CN104327800B - 一种用于刹车片的树脂基摩擦材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于刹车片的树脂基摩擦材料及其制备工艺，属于材料领域。本发明的用于刹车片的树脂基摩擦材料，以酚醛树脂为原料，多组分协同作用，使得本发明用于刹车片的用于刹车片的树脂基摩擦材料具有稳定性好硬度高、耐摩擦性能优异等优点；各组分协同作用，使得本发明不仅硬度高，韧性也较好；制备方法工艺流程简便，提高了生产效率，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦材料，具体地，涉及一种用于刹车片的用于刹车片的树脂基摩擦材料。
背景技术
1897年世界上发明了第一块刹车片，并用于马车和早期的汽车，随后在1909年发明第一个固化石棉基刹车片，1968年发明世界上第一个半金属基刹车片，此后，摩擦材料开始向无石棉化发展。国内外开始研究各种石棉的替代纤维如钢纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等在摩擦材料上的应用。增强纤维的种类虽然很多，却没有一种纤维能够完全在成本和性能上取代石棉，因此国内外近年来的研究逐渐从单一纤维转向了混杂纤维。
黏结剂的主要作用是将刹车片的各组分紧密黏结在一起，保持刹车片在高温机械作用下的结构完整性。刹车片中最常使用的黏结剂是酚醛树脂，它具有优异的耐热性能和机械性能，电绝缘性和成型加工性能良好，且原料易得，价格便宜，工艺及生产设备简单。但纯酚醛树脂的使用会造成刹车片硬度过高、脆性大，耐热极限温度仅约为250℃。当超过300℃时，热分解现象相当严重，会导致刹车片的性能显著下降。因此必须对酚醛树脂进行增韧和耐热改性。
国外用到的改性树脂主要有有机硅改性酚醛树脂、硼酸改性酚醛树脂、氰酯改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂等。其中利用硼酸改性酚醛树脂制备出的刹车片在400℃的时候，仍然保持较高的摩擦系数，但这种摩擦材料成本较高。
现有的摩擦材料通常包括粘结剂、增强材料、摩擦性能调节剂、填料和混合料几部分，其中粘结剂一般采用酚醛树脂做原料，其存在的缺点是：耐热性差，热分解温度低，不适合高温摩擦片的生产；树脂的内聚强度低，造成摩擦制品的磨损率高，使用寿命短；树脂的韧性差，车辆在刹车时会产生噪音，摩擦片易碎损坏；游离酚含量高，所生产的摩擦片致密性较差。该类摩擦材料已经不能满足市场要求。我国刹车片的研究比国外起步晚，与世界发达国家还有较大差距。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种具有良好硬度、耐热性、热稳定性、耐水性、粘结性的用于刹车片的树脂基摩擦材料。
本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
酚醛树脂 40-60份；
硫化锡 6-13份；
碳酸钙 2-6份；
氧化铝 5-10份；
白炭黑 4-6份；
聚丙烯腈纤维 6-8份；
芳纶纤维 8-12份。
其中所述的酚醛树脂是通过以下方法合成的：
在室温下，依次向反应釜加入0.8-1kg苯酚、2-3L二氧杂环、0.5-0.8kg多聚甲醛，搅拌1-2h后升温至80-100℃，反应4-5h后，倒入减压蒸馏装置，经减压蒸馏除去多余溶剂，倒出冷却硬化后，用磨粉机磨粉待用。
所述硫化锡、碳酸钙、为市售200-300目产品。
所述氧化铝、白炭黑为市售250-350目产品。
所述聚丙烯腈纤维、芳纶纤维为20-30cm短纤维。
本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料制备工艺如下：
将酚醛树脂及其他组分依次加入JJ-5型胶砂机混合均匀，后经热压机190-230℃下热压8-12h成型，即得本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料。
本发明所具有的有益效果是：
1、本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料所用酚醛树脂耐热性好，硬度高，耐摩擦性能优异；
2、各组分协同作用，使得本发明不仅硬度高，韧性也较好；
3、合成工艺路线简单易操作。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明做进一步说明，具体实施例不限制本发明。
实施例1：本发明提供了一种用于刹车片的树脂基摩擦材料，由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
酚醛树脂 40份；
硫化锡 6份；
碳酸钙 2份；
氧化铝 5份；
白炭黑 4份；
聚丙烯腈纤维 6份；
芳纶纤维 8份。
本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料制备工艺如下：
（1）在室温下，依次向反应釜加入0.8kg苯酚、2L二氧杂环、0.5kg多聚甲醛，搅拌1h后升温至80℃，反应4h后，倒入减压蒸馏装置，经减压蒸馏除去多余溶剂，倒出冷却硬化后，用磨粉机磨粉待用。
（2）将酚醛树脂及其他组分依次加入JJ-5型胶砂机混合均匀，后经热压机190℃下热压8h成型，即得本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料。
实施例2：本发明提供了一种用于刹车片的树脂基摩擦材料，由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
酚醛树脂 50份；
硫化锡 10份；
碳酸钙 4份；
氧化铝 8份；
白炭黑 5份；
聚丙烯腈纤维 7份；
芳纶纤维 10份。
本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料制备工艺如下：
（1）在室温下，依次向反应釜加入0.9kg苯酚、2.5L二氧杂环、0.6kg多聚甲醛，搅拌1.5h后升温至90℃，反应4.5h后，倒入减压蒸馏装置，经减压蒸馏除去多余溶剂，倒出冷却硬化后，用磨粉机磨粉待用。
（2）将酚醛树脂及其他组分依次加入JJ-5型胶砂机混合均匀，后经热压机220℃下热压10h成型，即得本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料。
实施例3：本发明提供了一种用于刹车片的树脂基摩擦材料，由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
酚醛树脂 60份；
硫化锡 13份；
碳酸钙 6份；
氧化铝 10份；
白炭黑 6份；
聚丙烯腈纤维 8份；
芳纶纤维 12份。
本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料制备工艺如下：
（1）在室温下，依次向反应釜加入1kg苯酚、3L二氧杂环、0.8kg多聚甲醛，搅拌2h后升温至100℃，反应5h后，倒入减压蒸馏装置，经减压蒸馏除去多余溶剂，倒出冷却硬化后，用磨粉机磨粉待用。
（2）将酚醛树脂及其他组分依次加入JJ-5型胶砂机混合均匀，后经热压机230℃下热压12h成型，即得本发明用于刹车片的树脂基摩擦材料。
Claims (1)
1.一种用于刹车片的树脂基摩擦材料，由下述原料构成，所述份数均为重量份：
酚醛树脂 40-60份
硫化锡 6-13份
碳酸钙 2-6份
氧化铝 5-10份
白炭黑 4-6份
聚丙烯腈纤维 6-8份
芳纶纤维 8-12份；
所述硫化锡、碳酸钙为市售200-300目产品；所述氧化铝、白炭黑为市售250-350目产品；所述聚丙烯腈纤维、芳纶纤维为20-30cm短纤维；所述的用于刹车片的树脂基摩擦材料的制备方法，将酚醛树脂及其他组分依次加入JJ-5型胶砂机混合均匀热压成型，即得用于刹车片的树脂基摩擦材料；热压成型为190-230℃下热压8-12h。
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