁碳纳米管、0.2~0.5份十二烷基硫酸钢、6~10份下氯橡胶、2~3份苯并嗯嗦树脂、8~ 15份聚丙締腊预氧化纤维、3~4份黄铜纤维、7~8份陶瓷纤维、15~17份硫酸巧晶须、16~ 18份铁酸钟晶须、15~17份重晶石、5~7份鱗片石墨、6~8份腰果油摩擦粉、1~2份五氧化 二妮、1~2份纳米氧化锋、1~2份碳化粗、1~2份S氧化钢、10~15份COPNA树脂构成。
[0007] 本发明具有绿色环保，抗高溫热衰退性能好，耐磨性能良好，摩擦系数稳定，使用 寿命长等特点。本发明通过对多种成分进行合理的搭配，确保各材料的优点在摩擦材料中 得到充分的发挥。并且配方中重金属物质很少，对环境非常友好。粘接隔热层起着固定摩擦 层、提高摩擦层强度、隔离高溫的作用，并且非常有利于摩擦层材料的性能的发挥。摩擦层 中多种新纤维材料、尤其W芳仑纤维、预氧化纤维、多壁碳纳米管、碳化粗的复合，不仅能相 互弥补其各自性能的不足，还会协同作用而形成快速散热、稳定摩擦系数、减少刹车片形变 等高性能。工作过程中，刹车片形成更加优异的摩擦层和转移膜，使得小汽车刹车灵敏，审U 动平稳，无制动尖叫声，舒适性能较好，刹车过程对刹车盘无损伤。
【具体实施方式】
[000引通过下面实施例对本发明进一步详细阐述： 具体实施例一:该耐高溫复合材料刹车片包括钢背、摩擦片本体，其摩擦片本体由15份 PR0MAX0N ? D娃酸巧(每份1000克，下同）、10份棚酪醒树脂、1份S聚氯胺、3份纳米氧化侣、2 份异丙醇、8错英粉、1份多壁碳纳米管、0.5份十二烷基硫酸钢、6份下氯橡胶、3份苯并嗯嗦 树脂、8份聚丙締腊预氧化纤维、3份黄铜纤维、8份陶瓷纤维、15份硫酸巧晶须、18份铁酸钟 晶须、15份重晶石、7份鱗片石墨、6份腰果油摩擦粉、2份五氧化二妮、1份纳米氧化锋、2份碳 化粗、1份S氧化钢、15份COPNA树脂按所述重量比配制而成。将兑好的摩擦材料倒入高速分 散机内，揽拌成均匀分散的粉末状组合物，然后取出该材料组合物放入成形模具内压制成 形，再与钢背复合后放入平板硫化机于高溫500°C，压力为35MPa的条件下保持60分钟，最后 取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
[0009] 具体实施例二:该耐高溫复合材料刹车片包括钢背、摩擦片本体，其摩擦片本体由 16份PR0MAX0N ? D娃酸巧、7份棚酪醒树脂、2份S聚氯胺、2份纳米氧化侣、3份异丙醇、5错英 粉、1份多壁碳纳米管、0.2份十二烷基硫酸钢、10份下氯橡胶、2份苯并嗯嗦树脂、15份聚丙 締腊预氧化纤维、4份黄铜纤维、7份陶瓷纤维、17份硫酸巧晶须、18份铁酸钟晶须、15份重晶 石、7份鱗片石墨、6份腰果油摩擦粉、1份五氧化二妮、2份纳米氧化锋、1份碳化粗、2份=氧 化钢、10份COPNA树脂按所述重量比配制而成。将兑好的摩擦材料倒入高速分散机内，揽拌 成均匀分散的粉末状组合物，然后取出该材料组合物放入成形模具内压制成形，再与钢背 复合后放入平板硫化机于高溫500°C，压力为35MPa的条件下保持60分钟，最后取出刹车片， 除去毛刺即成为成品。
[0010] 具体实施例该耐高溫复合材料刹车片包括钢背、摩擦片本体，其摩擦片本体由 15.5份PR0MAX0N ? D娃酸巧、8份棚酪醒树脂、1.5份S聚氯胺、2.3份纳米氧化侣、2.7份异丙 醇、7错英粉、1.5份多壁碳纳米管、0.4份十二烷基硫酸钢、8份下氯橡胶、2.3份苯并嗯嗦树 月旨、12份聚丙締腊预氧化纤维、3.3份黄铜纤维、7.3份陶瓷纤维、16份硫酸巧晶须、17份铁酸 钟晶须、16份重晶石、6份鱗片石墨、7份腰果油摩擦粉、1.5份五氧化二妮、1.5份纳米氧化 锋、1.5份碳化粗、1.5份S氧化钢、13份COPNA树脂按所述重量比配制而成。将兑好的摩擦材 料倒入高速分散机内，揽拌成均匀分散的粉末状组合物，然后取出该材料组合物放入成形 模具内压制成形，再与钢背复合后放入平板硫化机于高溫500°C，压力为35M化的条件下保 持60分钟，最后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。
[0011] 上述各实施例所选用材料说明： PR0MAX0N?D娃酸巧颗粒（美国化学文摘服务社(CAS)登记号PR0MAX0N?D: 1344- 95-2 )是一种高孔隙率的娃酸巧产品，PR0MAX0N ? D由欧洲比利时Promat国际公司生产，荷 兰LAPINUS纤维有限公司是其全球摩擦材料市场唯一的代理商。通过其特殊的结晶工艺和 稳定控制的晶体成长，其白色颗粒形成多孔高渗透率球形状态。由于PROMAXON ? D颗粒外部 密度高而坚实，而且在热塑期间受到诸如干混合性剪切时，其形状保持不变。使用PROMAXON ?-D可明显提高噪音性能。其热衰退低，恢复性能良好，高速状态下制动性能不降低，汽车 刹车灵敏，无噪音，舒适性能良好，反复制动后不出现制动萎缩现象。
[0012] 瓷纤维采用优质娃酸侣纤维经过短切加工而成的人造矿物纤维。具有重量轻、环 保、耐高溫、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动、抗拉抗折强度高等优点，可W大 大提高摩擦材料在制造和使用过程中的稳定性。W上实施例中的陶瓷纤维可W选用中国江 苏省常州丰润特种纤维有限公司生产的高侣型(氧化侣>65%)陶瓷纤维。
[0013] 棚酪醒树脂的耐热性、瞬时耐高溫性、耐烧蚀性和力学性能比普通酪醒树脂好得 多，使材料的热衰退性能、恢复性能、磨损性能和机械性能得W提高。
[0014] 硫酸巧晶须（1~6WH，长径比>30)，集增强纤维和超细无机填料二者的优势于一 体，具有高强度、高模量、高初性、高绝缘性、耐磨耗、耐高溫、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性 良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。硫酸巧晶须制备的刹 车片具有降低有机物在高溫时的热分解造成的热衰退现象，其摩擦系数稳定，使用过程中 制动舒适，无噪音产生，产品磨耗小。W上实施例中的硫酸巧晶须可W选用中国安徽省合肥 健坤化工有限公司提供的硫酸巧晶须。
[0015] 错英粉是一种很有价值的工业矿物，最重要的用途是制造低碱、无碱玻璃纤维和 作磨料，近年它被作为增摩天楼性质的原料在摩擦材料中得到应用。错英石的硬度稍低于 栋刚玉，而且有类玻璃性质，在高溫工况下不易刮伤对偶，应用效果略胜一筹。在配方中的 比例范围为3~5%，要求细度为325目。
[0016] 铁酸钟晶须可用作绝热材料，与石棉相比，磨耗量约减少32%。
[0017] 鱗片石墨(60~80目）用于摩擦材料能减小摩擦材料的热衰退，稳定摩擦材料的摩 擦系数。W上实施例中的鱗片石墨可W选用中国河南省内乡县道川石墨矿提供的含碳量为 94.99%的鱗片石墨。
[0018] 多壁碳纳米管在摩擦材料中它具有稳定摩擦片的摩擦系数和降低磨耗的作用。碳 化娃高溫性能特别稳定，即使在较高的溫度下，它能保持非常好的摩擦系数，碳化娃与少量 的多壁碳纳米管组合就能有效的降低摩擦材料高溫制动的衰退性。
[0019] W上实施例中的碳化娃可W选用中国河南安阳佳蠢耐材有限公司提供的纯度为 98.50%的黑碳化娃。
[0020] 为了验证本发明的效果，按中国GB5763~1998国家标准，将实施例3制备的用于刹 车片的环保型高性能摩擦材料组合物与日本某公司生产的无金属刹车片分别在定速摩擦 实验机上进行试验，其结果如下：
验证结果表明：相比国外同类产品，采用本发明配方制备的用于刹车片的环保型高性 能摩擦材料组合物，具有更好的摩擦磨损性能和抗高溫热衰退性能。此外，对实施例1、2制 备的陶瓷刹车片分别进行测试，均有着与实施例1相似的优异性能。
[0021]为了进一步验证本发明效果，发明人将本发明制备的刹车片安装在宝马5系车上 进行刹车制动试验，经过=名驾驶员（驾龄均在15年W上)反复制动，均确认本发明制备的 刹车片灵敏，制动平稳，同时无噪音，乘坐的舒适极佳。 最后，应当指出，W上【具体实施方式】仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限 于上述【具体实施方式】，还可W有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对W上具体实施方 式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种耐高温复合材料刹车片，包括钢背、摩擦片本体，其特征是所述摩擦片本体由15 ~16份PROMAXON ? D硅酸钙、7~10份硼酚醛树脂、1~2份三聚氰胺、2~3份纳米氧化铝、2~ 3份异丙醇、5~8锆英粉、1~2份多壁碳纳米管、0.2~0.5份十二烷基硫酸钠、6~10份丁氰 橡胶、2~3份苯并噁嗪树脂、8~15份聚丙烯腈预氧化纤维、3~4份黄铜纤维、7~8份陶瓷纤 维、15~17份硫酸钙晶须、16~18份钛酸钾晶须、15~17份重晶石、5~7份鳞片石墨、6~8份 腰果油摩擦粉、1~2份五氧化二铌、1~2份纳米氧化锌、1~2份碳化钽、1~2份三氧化钼、10 ~15份COPNA树脂构成。
【文档编号】F16D69/02GK105909705SQ201610063537
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月31日
【发明人】张泽伟
【申请人】张泽伟