CN107387617A - 一种耐高温低磨损的无金属刹车片 - Google Patents
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Abstract
本发明属于刹车片技术领域，具体公开了一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下重量份组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6‑三（二甲氨基甲基）苯酚0.3～0.9份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、纳米萤石粉4～10份、纳米海泡石粉2～7份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。本发明的无金属刹车片不添加石棉、金属，热稳定性好，抗热衰退能力强，摩擦系数在不同温度下保持稳定，耐磨性高，而且具有一定的降噪能力。
Description
技术领域
本发明属于刹车片技术领域，具体涉及一种耐高温低磨损的无金属刹车片。
背景技术
刹车片也叫刹车皮，是汽车刹车***中最关键的安全件，对刹车效果的好坏起到了决定性作用。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟(鼓)及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能使车子停下来。一套良好有效率的刹车***必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退，因此要求刹车片具有适中的摩擦系数、较低的磨损率、良好的抗热衰退性能以及寿命长。现有的刹车片包括石棉刹车片、金属刹车片、半金属或少金属刹车片以及有机树脂刹车片，其中石棉刹车片是最早使用的刹车片，但是由于石棉的致癌作用现已经被禁止使用。金属刹车片、半金属刹车片或少金属刹车片中含有金属或合金，具有较高的热稳定性性，但是由于硬度大导致磨损率高、寿命短、质量大的缺陷。目前使用的有机树脂刹车片中添加无机纤维作为骨架补强，耐磨性能好，但是也存在有机树脂高温易分解，摩擦系数随温度变化浮动，刹车片热衰退等缺点，影响了刹车片的耐磨性能，而且刹车片的噪音大。
中国专利2012105199690，专利名称一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制造的刹车片、制作方法，公开了由竹炭、有机纤维、偶联剂复合制成的刹车片，刹车片具有一定的抗热衰性，但是刹车片中添加的有机树脂容易在急刹高温中分解，影响刹车片的性能，而且添加的钢棉降低了刹车片的耐磨性能。
发明内容
针对现有有机树脂刹车片在高温中分解导致热衰退而降低刹车性能和耐磨性的问题，本发明的目的在于提供一种耐高温低磨损的无金属刹车片，本发明的刹车片中不添加石棉、金属，但是具有良好的抗热分解性能，保证抗热衰退能力，使摩擦系数保持稳定，耐磨性能得到提高和维护。
本发明提供如下的技术方案：
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、纳米萤石粉4～10份、纳米海泡石粉2～7份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。
本发明的无金属刹车片经酚醛树脂、摩擦粉、石墨、焦炭粉、丁腈粉、重晶石粉、蒙脱石纳米粉、玻璃纤维、木质纤维、碳化硅纤维、轮胎粉、纳米二氧化硅气凝胶粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂、纳米萤石粉、纳米海泡石份制成。刹车片不含有石棉、金属，避免石棉高温分解产生有毒物质，以及刹车片质量大的缺陷。刹车片以酚醛树脂为基体，酚醛树脂是由苯酚、甲醛在酸性介质中缩聚形成的热塑性树脂，具有一定的机械强度与电绝缘性能，热稳定性好而且韧性大、粘性好，而丁腈粉可以强化酚醛树脂的韧性。而纳米萤石粉中的氟与酚醛树脂酚羟基中的氢形成氢键，限制的酚醛树脂骨架的热运动，提高了酚醛树脂的耐热性能，同时纳米萤石粉、纳米海泡石粉具有良好的热稳定性。纳米海泡石粉莫氏硬度为2.2～2.5，质地轻，提高耐磨性能明显，孔隙结构丰富，吸音隔热能力强。石墨可以形成润滑效果，提高刹车片的耐磨率，同时降噪。轮胎粉是弹性填料，起到强化耐磨性能并降低噪音的作用。蒙脱石纳米粉、摩擦粉、重晶石粉热稳定性好，稳定刹车片的摩擦系数与耐磨持久性能。焦炭粉的气孔率高，提高摩擦系数并减少了制动噪音，而且减轻了高温摩擦时的热衰退。纳米二氧化硅气凝胶粉粘结性能强、热稳定性好，强化酚醛树脂的粘结，纳米二氧化硅气凝胶粉具有丰富的孔隙，孔隙率高，导热系数小，与纳米海泡石份互相补强，使刹车片的内部受表面高温的影响小，延长刹车片的寿命，且可以吸附部分分解物及油脂，避免刹车片分层起包。重质碳酸钙热稳定性好，磨耗值小，一方面经硅烷偶联剂与有机树脂相连增强热稳定性，提高抗热衰退性能，另一方面提高耐磨性。木质纤维在刹车片内形成网络骨架，促进各组份的均匀分散。玻璃纤维的耐热性高、机械强度高，碳化硅纤维的热稳定性、机械强度以及耐磨性好，两者通过复合起到增强刹车片热稳定性、机械强度与耐磨性的作用。通过上述各组份的共同作用使本发明的无金属刹车片抗热分解性能强、抗热衰退能力高，摩擦系数稳定，耐磨性能得到提高和维护，且刹车中产生的噪音小。
作为本发明的一种改进，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂11～19份、摩擦粉18～22份、石墨13～17份、焦炭粉5～7份、蒙脱石纳米粉3～6份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.5～0.7份、丁腈粉3～5份、重晶石粉7～13份、玻璃纤维13～17份、木质纤维4～6份、碳化硅纤维12～15份、轮胎粉8～12份、纳米萤石粉5～9份、纳米海泡石粉3～6份、纳米二氧化硅气凝胶粉5～7份、重质碳酸钙3～5份、硅烷偶联剂8～12份。通过优化各组分的添加量进一步提升刹车片的抗热衰退性能、耐磨性能。
作为本发明的一种改进，所述纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.2～0.5mol/L的盐酸溶液中在30～40℃浸泡30～60min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中400～500℃煅烧1～2h。经过酸蚀处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度由4降低至3.2，使刹车片的耐磨性能进一步提高。
作为本发明的一种改进，所述蒙脱石纳米粉经以下过程改性制成：向蒙脱石纳米粉中滴加0.1～0.32倍重量的环氧树脂液体并在75～85℃的水浴中搅拌90～150min，搅拌速率25～35r/min，然后120～140℃保持10～12h，160～180℃保持2～5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。蒙脱石纳米粉中引入了环氧树脂，使蒙脱石纳米粉中环氧基丰富，并在刹车片热压加工过程中经2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚作用与酚醛树脂交联固化，增强了酚醛树脂的热稳定性和抗热衰退性能。同时经改性后的蒙脱石的层间距增加，与有机树脂及丁腈粉、轮胎粉的相容性得到提升。另外蒙脱石的莫氏硬度为1，可以提高刹车片的耐磨性能，强化石墨等组分的耐磨效果。
作为本发明的一种改进，石墨包括粒径分别为25～40μm的大片石墨、10～18μm的小片石墨，两者的质量比为1:0.5～0.3。通过大片石墨形成二维骨架并提高刹车片内的气孔率，通过小片石墨增强润滑作用。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按照一定的加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料；(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度140～160℃、压力20～30MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于145～155℃的热处理炉中加热处理15～18h，冷却至室温；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
通过一定的加料顺序保证各组份混合均匀，并避免各纤维的团结以及被破坏；通过热压硫化使各组份之间发生交联、互补、强化作用；通过热处理强化刹车片内的结构稳定。
作为本发明方法的一种改进，步骤(1)中混料过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合20～30min，转速15～25r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合25～35min，转速30～40r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合45～60min，转速20～28r/min；然后加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合60～90min，转速36～50r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃。首先将酚醛树脂、丁腈粉等作为第一部分混合使各组份充分分散，提高对酚醛树脂的补强效果。将重晶石粉、重质碳酸钙作为第二部分强化分散。将玻璃纤维、碳化硅纤维作为第三部分加入使碳化硅纤维起到对玻璃纤维的补强作用。将木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉纤维作为第四部分加入使纳米二氧化硅气凝胶粉在木质纤维的分散作用下充分混合。控制各阶段的搅拌速率和时间提高各组份均匀分散，以及可相互作用的组份之间的接触，并避免各纤维的团结以及被破坏。
本发明的有益效果如下：
本发明的无金属刹车片中不添加石棉、金属，热稳定性好，抗热衰退能力强，摩擦系数在不同温度下保持稳定，耐磨性高，而且具有一定的降噪能力。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下组份制成：酚醛树脂7g、摩擦粉10g、石墨7g、焦炭粉3g、蒙脱石纳米粉2g、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.3g、丁腈粉2g、重晶石粉5g、玻璃纤维7g、木质纤维2g、碳化硅纤维10g、轮胎粉5g、纳米萤石粉4g、纳米海泡石粉2g、纳米二氧化硅气凝胶粉3g、重质碳酸钙2g、硅烷偶联剂5g。优选石墨包括粒径分别为25μm的大片石墨、10μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.5。蒙脱石纳米粉优选经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.1倍重量的环氧树脂液体并在75℃的水浴中搅拌90min，搅拌速率25r/min，然后120℃保持10h，160℃保持2小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。
其中纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.2mol/L的盐酸溶液中在30℃浸泡30min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中400℃煅烧1h。处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度为3.2。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按照加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料，优选的加料顺序的过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合20min，转速15r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合25min，转速30r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合45min，转速20r/min；再加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合60min，转速36r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃；
(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度140℃、压力20MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于145℃的热处理炉中加热处理15h，冷却至室温，优选16℃；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
为提高酚醛树脂的均匀分散程度，在步骤(1)混料前将酚醛树脂经粉碎机粉碎至质量分数95％以上的粒子的粒径不超过75μm后使用。
实施例2
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下组份制成：酚醛树脂11g、摩擦粉18g、石墨13g、焦炭粉5g、蒙脱石纳米粉3g、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.5g、丁腈粉3g、重晶石粉7g、玻璃纤维13g、木质纤维4g、碳化硅纤维12g、轮胎粉8g、纳米萤石粉5g、纳米海泡石粉3g、纳米二氧化硅气凝胶粉5g、重质碳酸钙3g、硅烷偶联剂8g。优选石墨包括粒径分别为35μm的大片石墨、15μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.4。蒙脱石纳米粉优选经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.21倍重量的环氧树脂液体并在80℃的水浴中搅拌120min，搅拌速率30r/min，然后130℃保持11h，170℃保持3.5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。
其中纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.35mol/L的盐酸溶液中在35℃浸泡45min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中450℃煅烧1.5h，处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度为3.2。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按照加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料，优选的加料顺序的过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合25min，转速20r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合30min，转速35r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合55min，转速24r/min；再加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合75min，转速42r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃；
(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度145℃、压力25MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于150℃的热处理炉中加热处理16h，冷却至室温，优选20℃；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
为提高酚醛树脂的均匀分散程度，在步骤(1)混料前将酚醛树脂经粉碎机粉碎至质量分数95％以上的粒子的粒径不超过75μm后使用。
实施例3
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下组份制成：酚醛树脂15g、摩擦粉15g、石墨15g、焦炭粉6g、蒙脱石纳米粉4.5g、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.6g、丁腈粉4g、重晶石粉10g、玻璃纤维15g、木质纤维5g、碳化硅纤维13.5g、轮胎粉10g、纳米萤石粉7g、纳米海泡石粉4.5g、纳米二氧化硅气凝胶粉6g、重质碳酸钙4g、硅烷偶联剂10g。优选石墨包括粒径分别为35μm的大片石墨、15μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.4。蒙脱石纳米粉优选经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.21倍重量的环氧树脂液体并在80℃的水浴中搅拌120min，搅拌速率30r/min，然后130℃保持11h，170℃保持3.5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。
其中纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.35mol/L的盐酸溶液中在35℃浸泡45min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中450℃煅烧1.5h，处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度为3.2。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按照加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料，优选的加料顺序的过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合25min，转速20r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合30min，转速35r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合55min，转速24r/min；再加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合75min，转速42r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃；
(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度150℃、压力25MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于150℃的热处理炉中加热处理16.5h，冷却至室温，优选23℃；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
为提高酚醛树脂的均匀分散程度，在步骤(1)混料前将酚醛树脂经粉碎机粉碎至质量分数95％以上的粒子的粒径不超过75μm后使用。
实施例4
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下组份制成：酚醛树脂19g、摩擦粉22g、石墨17g、焦炭粉7g、蒙脱石纳米粉6g、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.7g、丁腈粉5g、重晶石粉13g、玻璃纤维17g、木质纤维6g、碳化硅纤维15g、轮胎粉12g、纳米萤石粉9g、纳米海泡石粉6g、纳米二氧化硅气凝胶粉7g、重质碳酸钙5g、硅烷偶联剂12g。优选石墨包括粒径分别为35μm的大片石墨、15μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.4。蒙脱石纳米粉优选经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.21倍重量的环氧树脂液体并在80℃的水浴中搅拌120min，搅拌速率30r/min，然后130℃保持11h，170℃保持3.5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。
其中纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.35mol/L的盐酸溶液中在35℃浸泡45min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中450℃煅烧1.5h，处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度为3.2。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料，优选的加料顺序的过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合25min，转速20r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合30min，转速35r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合55min，转速24r/min；再加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合75min，转速42r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃；
(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度155℃、压力25MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于150℃的热处理炉中加热处理17h，冷却至室温，优选25℃；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
为提高酚醛树脂的均匀分散程度，在步骤(1)混料前将酚醛树脂经粉碎机粉碎至质量分数95％以上的粒子的粒径不超过75μm后使用。
实施例5
一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下组份制成：酚醛树脂23g、摩擦粉30g、石墨23g、焦炭粉9g、蒙脱石纳米粉7g、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.9g、丁腈粉6g、重晶石粉15g、玻璃纤维23g、木质纤维8g、碳化硅纤维17g、轮胎粉15g、纳米萤石粉10g、纳米海泡石粉7g、纳米二氧化硅气凝胶粉9g、重质碳酸钙6g、硅烷偶联剂15g。优选石墨包括粒径分别为40μm的大片石墨、18μm的小片石墨，大片石墨与小片石墨的质量比为1:0.3。蒙脱石纳米粉优选经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.32倍重量的环氧树脂液体并在85℃的水浴中搅拌150min，搅拌速率35r/min，然后140℃保持12h，180℃保持5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至300nm。
其中纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.5mol/L的盐酸溶液中在40℃浸泡60min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中500℃煅烧2h。处理后的纳米萤石粉的莫氏硬度为3.2。
一种耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：按照加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料，优选的加料顺序的过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合30min，转速25r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合35min，转速40r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合60min，转速28r/min；再加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合90min，转速50r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃；
(2)热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度160℃、压力30MPa得到刹车片；
(3)热处理：将刹车片置于155℃的热处理炉中加热处理18h，冷却至室温，优选26℃；
(4)对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
为提高酚醛树脂的均匀分散程度，在步骤(1)混料前将酚醛树脂经粉碎机粉碎至质量分数95％以上的粒子的粒径不超过75μm后使用。
性能测试
对实施例1～5制备的无金属刹车片进行制动噪音、密度、硬度、冲击强度、剪切强度、热膨胀率等物理性能以及磨损率、摩擦系数等指标的测定，参考标准GB5763-2008，结果见表1、表2，实施例1～5分别标记为例1～5。
表1物理性能测试
| 项目 | 密度 | 硬度 | 冲击强度 | 剪切强度 | 热膨胀 | 制动噪音 |
| 单位 | g/cm3 | HRL | dJ/cm2 | MPa | ％ | dB |
| 设备 | 万分天平 | 洛氏硬度计 | 冲击试验机 | 拉伸试验机 | 膨胀试验机 | 激光测振仪 |
| 结果 | 1.9～2.1 | 82～105 | 3.3～4.1 | 8.12～8.58 | 1.2～2.3 | 35～46 |
表2摩擦测试
表3磨损率测试
从表1～3可以看出，本发明制备的无金属刹车片质轻、硬度高、冲击强度大，剪切强度高，热膨胀效果小，制动噪音低，而且摩擦系数适中，且随温度变化小，稳定性好，磨损率低，无金属刹车片具有良好的抗热衰退性能、耐磨性能。
Claims (7)
1.一种耐高温低磨损的无金属刹车片，其特征在于，所述无金属刹车片由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、纳米萤石粉4～10份、纳米海泡石粉2～7份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。
2.根据权利要求1所述的耐高温低磨损的无金属刹车片，其特征在于，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂11～19份、摩擦粉18～22份、石墨13～17份、焦炭粉5～7份、蒙脱石纳米粉3～6份、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚0.5～0.7份、丁腈粉3～5份、重晶石粉7～13份、玻璃纤维13～17份、木质纤维4～6份、碳化硅纤维12～15份、轮胎粉8～12份、纳米萤石粉5～9份、纳米海泡石粉3～6份、纳米二氧化硅气凝胶粉5～7份、重质碳酸钙3～5份、硅烷偶联剂8～12份。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温低磨损的无金属刹车片，其特征在于，所述纳米萤石粉经酸蚀处理后使用，酸蚀过程为：将纳米萤石粉置于浓度为0.2～0.5mol/L的盐酸溶液中在30～40℃浸泡30～60min，然后取出并经水冲洗后置于马弗炉中400～500℃煅烧1～2h。
4.根据权利要求1或2所述的耐高温低磨损的无金属刹车片，其特征在于，所述蒙脱石纳米粉经以下过程改性后使用：向蒙脱石纳米粉中滴加0.1～0.32倍重量的环氧树脂液体并在75～85℃的水浴中搅拌90～150min，搅拌速率25～35r/min，然后120～140℃保持10～12h，160～180℃保持2～5小时得到浸润粉料，然后研磨分散使浸润粉料粒径至100～300nm。
5.根据权利要求1或2所述的耐高温低磨损的无金属刹车片，其特征在于，石墨包括粒径分别为25～40µm的大片石墨、10～18µm的小片石墨，两者的质量比为1:0.5～0.3。
6.如权利要求1至5任一所述的耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：
（1）混料：按照一定的加料顺序向犁耙混料机中依次加入各组份原料并混匀得到混合物料；
（2）热压硫化：将混合物料置于热压模具中，在高吨位液压机中采用常规程序热压硫化，压制温度140～160℃、压力20～30MPa得到刹车片；
（3）热处理：将刹车片置于145～155℃的热处理炉中加热处理15～18h，冷却至室温；
（4）对刹车片进行平头倒角、磨外弧、磨内弧、钻孔、外弧精磨处理，印标识并包装入库。
7.根据权利要求6所述的耐高温低磨损的无金属刹车片的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混料过程如下：向犁耙混料机中依次加入酚醛树脂、丁腈粉、摩擦粉、石墨、焦炭粉、蒙脱石纳米粉、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、轮胎粉、纳米萤石粉、纳米海泡石粉混合20～30min，转速15～25r/min；然后加入重晶石粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂混合25～35min，转速30～40r/min；再依次加入玻璃纤维、碳化硅纤维混合45～60min，转速20～28r/min；然后加入木质纤维、纳米二氧化硅气凝胶粉混合60～90min，转速36～50r/min得到混合物料，控制混合物料出料温度≤50℃。
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