CN109236906A - 一种摩托车用刹车片及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种摩托车用刹车片，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂15‑18份，丁腈橡胶1‑3份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯1‑2份，纳米二氧化硅5‑7份，氢氧化铝4‑6份，氮化硼3‑5份和硫磺0.5‑1份。本发明的摩托车用刹车片强度高，摩擦系数稳定，抗抖动性能好，旋转爆裂强度高。本发明还提供了一种摩托车用刹车片的制备工艺，针对特有的组分进行了制备工艺的优化，使得组分的融合交联更加充分，而且制备过程绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及刹车片材料领域，尤其涉及一种摩托车用刹车片及其制备工艺。
背景技术
随着现代交通运输业的快速发展，摩托车数量的日益增多，要求制动***中的刹车片具有足够稳定的摩擦系数、一定的高温机械强度、良好的耐磨性、无噪声、对环境无污染等特点，刹车片的制动性能直接影响车辆的行驶安全和城市清洁。现摩托车的刹车片主要存在以下问题：（1）摩擦片磨损过快，使用寿命短，存在安全隐患和资源浪费；（2）摩擦片材料配方含致癌物质——石棉纤维，其粉尘可污染大气，被人体吸入易致癌；（3）耐高温防裂性能不稳定，容易产生衰退现象，工艺复杂，环境适应性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种摩托车用刹车片及其制备工艺，该摩托车用刹车片强度高，摩擦系数稳定，抗抖动性能好，旋转爆裂强度高，该摩托车用刹车片的制备工艺针对特有的组分进行了工艺优化，使得组分的融合交联更加充分，而且制备过程绿色环保。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种摩托车用刹车片，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂15-18份，丁腈橡胶1-3份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯1-2份，纳米二氧化硅5-7份，氢氧化铝4-6份，氮化硼3-5份和硫磺0.5-1份。
优选的，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂18份，丁腈橡胶2份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯2份，纳米二氧化硅6份，氢氧化铝6份，氮化硼4份和硫磺1份。
优选的，所述改性植物纤维包括竹叶和竹纤维。
优选的，所述竹叶和竹纤维的重量份比为1:2。
优选的，所述强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土。
优选的，所述硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种摩托车用刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
（1）：将所述重量份的酚醛树脂和丁腈橡胶，在高速混料机内混料1小时后，得到第一混合组分；
（2）：将所述重量份的改性植物纤维、单层石墨烯、纳米二氧化硅、氢氧化铝、氮化硼和硫磺加入到步骤（1）所得第一混合组分内，继续在高速混料机内混料2小时后，得到第二混合组分；
（3）：将步骤（2）所得第二混合组分在温度60℃下密炼混合6分钟，得到第一密炼产物；
（4）：将所述重量份的强化材料加入到步骤（3）所得第一密炼产物内，然后在温度50℃下继续密炼混合8分钟，得到第二密炼产物；
（5）：将步骤（4）所得第二密炼产物投入开炼机进行混炼，形成混炼胶；
（6）：将步骤（5）所得混炼胶放入螺旋挤胶机中进行挤胶成型，得到刹车片半成品；
（7）：将步骤（6）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下经三段加热热压成型处理后，再进行成型打磨和固化，即得到刹车片成品。
优选的，步骤（2）中所述改性植物纤维包括竹叶和竹纤维，所述竹叶和竹纤维的重量份比为1:2，所述改性植物纤维的制备方法如下：
（a）：将竹叶2份加入体积分数为70％的乙醇溶液内，在20kHz超声搅拌5小时后，再过滤，回收乙醇溶液后，得到回收液备用；
（b）：将竹纤维4份加入步骤（b）所得回收液中浸泡2小时，浸泡温度为30℃，浸泡结束后于真空下干燥，即得到改性植物纤维。
优选的，步骤（4）中所述强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土，所述硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1，所述强化材料的制备工艺如下：将硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土按照所述重量份比混合，在200rpm下边搅拌边滴加体积分数80%的氯化钾溶液，搅拌反应3h后，旋转蒸发，真空干燥，即得到强化材料；其中，氯化钾溶液和强化材料的重量份比为4:1。
优选的，所述步骤（7）中所述的三段加热热压成型处理具体为：第一段、加热热压：在热压压强为10Mpa的条件下，5℃/分钟的升温速率升温至200℃；第二段、保温热压：待加热热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，保温6分钟；第三段、降温热压：待保温热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的降温速率降温至100℃，保温4分钟。
本发明采用竹叶对竹纤维进行改性处理，竹叶中所含的功能因子主要是黄酮糖苷和香豆素类内酯，黄酮糖苷能够起到一定的抗氧化作用，以反应的过程中分子内或者分子间的自由基被过分的氧化，相比较于其他纤维，竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有更好的吸附能力，能够更好的吸附容纳竹叶内的芳香有机成分；可以将改性植物纤维独特的成分充分地与其他原料进行融合，从而进一步提高产品的整体性能。
本发明添加经过搅拌和干燥工艺制备而成的复合型强化材料，可以增加大分子之间的有效接触面积以形成大量接触带，为原料分子之间的接触融合提供更多的接触点，使得不同原料分子的融合更加密集，强化结构体系并提高韧性及抗裂性能。
本发明的制备工艺中三段加热热压成型处理可防止温度的骤然升高对分子活性和产品成型产生的突变影响，获得偏析程度小、成分均匀和组织细小的刹车片，提高产品的整体机械性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
这里需要说明的是，下述单层石墨烯（纯度：>99wt%，厚度：0.5-3.0nm，片层直径：0.5-5um，比表面积:1000-1217m2/g），购买自苏州碳丰石墨烯科技有限公司的碳丰石墨烯，其他所述原材料均可从市面购得，这里不做一一详述，制备工艺中所用设备均为现有设备。
其中竹叶的具体产地也不做要求，只要能够达到相同的技术效果即可，比如优选黄秆乌哺鸡竹的竹叶，因为其所含有的抗氧化能力以及黄酮含量均较高。
实施例1：一种摩托车用刹车片，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂18份，丁腈橡胶2份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯2份，纳米二氧化硅6份，氢氧化铝6份，氮化硼4份和硫磺1份。
其中，改性植物纤维包括竹叶和竹纤维，竹叶和竹纤维的重量份比为1:2。
改性植物纤维的制备工艺如下：
（a）将竹叶2份加入体积分数为70％的乙醇溶液内，在20kHz超声搅拌5小时后，再过滤，回收乙醇溶液后，得到回收液备用；
（b）将竹纤维4份加入步骤（a）所得回收液中浸泡2小时，浸泡温度为30℃，浸泡结束后于真空下干燥，即得到改性植物纤维。
其中，强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土，硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1。
强化材料的制备工艺如下：将硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土按照上述重量份比混合，在200rpm下边搅拌边滴加体积分数80%的氯化钾溶液，搅拌反应3h后，旋转蒸发，真空干燥，即得到强化材料；其中，氯化钾溶液和强化材料的重量份比为4:1。
一种摩托车用刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的酚醛树脂和丁腈橡胶，在高速混料机内混料1小时后，得到第一混合组分；
（2）将上述重量份的改性植物纤维、单层石墨烯、纳米二氧化硅、氢氧化铝、氮化硼和硫磺加入到步骤（1）所得第一混合组分内，继续在高速混料机内混料2小时后，得到第二混合组分；
（3）将步骤（2）所得第二混合组分在温度60℃下密炼混合6分钟，得到第一密炼产物；
（4）将强化材料加入到步骤（3）所得第一密炼产物内，然后在温度50℃下继续密炼混合8分钟，得到第二密炼产物；
（5）将步骤（4）所得第二密炼产物投入开炼机进行混炼，形成混炼胶；
（6）将步骤（5）所得混炼胶放入螺旋挤胶机中进行挤胶成型，即得刹车片半成品；
（7）将步骤（6）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下经三段加热热压成型处理，再进行成型打磨和固化，即得到刹车片成品；其中，三段加热热压成型处理具体为：第一段、加热热压：在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的升温速率升温至200℃；第二段、保温热压：待加热热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，保温6分钟；第三段、降温热压：待保温热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的降温速率降温至100℃，保温4分钟。
实施例2：一种摩托车用刹车片，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂15份，丁腈橡胶1份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯1份，纳米二氧化硅5份，氢氧化铝4份，氮化硼3份和硫磺0.5份。
其中，改性植物纤维包括竹叶和竹纤维，竹叶和竹纤维的重量份比为1:2。
改性植物纤维的制备工艺如下：
（a）将竹叶2份加入体积分数为70％的乙醇溶液内，在20kHz超声搅拌5小时后，再过滤，回收乙醇溶液后，得到回收液备用；
（b）将竹纤维4份加入步骤（a）所得回收液中浸泡2小时，浸泡温度为30℃，浸泡结束后于真空下干燥，即得到改性植物纤维。
其中，强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土，硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1。
强化材料的制备工艺如下：将硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土按照上述重量份比混合，200rpm下边搅拌边滴加体积分数80%的氯化钾溶液，搅拌反应3h后，旋转蒸发，真空干燥，即得到强化材料；其中，氯化钾溶液和强化材料的重量份比为4:1。
一种摩托车用刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的酚醛树脂和丁腈橡胶，在高速混料机内混料1小时后，得到第一混合组分；
（2）将上述重量份的改性植物纤维、单层石墨烯、纳米二氧化硅、氢氧化铝、氮化硼和硫磺加入到步骤（1）所得第一混合组分内，继续在高速混料机内混料2小时后，得到第二混合组分；
（3）将步骤（2）所得第二混合组分在温度60℃下密炼混合6分钟，得到第一密炼产物；
（4）将强化材料加入到步骤（3）所得第一密炼产物内，然后在温度50℃下继续密炼混合8分钟，得到第二密炼产物；
（5）将步骤（4）所得第二密炼产物投入开炼机进行混炼，形成混炼胶；
（6）将步骤（5）所得混炼胶放入螺旋挤胶机中进行挤胶成型，得到刹车片半成品；
（7）将步骤（6）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下经三段加热热压成型处理，再进行成型打磨和固化，即得刹车片成品。其中，三段加热热压成型处理具体为：第一段、加热热压：在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的升温速率升温至200℃；第二段、保温热压：待加热热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，保温6分钟；第三段、降温热压：待保温热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的降温速率降温至100℃，保温4分钟，
实施例3：一种摩托车用刹车片，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂16份，丁腈橡胶3份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯1.5份，纳米二氧化硅7份，氢氧化铝5份，氮化硼4份和硫磺0.8份。
其中，改性植物纤维包括竹叶和竹纤维，竹叶和竹纤维的重量份比为1:2。
改性植物纤维的制备工艺如下：
（a）将竹叶2份加入体积分数为70％的乙醇溶液内，在20kHz超声搅拌5小时后，再过滤，回收乙醇溶液后，得到回收液备用；
（b）将竹纤维4份加入步骤（a）所得回收液中浸泡2小时，浸泡温度为30℃，浸泡结束后于真空下干燥，即得到改性植物纤维。
其中，强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土，硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1。
强化材料的制备工艺如下：将硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土按照上述重量份比混合，200rpm下边搅拌边滴加体积分数80%的氯化钾溶液，搅拌反应3h后，旋转蒸发，真空干燥，即得到强化材料；其中，氯化钾溶液和强化材料的重量份比为4:1。
一种摩托车用刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的酚醛树脂和丁腈橡胶，在高速混料机内混料1小时后，得到第一混合组分；
（2）将上述重量份的改性植物纤维、单层石墨烯、纳米二氧化硅、氢氧化铝、氮化硼和硫磺加入到步骤（1）所得第一混合组分内，继续在高速混料机内混料2小时后，得到第二混合组分；
（3）将步骤（2）所得第二混合组分在温度60℃下密炼混合6分钟，得到第一密炼产物；
（4）将强化材料加入到步骤（3）所得第一密炼产物内，然后在温度50℃下继续密炼混合8分钟，得到第二密炼产物；
（5）将步骤（4）所得第二密炼产物投入开炼机进行混炼，形成混炼胶；
（6）将步骤（5）所得混炼胶放入螺旋挤胶机中进行挤胶成型，得到刹车片半成品；
（7）将步骤（6）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下经三段加热热压成型处理，再进行成型打磨和固化，即得刹车片产品。其中，三段加热热压成型处理具体为：第一段、加热热压：在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的升温速率升温至200℃；第二段、保温热压：待加热热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，保温6分钟；第三段、降温热压：待保温热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的降温速率降温至100℃，保温4分钟。
对比例1：其与实施例1的不同之处在于：原料配方去掉改性植物纤维和强化材料。
对比例2：其与实施例1的不同之处在于：步骤（7）是将步骤（16）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下200℃加热热压成型处理10分钟，再进行成型打磨和固化，即得到刹车片成品。
现将实施例1-3与对比例1-2制得的摩托车用刹车片与同类市售摩托车用刹车片物理性能测试参数列于表1：
综上所述，本发明的摩托车用刹车片，强度高，摩擦系数稳定，抗抖动性能好，抗旋转爆裂强度高。
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。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中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的范围。
Claims (10)
1.一种摩托车用刹车片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂15-18份，丁腈橡胶1-3份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯1-2份，纳米二氧化硅5-7份，氢氧化铝4-6份，氮化硼3-5份和硫磺0.5-1份。
2.如权利要求1所述的摩托车用刹车片，其特征在于，由以下重量份的原料制成：酚醛树脂18份，丁腈橡胶2份，改性植物纤维6份，强化材料5份，单层石墨烯2份，纳米二氧化硅6份，氢氧化铝6份，氮化硼4份和硫磺1份。
3.如权利要求1所述的摩托车用刹车片，其特征在于，所述改性植物纤维包括竹叶和竹纤维。
4.如权利要求3所述的摩托车用刹车片，其特征在于，所述竹叶和竹纤维的重量份比为1:2。
5.如权利要求1所述的摩托车用刹车片，其特征在于，所述强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土。
6.如权利要求5所述的摩托车用刹车片，其特征在于，所述硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1。
7.一种如权利要求1所述的摩托车用刹车片的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）：将所述重量份的酚醛树脂和丁腈橡胶，在高速混料机内混料1小时后，得到第一混合组分；
（2）：将所述重量份的改性植物纤维、单层石墨烯、纳米二氧化硅、氢氧化铝、氮化硼和硫磺加入到步骤（1）所得第一混合组分内，继续在高速混料机内混料2小时后，得到第二混合组分；
（3）：将步骤（2）所得第二混合组分在温度60℃下密炼混合6分钟，得到第一密炼产物；
（4）：将所述重量份的强化材料加入到步骤（3）所得第一密炼产物内，然后在温度50℃下继续密炼混合8分钟，得到第二密炼产物；
（5）：将步骤（4）所得第二密炼产物投入开炼机进行混炼，形成混炼胶；
（6）：将步骤（5）所得混炼胶放入螺旋挤胶机中进行挤胶成型，得到刹车片半成品；
（7）：将步骤（6）所得刹车片半成品放入压力机内，在压力10MPa的条件下经三段加热热压成型处理后，再进行成型打磨和固化，即得到刹车片成品。
8.如权利要求7所述的摩托车用刹车片的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中所述改性植物纤维包括竹叶和竹纤维，所述竹叶和竹纤维的重量份比为1:2，所述改性植物纤维的制备方法如下：
（a）：将竹叶2份加入体积分数为70％的乙醇溶液内，在20kHz超声搅拌5小时后，再过滤，回收乙醇溶液后，得到回收液备用；
（b）：将竹纤维4份加入步骤（b）所得回收液中浸泡2小时，浸泡温度为30℃，浸泡结束后于真空下干燥，即得到改性植物纤维。
9.如权利要求7所述的摩托车用刹车片的制备工艺，其特征在于，步骤（4）中所述强化材料包括硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土，所述硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土的重量份比为1:3:1，所述强化材料的制备工艺如下：将硫磷丁辛基锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸锡和膨润土按照所述重量份比混合，在200rpm下边搅拌边滴加体积分数80%的氯化钾溶液，搅拌反应3h后，旋转蒸发，真空干燥，即得到强化材料；其中，氯化钾溶液和强化材料的重量份比为4:1。
10.如权利要求7所述的摩托车用刹车片的制备工艺，其特征在于，所述步骤（7）中所述的三段加热热压成型处理具体为：第一段、加热热压：在热压压强为10Mpa的条件下，5℃/分钟的升温速率升温至200℃；第二段、保温热压：待加热热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，保温6分钟；第三段、降温热压：待保温热压结束后，在热压压强为10Mpa的条件下，以5℃/分钟的降温速率降温至100℃，保温4分钟。
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