本发明涉及一种刹车材料及其制造方法，具体的说涉及一种安全环保型刹车带及其制造方法。
背景技术：
婴儿车是婴幼儿户外活动提供便利而设计的工具车，随着中国二胎政策的落实，婴幼儿群体的增多，其社会需求和生产量逐步增加。而幼儿时期是人生当中一个最为脆弱的阶段，同时他们还很活泼好动，自理生活能力差，如果婴儿车使用过程中出现突发情况或婴儿车停在斜面地形时，婴儿车随时会失控滑动而翻覆倾倒，容易造成婴儿莫大的危险。安全性是婴儿车选购的最主要指标。
安全环保刹车带是婴儿车制动器中关键部件。安全环保刹车带主要要求：一是由于安装在婴儿车制动器中，受安装空间限制，其尺寸小、厚度薄（一般尺寸为：130mm*12.7mm*3.2mm），使用时弯曲成弧形粘结在金属基材上，要求摩擦材料有很好的韧性和强度；二是在发生危险时，通过抱箍在婴儿车主轴上实现制动，要求制动快速、平稳制动，摩擦系数高；三是与婴童近距离接触，对选用材料环保性要求高。
传统刹车带采用芳纶、陶瓷纤维、晶须等作为增强纤维，以及三氧化二锑、金属硫化物等摩擦调节剂，其制动过程容易产生磨屑，属于弱溶解颗粒或纤维，对环境污染，甚至对婴幼儿造成较大伤害。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种安全环保型刹车带及其制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种安全环保型刹车带，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.2-0.3份，天然植物纤维0.3-0.4份，天然矿物纤维0.02-0.04份，改性酚醛树脂0.04-0.06份，促进剂0.006-0.008份，防老化剂ble-w0.01-0.02份，硫磺0.01-0.02份，硅藻土0.10-0.15份，牡蛎壳粉0.1-0.2份，鳞片石墨0.05-0.07份，硬脂酸0.004-0.006份。
本发明中，鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1-1.5h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.5-1.8倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在240-260°c下反应12-18h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在60-70oc下真空干燥8-10h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
鳞片石墨其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。本申请的发明人实践中发现，经过水热改性处理后，一方面其分散性大大提高，另外，与其他组分的相容度也大大提高，分散性和相容度的改善可有效提高刹车带的导热性能，避免刹车过程中局部温度高导致刹车带损坏，大大延长刹车带的使用寿命。
优选的，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.23份，天然植物纤维0.35份，天然矿物纤维0.03份，改性酚醛树脂0.05份，促进剂0.007份，防老化剂ble-w0.015份，硫磺0.015份，硅藻土0.12份，牡蛎壳粉0.13份，鳞片石墨0.06份，硬脂酸0.005份。
其中：天然植物纤维，选用来自于浙江、福建的竹纤维，来源丰富，价格低，优选竹纤维和苎麻纤维复配，配比是4:1，苎麻纤维具有纤维细胞长，密度小、比强度和比模量高等优点，与竹纤维复配，能有效提高刹车带的抗拉强度和抗弯强度；
天然矿物纤维选用来源广和成本低的海泡石纤维，与竹纤维和苎麻纤维复配，纤维间形成缠绕和搭接效果，能进一步提高刹车带的抗拉强度和抗弯强度；
改性酚醛树脂材料优选腰果油改性酚醛树脂，具有优异的韧性和耐热性能，而且腰果油改性酚醛树脂能有效提高酚醛树脂与天然橡胶的相容性和分散性能；腰果油改性酚醛树脂对天然橡胶起到增容和补强作用，能适当提高刹车带的硬度，从而获得合适摩擦系数，提高与婴儿车滚轴接触面的磨损性能，提高摩擦制动响应速度。
促进剂选自2一硫醇基苯骈噻唑(m)、二苯胍(d)、2、2’一二硫代二苯并噻唑(dm)和二硫化四甲基秋兰姆(tmtd)中的一种或几种复配。
竹纤维和苎麻纤维与天然橡胶相容性差，不易均匀分散，本发明的技术方案中做如下处理：
1、竹纤维和苎麻纤维的钝化改性
第一步，竹纤维和苎麻纤维先用质量分数10-15%的氢氧化钠水溶液在室温浸泡4小时，漂洗干净，再用质量分数2-3%的氢氧化钠水溶液70-80℃浸泡3-4小时，热风干燥箱中干燥，备用。
本申请人实践中发现，碱溶液预处理，能使竹纤维和苎麻纤维溶胀，部分果胶、半纤维素等杂质溶解而使得纤维表面粗糙，而且使纤维中部分原纤解旋，产生较多的分离纤维丝，增加与天然纤维等有效接触面积；
第二步，竹纤维和苎麻纤维的偶联改性，先将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，再将一定量干燥后的竹纤维和苎麻纤维浸泡，后经蒸馏回收乙醇。
2、制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶：依次将竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶置于密炼机中，于110-130℃，70-90r/min的条件下密炼7-10分钟，制得母联胶，冷却后，粉碎。
本发明的刹车带制备工艺如下：
第一步，混炼胶制备：将配方量的天然橡胶、母联胶、改性酚醛树脂，促进剂，防老化剂，硫磺，硅藻土，牡蛎壳粉、鳞片石墨，硬脂酸等依次加入双辊开炼机混炼5-8分钟，冷却后粉碎成颗粒为80-120目的粉末；
第二步，置于成型模具中热压硫化成型获得婴儿车刹车带胚体；
第三步，经过打孔、修边等工序制得成品。
本发明的有益效果是：本项目采用天然植物纤维、天然矿物纤维和天然填料等环境友好型材料，制备安全环保刹车带。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种安全环保型刹车带，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.2-0.3份，天然植物纤维0.3-0.4份，天然矿物纤维0.02-0.04份，改性酚醛树脂0.04-0.06份，促进剂0.006-0.008份，防老化剂ble-w0.01-0.02份，硫磺0.01-0.02份，硅藻土0.10-0.15份，牡蛎壳粉0.1-0.2份，鳞片石墨0.05-0.07份，硬脂酸0.004-0.006份。
本发明还提供一种优选方案，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.23份，天然植物纤维0.35份，天然矿物纤维0.03份，改性酚醛树脂0.05份，促进剂0.007份，防老化剂ble-w0.015份，硫磺0.015份，硅藻土0.12份，牡蛎壳粉0.13份，鳞片石墨0.06份，硬脂酸0.005份。
所述天然植物纤维由竹纤维和苎麻纤维按质量比（4-5）:（1-2）的比例复配而成。
所述天然矿物纤采用海泡石纤维，改性酚醛树脂选用腰果油改性酚醛树脂。
所述促进剂选自2一硫醇基苯骈噻唑(m)、二苯胍(d)、2、2’一二硫代二苯并噻唑(dm)和二硫化四甲基秋兰姆(tmtd)中的一种或几种的复配。
所述天然植物纤维经预处理，具体处理方式如下：
步骤s1，竹纤维和苎麻纤维的钝化改性：竹纤维和苎麻纤维先用质量分数10-15%的氢氧化钠水溶液在室温浸泡3-4小时，漂洗干净，再用质量分数2-3%的氢氧化钠水溶液70-80℃浸泡3-4小时，干燥备用；
步骤s2，竹纤维和苎麻纤维的偶联改性，先将一定量硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，再将一定量干燥后复配后的竹纤维和苎麻纤维浸泡，后经蒸馏回收乙醇，获得预处理后的竹纤维和苎麻纤维。
步骤s2中硅烷偶联剂在无水乙醇中的质量分数为2-5%，复配后的竹纤维和苎麻纤维与无水乙醇硅烷偶联剂溶液的质量g与体积比ml为1:3-5。
一种安全环保型刹车带的制备方法，所述制备方法步骤如下：
第一步，制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶
竹纤维和苎麻纤维的钝化改性：竹纤维和苎麻纤维先用质量分数10-15%的氢氧化钠水溶液在室温浸泡3-4小时，漂洗干净，再用质量分数2-3%的氢氧化钠水溶液70-80℃浸泡3-4小时，干燥备用；
步骤s2，竹纤维和苎麻纤维的偶联改性，先将一定量硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，再将一定量干燥后复配后的竹纤维和苎麻纤维浸泡，后经蒸馏回收乙醇，获得预处理后的竹纤维和苎麻纤维，依次将预处理后的竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶置于密炼机中，于110-130℃，70-90r/min的条件下密炼7-10分钟，制得母联胶，冷却后，粉碎；将余量的天然橡胶、母联胶以及配方量的改性酚醛树脂、促进剂、防老化剂、硫磺、硅藻土、牡蛎壳粉、鳞片石墨和硬脂酸依次加入双辊开炼机混炼5-8分钟，冷却后粉碎成颗粒为80-120目的粉末；
第二步，置于成型模具中热压硫化成型获得婴儿车刹车带胚体；
第三步，经过打孔、修边等工序制得成品。
前述系对本发明技术方案的概述，下面结合三个更具体的实施例进一步阐述。
实施例1
一种安全环保型刹车带，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.2份，天然植物纤维0.3份，天然矿物纤维0.02份，改性酚醛树脂0.04份，促进剂0.006份，防老化剂ble-w0.01份，硫磺0.01份，硅藻土0.10-，牡蛎壳粉0.1-，鳞片石墨0.05份，硬脂酸0.004份。
鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.8倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在240°c下反应18h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在60oc下真空干燥10h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
所述天然植物纤维由竹纤维和苎麻纤维按质量比4:1的比例复配而成。所述天然矿物纤采用海泡石纤维，改性酚醛树脂选用腰果油改性酚醛树脂。
所述促进剂选自2一硫醇基苯骈噻唑(m)。
所述天然植物纤维经预处理，具体处理方式如下：
步骤s1，竹纤维和苎麻纤维的钝化改性：竹纤维和苎麻纤维先用质量分数10%的氢氧化钠水溶液在室温浸泡3小时，漂洗干净，再用质量分数2%的氢氧化钠水溶液80℃浸泡3小时，干燥备用；
步骤s2，竹纤维和苎麻纤维的偶联改性，先将一定量硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，再将一定量干燥后复配后的竹纤维和苎麻纤维浸泡，后经蒸馏回收乙醇，获得预处理后的竹纤维和苎麻纤维。
步骤s2中硅烷偶联剂在无水乙醇中的质量分数为2%，复配后的竹纤维和苎麻纤维与无水乙醇硅烷偶联剂溶液的质量g与体积比ml为1:5。
一种安全环保型刹车带的制备方法，所述制备方法步骤如下：
第一步，制备竹纤维、苎麻纤维-天然橡胶的母炼胶
竹纤维和苎麻纤维的钝化改性：竹纤维和苎麻纤维先用质量分数10%的氢氧化钠水溶液在室温浸泡3小时，漂洗干净，再用质量分数2%的氢氧化钠水溶液80℃浸泡3小时，干燥备用；
步骤s2，竹纤维和苎麻纤维的偶联改性，先将一定量硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，再将一定量干燥后复配后的竹纤维和苎麻纤维浸泡，后经蒸馏回收乙醇，获得预处理后的竹纤维和苎麻纤维，依次将预处理后的竹纤维、苎麻纤维和天然橡胶置于密炼机中，于110℃，70r/min的条件下密炼10分钟，制得母联胶，冷却后，粉碎；将余量的天然橡胶、母联胶以及配方量的改性酚醛树脂、促进剂、防老化剂、硫磺、硅藻土、牡蛎壳粉、鳞片石墨和硬脂酸依次加入双辊开炼机混炼8分钟，冷却后粉碎成颗粒为80目的粉末；
第二步，置于成型模具中热压硫化成型获得婴儿车刹车带胚体；
第三步，经过打孔、修边等工序制得成品。
实施例2
一种安全环保型刹车带，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.3份，天然植物纤维0.4份，天然矿物纤维0.04份，改性酚醛树脂0.06份，促进剂0.008份，防老化剂ble-w0.02份，硫磺0.02份，硅藻土0.15份，牡蛎壳粉0.2份，鳞片石墨0.07份，硬脂酸0.006份。
鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法同实施例1。
其它原料的选择及刹车带的制备方法同实施例1。
实施例3
一种安全环保型刹车带，所述刹车带由下列重量份的原料加工而成：天然橡胶0.23份，天然植物纤维0.35份，天然矿物纤维0.03份，改性酚醛树脂0.05份，促进剂0.007份，防老化剂ble-w0.015份，硫磺0.015份，硅藻土0.12份，牡蛎壳粉0.13份，鳞片石墨0.06份，硬脂酸0.005份。
鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法同实施例1。
其它原料的选择及刹车带的制备方法同实施例1。
实施例1-3的安全环保型刹车带，其摩擦系数在温度变化（120-400℃）范围的环境下，能够保持稳定，随着温度的升高，磨损率略有增加，在400℃的高温下，其磨损率绝对值小于0.13，其散热性能较现有技术的刹车带提高10-15%，能显著提高刹车带的使用寿命。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。