本发明涉及刹车片
技术领域：
，具体涉及一种具有降噪功能的刹车片及其制备方法。
背景技术：
：刹车片包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料。目前，用于车辆上的刹车片摩擦材料多采用石棉刹车片，但是石棉刹车片中的石棉具有致癌作用，对人的身心健康造成严重影响。在车辆快速行驶时，刹车后很容易造成刹车片温度过高而变形，因此，要求刹车材料要耐高温，不变形等；但是上述传统的石棉刹车片已经不能满足这种要求，在高达1000度的温度下易释放有毒气体、气味大，且容易变形。最为重要的是刹车片在使用时会产生刺耳的噪音。通常，制动时车辆的动能通过摩擦付间的相对滑动作用转化为热能，但是有时一部分动能会转化为声能，这样制动就伴随有噪声出现，其鸣叫声往往十分刺耳。特别是在那些道路状况不好，人口拥挤，交通管理不够完善的城市，车辆制动往往会频频发生，制动噪声也就随处可见了。制动噪声不仅造成环境污染，损害司机和乘客的听觉，更重要的是它会影响制动性能，对司机和乘客的安全造成威胁，留下隐患，而且在刹车时容易产生大量火花，存在一定的安全隐患，容易发生火灾等问题。此外，石棉刹车片中的石棉很难做到与刹车片中的其他成分充分粘合在一起，容易剥离，而且不耐磨，使用寿命短。因此目前需要一种耐磨，耐高温，不易变形，同时具有降噪功能的刹车片。技术实现要素：为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案:一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯5～10份，改性酚醛树脂5～10份，丁苯橡胶5～10份、丁腈橡胶10～15份、钛酸钾镁片晶体5～6份，聚丙烯3～6份，鳞片石墨15～20份，氮化硼6～10份，粘结剂1～2份，长石粉1～2份，氧化锌0.5～3份、橡胶粉5～10份、萤石粉1～2份，碳化硅0.5～1份，玻璃纤维3～4份，碳纤维2～3份，钢纤维4～6份。本发明采用钛酸钾镁片晶体，可以增强刹车片的耐磨能力，降低噪音的产生，同时通过采用钛酸钾镁片晶体增强刹车片的机械性能可以减少因使用刹车片而产生可吸入纤维的数量，有利于减少污染，而且其具有高温吸音的功能，可以起到降噪的作用。另外本发明采用了丁苯橡胶和丁腈橡胶共同使用的方案，使得本发明在保持良好的耐磨、耐老化、耐热性的同时具有良好的耐水性能和粘接能力，另外本发明采用了大量的纤维材料，可以与碳化硅相互作用形成空间网状结构，通过纤维将本发明中各组分的晶体结构相互连结起来，可以增强本发明的耐磨性和韧性有助于保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音。在本发明同时使用了鳞片石墨和萤石粉，可以增强本发明的耐磨性，同时通过提高润滑性和吸收刹车片震动，降低震幅的方式使本发明具有防止噪音产生的作用，使本发明具有降噪的能力。同时本发明采用了氮化硼和碳化硅共用的方案，可以增强本发明的耐热能力，减少本发明的受热形变，在延长使用寿命的同时起到防止噪音产生的效果。作为优选，所述的鳞片石墨经过以下处理所述的鳞片石墨经过以下处理：将20～30重量份的鳞片石墨在350～400℃下加热，然后加入100～120重量份的蒸馏水，再加入1～2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60～80℃并在15～20min内将15～25重量份的10～15％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5～8％氢氧化钠来控制ph值为3～5，并搅拌，搅拌速率为300～500rpm，保温1～2h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2～3h。在本发明中将石墨进行改性处理，通过在鳞片石墨包覆一层氢氧化铝，同时采用表面活性剂来改善石墨的表面环境提高石墨的表面性质，提高石墨的抗氧化能力和润湿性，增强了本发明的耐磨能力和降噪能力，同时由于形成球形微孔结构，有效提高了本发明的耐热性，有效防止了刹车片的受热变形，延长了刹车片的使用寿命。作为优选，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20～30重量份。升温至60～65℃，加入酚醛树脂20～30重量份，再加入二甲苯15～20重量份，聚乙烯醇缩丁醛8～9重量份，搅拌1.5～2h，降至室温加入双氰胺0.5～1重量份，继续搅拌15～20min。本发明采用有机硅树脂和酚醛树脂混合的方案，再配合二甲苯和双氰胺增强了粘合剂的耐高温能力和粘结强度，有利于提高本发明的韧性和强度，提高了刹车片的耐磨能力，同时也增强了材料的表面润湿性，有利于刹车片的降噪。作为优选，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将100～120重量份的酚醛树脂加热至85～90℃然后与90～140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气2.5～3h，停止加热，在温度降至40～50℃加入30～50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入6～7重量份的丙酮，加热至90～100℃后冷却至室温放置18～24h。首先本发明将酚醛树脂通过氧化铝进行改性处理，增强了酚醛树脂的耐磨性和抗冲击能力，提高了刹车片的机械强度和耐磨能力，有效防止刹车片由于长时间使用而发生变形的情况，延长了刹车片的使用寿命，而且通过真空脱气，消除了树脂内可能存在的气体，减少了刹车片可能存在的结构缺陷，有助于增高刹车片的机械强度，同时本发明采用了2-甲基咪唑作为固化剂，采用2-甲基咪唑作为固化剂可以增大树脂的分子量，有助于在各组分材料之间形成空间网状结构，有助于提高刹车片的机械性能和耐热性，而且有助于提高刹车片的柔韧性，保持良好的制动效果，减少磨损，降低刹车片震幅起到降噪的作用。作为优选，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用150～300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在200～250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤10～15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥3～4h。本发明对氧化铝进行了改性处理，与碳化硅相互配合可以增强本发明的耐磨能力，通过对氧化铝的处理，可以使得氧化铝的润湿能力增强，增强了氧化铝的分散能力，起到增强机械能力的效果，同时也可以降噪的作用。作为优选，所述的钢纤维经过以下处理：首先用5～6％的碳酸钠溶液洗涤钢纤维，水洗后再用3～5％的硫酸溶液洗涤，取出钢纤维用清水洗涤，然后将钢纤维放入表面处理液中，保持温度为60～75℃，保温30～40min，将浸泡后的钢纤维用蒸馏水冲洗，然后烘干，再将钢纤维浸泡在5～6％的碳酸氢钠溶液中。本发明首先将钢纤维进行洗涤，通过碳酸钠除去油污和一些有机物杂质，通过酸洗去除钢纤维可能存在的锈蚀部分，并且使得破环钢纤维的表面，有助于下一步的表面处理过程，再通过表面处理改善钢纤维的表面性质，增强其防锈能力。最后用碳酸氢钠溶液洗去多余的杂质。作为优选，所述的表面处理液采用以下方法制备：将1～2重量份的磷酸锌；1～2重量份的80～85％浓度的磷酸液和15～20重量份的水性聚氨酯，再加入70～75重量份的蒸馏水，充分搅拌混合。本发明通过磷酸锌和磷酸混合溶液来起到钢纤维防锈的作用，另外在其中加入了水性聚氨酯，可以在钢纤维表面形成连续致密的防锈膜结构，两者配合可以增强钢纤维的防锈能力，从而提高刹车片的使用效果和使用寿命。作为优选，所述的水性聚氨酯经过以下处理：将水性聚氨酯40～50重量份加入40～45重量份的三乙胺，加热至40～50℃，保温1.5～2h，然后滴加2～5重量份的纳米二氧化硅水溶胶，搅拌20～50min，再缓慢滴加去离子水200～300重量份，然后进行超声分散。本发明通过对水性聚氨酯进行改性处理，提高了聚氨酯的耐水性和耐候性和柔韧性，提高了在钢纤维上的膜的强度和耐磨能力，同时加入了纳米二氧化硅可以增强膜的固化效果增强膜的机械强度，从而使得钢纤维表面的防锈膜具有更好的使用效果，从而提高钢纤维的防锈能力，进一步延长刹车片的使用寿命，防止由于钢纤维发生锈蚀造成刹车片机械性能下降的情况发生。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀；(2)将均匀混合的原料进行热压，压制成型；(3)将压制成型的刹车片进行热处理。作为优选，在所述的步骤(1)中搅拌的转速为300～500rpm，搅拌时间为20～30min。作为优选，在步骤(2)中热压的温度为140～160℃，压强为20～25mpa，保温时间为25～30min。作为优选，在步骤(3)中所述的热处理的步骤为，先将温度升至150～180℃，升温速率为30～50℃/h，保温1～3h，然后继续升温至300～350℃，保温5～8h。先对材料进行升温和保温，防止材料在热处理时出现细小的裂纹，从而导致刹车片出现瑕疵降低刹车片的降噪能力，而通过热处理可以促进晶体的生长，通过纤维将晶体连接起来，增强了本发明的耐磨能力和韧性，同时保持良好的机械结构降低刹车片在使用时的震幅，从而进一步起到降噪的作用。本发明的有益效果在于：本发明提供的刹车片具有耐磨，耐高温，不易变形，同时具有降噪功能的优势。同时本发明的刹车片的制备方法简单易行，有利于提高生产效率。具体实施方式下面结合具体实施案例对本发明作进一步解释：实施例1一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯10份，改性酚醛树脂10份，丁苯橡胶10份、丁腈橡胶15份、钛酸钾镁片晶体6份，聚丙烯6份，鳞片石墨20份，氮化硼10份，粘结剂2份，长石粉2份，氧化锌3份、橡胶粉10份、萤石粉2份，碳化硅1份，玻璃纤维4份，碳纤维3份。其中，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将120重量份的酚醛树脂加热至90℃然后与140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气3h，停止加热，在温度降至50℃加入50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入7重量份的丙酮，加热至100℃后冷却至室温放置24h。其中，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥4h。其中，所述的鳞片石墨经过以下处理：将30重量份的鳞片石墨在400℃下加热，然后加入120重量份的蒸馏水，再加入2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃并在15min内将15重量份的10％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5％氢氧化钠来控制ph值为5，并搅拌，搅拌速率为500rpm，保温1h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2h。其中，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20重量份。升温至60℃，加入酚醛树脂30重量份，再加入二甲苯15重量份，聚乙烯醇缩丁醛8重量份，搅拌2h，降至室温加入双氰胺0.5重量份，继续搅拌20min。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀，搅拌的转速为300rpm，搅拌时间为20min；(2)将均匀混合的原料进行热压，压制成型，热压的温度为140℃，压强为25mpa，保温时间为20min；(3)将压制成型的刹车片进行热处理，先将温度升至130℃，升温速率为20℃/h，保温3h，然后继续升温至150℃，保温8h。实施例2一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯5份，改性酚醛树脂5份，丁苯橡胶5份、丁腈橡胶10份、钛酸钾镁片晶体5份，聚丙烯3份，鳞片石墨15份，氮化硼6份，粘结剂1份，长石粉1份，氧化锌0.5份、橡胶粉5、萤石粉1份，碳化硅0.5份，玻璃纤维3份，碳纤维2份。其中，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将120重量份的酚醛树脂加热至90℃然后与140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气3h，停止加热，在温度降至50℃加入50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入7重量份的丙酮，加热至100℃后冷却至室温放置24h。其中，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥4h。其中，所述的鳞片石墨经过以下处理：将30重量份的鳞片石墨在400℃下加热，然后加入120重量份的蒸馏水，再加入2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃并在15min内将15重量份的10％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5％氢氧化钠来控制ph值为5，并搅拌，搅拌速率为500rpm，保温1h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2h。其中，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20重量份。升温至60℃，加入酚醛树脂30重量份，再加入二甲苯15重量份，聚乙烯醇缩丁醛8重量份，搅拌2h，降至室温加入双氰胺0.5重量份，继续搅拌20min。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀，搅拌的转速为300rpm，搅拌时间为20min；(2)将均匀混合的原料进行热压成型，热压的温度为140℃，压强为25mpa，保温时间为20min；(3)将压制成型的刹车片进行热处理，先将温度升至130℃，升温速率为20℃/h，保温3h，然后继续升温至150℃，保温8h。实施例3一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯8份，改性酚醛树脂8份，丁苯橡胶7份、丁腈橡胶12份、钛酸钾镁片晶体5份，聚丙烯4份，鳞片石墨16份，氮化硼8份，粘结剂1份，长石粉2份，氧化锌2份、橡胶粉9份、萤石粉1份，碳化硅0.5份，玻璃纤维3份，碳纤维2份。其中，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将120重量份的酚醛树脂加热至90℃然后与140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气3h，停止加热，在温度降至50℃加入50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入7重量份的丙酮，加热至100℃后冷却至室温放置24h。其中，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥4h。其中，所述的鳞片石墨经过以下处理：将30重量份的鳞片石墨在400℃下加热，然后加入120重量份的蒸馏水，再加入2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃并在15min内将15重量份的10％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5％氢氧化钠来控制ph值为5，并搅拌，搅拌速率为500rpm，保温1h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2h。其中，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20重量份。升温至60℃，加入酚醛树脂30重量份，再加入二甲苯15重量份，聚乙烯醇缩丁醛8重量份，搅拌2h，降至室温加入双氰胺0.5重量份，继续搅拌20min。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀，搅拌的转速为300rpm，搅拌时间为20min；(2)将均匀混合的原料进行热压成型，热压的温度为140℃，压强为25mpa，保温时间为20min；(3)将压制成型的刹车片进行热处理，先将温度升至130℃，升温速率为20℃/h，保温3h，然后继续升温至150℃，保温8h。实施例4一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯10份，改性酚醛树脂5份，丁苯橡胶10份、丁腈橡胶10份、钛酸钾镁片晶体5份，聚丙烯5份，鳞片石墨17份，氮化硼6份，粘结剂2份，长石粉1份，氧化锌0.5份、橡胶粉5份、萤石粉2份，碳化硅0.5份，玻璃纤维4份，碳纤维2份，钢纤维4份。丁基丁苯8份，改性酚醛树脂8份，丁苯橡胶7份、丁腈橡胶12份、钛酸钾镁片晶体5份，聚丙烯4份，鳞片石墨16份，氮化硼8份，粘结剂1份，石墨15份，长石粉2份，氧化锌2份、橡胶粉9份、萤石粉1份，碳化硅1份，玻璃纤维3份，碳纤维2份。其中，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将120重量份的酚醛树脂加热至90℃然后与140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气3h，停止加热，在温度降至50℃加入50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入7重量份的丙酮，加热至100℃后冷却至室温放置24h。其中，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥4h。其中，所述的鳞片石墨经过以下处理：将30重量份的鳞片石墨在400℃下加热，然后加入120重量份的蒸馏水，再加入2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃并在15min内将15重量份的10％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5％氢氧化钠来控制ph值为5，并搅拌，搅拌速率为500rpm，保温1h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2h。其中，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20重量份。升温至60℃，加入酚醛树脂30重量份，再加入二甲苯15重量份，聚乙烯醇缩丁醛8重量份，搅拌2h，降至室温加入双氰胺0.5重量份，继续搅拌20min。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀，搅拌的转速为300rpm，搅拌时间为20min；(2)将均匀混合的原料进行热压成型，热压的温度为140℃，压强为25mpa，保温时间为20min；(3)将压制成型的刹车片进行热处理，先将温度升至130℃，升温速率为20℃/h，保温3h，然后继续升温至150℃，保温8h。。实施例5一种具有降噪功能的刹车片，包括以下重量份的原料：丁基丁苯8份，改性酚醛树脂8份，丁苯橡胶8份、丁腈橡胶12份、钛酸钾镁片晶体5份，聚丙烯3份，鳞片石墨15份，氮化硼6份，粘结剂1份，长石粉1份，氧化锌3份、橡胶粉5份、萤石粉1份，碳化硅1份，玻璃纤维4份，碳纤维3份，钢纤维5份。其中，所述的改性酚醛树脂经过以下处理：将120重量份的酚醛树脂加热至90℃然后与140重量份的氧化铝颗粒混合，搅拌，保持温度抽真空，在真空状态下脱气3h，停止加热，在温度降至50℃加入50重量份的固化剂，所述的固化剂采用2-甲基咪唑，混合均匀后加入7重量份的丙酮，加热至100℃后冷却至室温放置24h。其中，所述的氧化铝颗粒经过以下处理：将所述的氧化铝颗粒过筛，取用300目的氧化铝颗粒，将过筛后的氧化铝颗粒在250℃下加热，冷却后加入异丙醇胺，超声洗涤15min，然后将氧化铝颗粒在加热灯下干燥4h。其中，所述的鳞片石墨经过以下处理：将30重量份的鳞片石墨在400℃下加热，然后加入120重量份的蒸馏水，再加入2重量份的脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚，并进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃并在15min内将15重量份的10％的硫酸铝溶液缓慢加入其中，同时滴加5％氢氧化钠来控制ph值为5，并搅拌，搅拌速率为500rpm，保温1h，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液为中性，然后将石墨在加热灯下干燥2h。其中，所述的粘结剂采用以下步骤制备：将有机硅树脂20重量份。升温至60℃，加入酚醛树脂30重量份，再加入二甲苯15重量份，聚乙烯醇缩丁醛8重量份，搅拌2h，降至室温加入双氰胺0.5重量份，继续搅拌20min。一种具有降噪功能的刹车片的制备方法，包括以下步骤:(1)将原料混合后搅拌均匀，搅拌的转速为300rpm，搅拌时间为20min；(2)将均匀混合的原料进行热压成型，热压的温度为140℃，压强为25mpa，保温时间为25min；(3)将压制成型的刹车片进行热处理，先将温度升至130℃，升温速率为20℃/h，保温3h，然后继续升温至150℃，保温10h。下面对优选实施例5进行检测，检测结构如下所示：物理性能测试结果项目密度硬度冲击强度设备型号万分天平洛氏硬度计冲击试验机单位g/cm3hrldj/cm2指标1.79863.4对于本发明的实施例3的耐磨性进行检测，检测结果如下：综上所述本发明具有良好的刹车效果和较强的耐磨能力以及良好的耐冲击性能，而且通过实际使用结果发现本发明具有良好的降噪效果，在模拟刹车的情况下未造成噪音。当前第1页12