本发明涉及摩擦材料技术领域，尤其是涉及一种摩擦块及其制备方法、刹车片。
背景技术：
随着我国经济和汽车工业的快速发展，汽车开进了越来越多的家庭，我国汽车保有量也超过了3亿辆且仍在不断增长。刹车片性能的优劣直接影响到汽车及乘车人员的安全，随着社会经济发展以及科技进步，对汽车制动刹车片的性能提出了更严格的要求。
现在常见的刹车片材料主要有半金属摩擦材料以及nao摩擦材料，其中半金属摩擦材料刹车片在使用过程中会产生重金属且有较大的制动噪音，对人们健康产生不良影响；nao摩擦材料主要采用芳纶纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维等作为增强纤维，但由于加工工艺繁杂困难及成本高等问题，我国大都依赖进口来满足国内需求。
因此，如何提高刹车片中的摩擦块的包括摩擦系数、硬度、耐磨性能、耐冲击韧性，导热性能、耐高温性能以及耐腐蚀性能在内的综合性能，以满足高负载、高温、高速和高腐蚀环境下的使用要求，满足社会经济发展以及科技进步的要求是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种刹车片中的摩擦块。本发明的另外一个目的是提供一种刹车片中的摩擦块的制备方法。本发明的另外一个目的是提供一种刹车片。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种刹车片中的摩擦块，由下列质量百分数的原料制成：8％～9％的酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂、4％～6％的丁腈橡胶粉、8％～12％的木质素纤维、2％～5％的活性炭、6％～8％的可膨胀石墨、2％～4％的二硫化钼、18％～23％的硫酸钡、4％～7％的碳酸钙、2％～3％的硫酸钙晶须、3％～4％的氧化铁黄、1％～2％的氧化铝、3％～5％的氧化铁红粉、2％～3％的碳化硅、5％～7％的硅灰石、4％～6％的蛭石粉以及1％～2％的高耐磨炉黑。
优选的，所述氧化铁红粉为超细氧化铁红粉。
一种上述的刹车片中的摩擦块的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述中的组分配方将各原料准备妥当，然后将除木质素纤维和酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂之外的其它剩余原料的粉状物通过混料机进行混合搅拌，然后把混合搅拌后的原料混合物经过超声波分散机进行分散处理以使组分分散均匀；
2)将木质素纤维与酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂进行混合：将木质素纤维分成4等份，在混料机4个不同位置逐次添加，每6分钟加入1份到酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂中进行混合，待第4份加入后混料6分钟完成混料；
3)将步骤1)制得的原料混合物加到步骤2)制得的原料混合物中进行混合，加料速度为0.5kg/min，待步骤1)制得的原料混合物加完后继续混料后完成混料；
4)将步骤3)制得的混合物放在烘干箱中在温度50℃～60℃下干燥处理3小时；
5)将步骤4)干燥后的混合物在冷压模上冷压成型；
然后在热压机上进行热压固化：热压温度为170℃～180℃，热压压力为12mpa～13mpa，热压时间为10min～15min，热压三个循环；
6)将步骤5)热压固化后的产物放入烘箱中进行热处理：先将烘箱内温度在1小时之内从室温升至90℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由90℃升至120℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由120℃升至170℃，然后保温1小时；
然后随炉冷却到室温；
然后脱模，完成后制得摩擦块。
一种刹车片，包括背板、粘接隔热层和摩擦块，所述摩擦块为上述的摩擦块或上述的制备方法所制备的摩擦块。
本申请提供了一种刹车片中的摩擦块，由下列质量百分数的原料制成：8％～9％的酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂、4％～6％的丁腈橡胶粉、8％～12％的木质素纤维、2％～5％的活性炭、6％～8％的可膨胀石墨、2％～4％的二硫化钼、18％～23％的硫酸钡、4％～7％的碳酸钙、2％～3％的硫酸钙晶须、3％～4％的氧化铁黄、1％～2％的氧化铝、3％～5％的氧化铁红粉、2％～3％的碳化硅、5％～7％的硅灰石、4％～6％的蛭石粉以及1％～2％的高耐磨炉黑；本申请还提供了一种基于上述组分配方的刹车片中的摩擦块的制备方法；本申请对摩擦块进行了成分强化与工艺强化，成分强化结合工艺强化实现了强强联合，从而提高了刹车片中的摩擦块的包括摩擦系数、硬度、耐磨性能、耐冲击韧性，导热性能、耐高温性能以及耐腐蚀性能在内的综合性能，以满足高负载、高温、高速和高腐蚀环境下的使用要求，满足了社会经济发展以及科技进步的要求。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种刹车片中的摩擦块，由下列质量百分数的原料制成：8％～9％的酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂、4％～6％的丁腈橡胶粉、8％～12％的木质素纤维、2％～5％的活性炭、6％～8％的可膨胀石墨、2％～4％的二硫化钼、18％～23％的硫酸钡、4％～7％的碳酸钙、2％～3％的硫酸钙晶须、3％～4％的氧化铁黄、1％～2％的氧化铝、3％～5％的氧化铁红粉、2％～3％的碳化硅、5％～7％的硅灰石、4％～6％的蛭石粉以及1％～2％的高耐磨炉黑。
在本申请的一个实施例中，所述氧化铁红粉为超细氧化铁红粉。
本发明以酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂为粘接剂，以木质素纤维为主要增强纤维，木质素纤维相较于钢纤维，碳纤维等，其密度相对较小，可以降低刹车片的质量。木质素纤维与酚醛树脂都是有机高分子化合物，它们之间有更好的亲和力，粘结力大，粘结强度更高，木质素纤维不易从基体中拔出。
本发明使用的木质素纤维有活跃的酚羟基(-oh)、醛基(-cho)官能团可以与酚醛树脂反应，增强酚醛树脂粘结剂的粘结性能，使刹车片内部结构致密，提高刹车片韧性和硬度，实验结果表明其冲击韧性为4.36j/cm2，硬度(hrl)为70。
木质素纤维由于其带状弯曲、凹凸不平、多孔的特殊结构能提高摩擦材料的气孔率，降低摩擦过程中的噪音。
木质素纤维作为一种有机纤维，摩擦过程中产生的高温会使木质素纤维炭化，炭化后的木质素纤维相当于碳纤维，并在刹车片表面形成致密的摩擦层。
本申请通过加入二硫化钼可有效改善高温条件下摩擦块的摩擦系数的稳定性，降低高温下的摩擦系数，降低噪音，增加刹车片的使用寿命。
本发明加入了二硫化钼，可有效改善高温条件下摩擦块的摩擦系数的稳定性。
本申请中，通过可膨胀石墨的加入可有效提高摩擦块的耐冲击韧性，以及其导热散热的能力；
氧化铁红粉可提高刹车片耐高温、耐氧化的性能，增强摩擦块的致密度与散热性能，降低制动噪音和抖动；
硫酸钡的化学性能稳定，不溶于水，酸，碱及有机溶剂，其大量加入可提高摩擦块的化学稳定性和致密度；
固体润滑剂二硫化钼的加入可以调节摩擦块的摩擦系数，保持摩擦系数的稳定性；
氧化铝的加入，可以稳定摩擦材料的高温下的摩擦性能，提高抗热衰退性能；
碳酸钙的加入可提高摩擦块的高速稳定性；
硅灰石的加入可提高摩擦块的热稳定性，增强抗腐蚀性和提高耐磨性。
本申请还提供了一种上述的刹车片中的摩擦块的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述中的组分配方将各原料准备妥当，然后将除木质素纤维和酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂之外的其它剩余原料的粉状物通过混料机进行混合搅拌，然后把混合搅拌后的原料混合物经过超声波分散机进行分散处理以使组分分散均匀；
2)将木质素纤维与酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂进行混合：将木质素纤维分成4等份，在混料机4个不同位置逐次添加，每6分钟加入1份到酚醛树脂或硼改性酚醛树脂或三聚氰胺改性酚醛树脂中进行混合，待第4份加入后混料6分钟完成混料；
3)将步骤1)制得的原料混合物加到步骤2)制得的原料混合物中进行混合，加料速度为0.5kg/min，待步骤1)制得的原料混合物加完后继续混料后完成混料；
4)将步骤3)制得的混合物放在烘干箱中在温度50℃～60℃下干燥处理3小时；
5)将步骤4)干燥后的混合物在冷压模上冷压成型；
然后在热压机上进行热压固化：热压温度为170℃～180℃，热压压力为12mpa～13mpa，热压时间为10min～15min，热压三个循环；
6)将步骤5)热压固化后的产物放入烘箱中进行热处理：先将烘箱内温度在1小时之内从室温升至90℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由90℃升至120℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由120℃升至170℃，然后保温1小时；
然后随炉冷却到室温；
然后脱模，完成后制得摩擦块。
本发明步骤1)中通过将原料的粉末状物单独混合，并利用超声波分散机进行分散处理，使得原料混合分布更加均匀。
本发明在混合木质素纤维时通过分时分区的添加方法，混合后的木质素纤维分布均匀，无团聚现象，增韧效果更好。
本申请还提供了一种刹车片，包括背板、粘接隔热层和摩擦块，所述摩擦块为上述的摩擦块或上述的制备方法所制备的摩擦块。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种摩擦块及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种刹车片中的摩擦块，由下列质量的原料制成：
9克的酚醛树脂、6克的丁腈橡胶粉、12克的木质素纤维、2克的活性炭、8克的可膨胀石墨、3克的二硫化钼、23克的硫酸钡、6克的碳酸钙、3克的碳化硅、3克的硫酸钙晶须、4克的氧化铁黄、2克的氧化铝、5克的超细氧化铁红粉、6克的硅灰石、6克的蛭石粉以及2克的高耐磨炉黑。
上述的刹车片中的摩擦块的制备方法，包括以下步骤：
1)按照实施例1中的组分配方将各原料准备妥当，然后将除木质素纤维和酚醛树脂之外的其它剩余原料的粉状物通过混料机进行混合搅拌，然后把混合搅拌后的原料混合物经过超声波分散机进行分散处理以使组分分散均匀；
2)将木质素纤维与酚醛树脂进行混合：将木质素纤维分成4等份，在混料机4个不同位置逐次添加，每6分钟加入1份到酚醛树脂中进行混合，待第4份加入后混料6分钟完成混料；
3)将步骤1)制得的原料混合物加到步骤2)制得的原料混合物中进行混合，加料速度为0.5kg/min，待步骤1)制得的原料混合物加完后继续混料后完成混料；
4)将步骤3)制得的混合物放在烘干箱中在温度55℃下干燥处理3小时；
5)将步骤4)干燥后的混合物在冷压模上冷压成型；
然后在热压机上进行热压固化：热压温度为170℃，热压压力为13mpa，热压时间为10min，热压三个循环；
6)将步骤5)热压固化后的产物放入烘箱中进行热处理：先将烘箱内温度在1小时之内从室温升至90℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由90℃升至120℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由120℃升至170℃，然后保温1小时；
然后随炉冷却到室温；
然后脱模，完成后制得摩擦块。
按照国家标准gb5763-2008，将实施例1制备的摩擦块在定速摩擦机器上进行摩擦试验，具体试验结果见表1a以及1b：
表1a实施例1制备的摩擦块的主要性能指标
表1b实施例1制备的摩擦块的主要性能指标
实施例2
一种刹车片中的摩擦块，由下列质量的原料制成：
9克的硼改性酚醛树脂、6克的丁腈橡胶粉、12克的木质素纤维、2克的活性炭、8克的可膨胀石墨、3克的二硫化钼、23克的硫酸钡、6克的碳酸钙、3克的碳化硅、3克的硫酸钙晶须、4克的氧化铁黄、2克的氧化铝、5克的超细氧化铁红粉、6克的硅灰石、6克的蛭石粉以及2克的高耐磨炉黑。
上述的刹车片中的摩擦块的制备方法，包括以下步骤：
1)按照实施例2中的组分配方将各原料准备妥当，然后将除木质素纤维和硼改性酚醛树脂之外的其它剩余原料的粉状物通过混料机进行混合搅拌，然后把混合搅拌后的原料混合物经过超声波分散机进行分散处理以使组分分散均匀；
2)将木质素纤维与硼改性酚醛树脂进行混合：将木质素纤维分成4等份，在混料机4个不同位置逐次添加，每6分钟加入1份到硼改性酚醛树脂中进行混合，待第4份加入后混料6分钟完成混料；
3)将步骤1)制得的原料混合物加到步骤2)制得的原料混合物中进行混合，加料速度为0.5kg/min，待步骤1)制得的原料混合物加完后继续混料后完成混料；
4)将步骤3)制得的混合物放在烘干箱中在温度50℃下干燥处理3小时；
5)将步骤4)干燥后的混合物在冷压模上冷压成型；
然后在热压机上进行热压固化：热压温度为180℃，热压压力为12mpa，热压时间为15min，热压三个循环；
6)将步骤5)热压固化后的产物放入烘箱中进行热处理：先将烘箱内温度在1小时之内从室温升至90℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由90℃升至120℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由120℃升至170℃，然后保温1小时；
然后随炉冷却到室温；
然后脱模，完成后制得摩擦块。
按照国家标准gb5763-2008，将实施例2制备的摩擦块在定速摩擦机器上进行摩擦试验，具体试验结果见表2a以及2b：
表2a实施例2制备的摩擦块的主要性能指标
表2b实施例2制备的摩擦块的主要性能指标
实施例3
一种刹车片中的摩擦块，由下列质量的原料制成：
9克的三聚氰胺改性酚醛树脂、6克的丁腈橡胶粉、12克的木质素纤维、2克的活性炭、8克的可膨胀石墨、3克的二硫化钼、23克的硫酸钡、6克的碳酸钙、3克的碳化硅、3克的硫酸钙晶须、4克的氧化铁黄、2克的氧化铝、5克的超细氧化铁红粉、6克的硅灰石、6克的蛭石粉以及2克的高耐磨炉黑。
上述的刹车片中的摩擦块的制备方法，包括以下步骤：
1)按照实施例3中的组分配方将各原料准备妥当，然后将除木质素纤维和三聚氰胺改性酚醛树脂之外的其它剩余原料的粉状物通过混料机进行混合搅拌，然后把混合搅拌后的原料混合物经过超声波分散机进行分散处理以使组分分散均匀；
2)将木质素纤维与三聚氰胺改性酚醛树脂进行混合：将木质素纤维分成4等份，在混料机4个不同位置逐次添加，每6分钟加入1份到三聚氰胺改性酚醛树脂中进行混合，待第4份加入后混料6分钟完成混料；
3)将步骤1)制得的原料混合物加到步骤2)制得的原料混合物中进行混合，加料速度为0.5kg/min，待步骤1)制得的原料混合物加完后继续混料后完成混料；
4)将步骤3)制得的混合物放在烘干箱中在温度60℃下干燥处理3小时；
5)将步骤4)干燥后的混合物在冷压模上冷压成型；
然后在热压机上进行热压固化：热压温度为170℃，热压压力为13mpa，热压时间为12min，热压三个循环；
6)将步骤5)热压固化后的产物放入烘箱中进行热处理：先将烘箱内温度在1小时之内从室温升至90℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由90℃升至120℃，然后保温1小时；
然后再将烘箱内温度在1小时之内由120℃升至170℃，然后保温1小时；
然后随炉冷却到室温；
然后脱模，完成后制得摩擦块。
按照国家标准gb5763-2008，将实施例3制备的摩擦块在定速摩擦机器上进行摩擦试验，具体试验结果见表3a以及3b：
表3a实施例3制备的摩擦块的主要性能指标
表3b实施例3制备的摩擦块的主要性能指标
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。