CN1165255A - 一种刹车片 - Google Patents
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Abstract
一种刹车片它包含有如下组分：由酚醛树脂和脲醛树脂组成的混合树脂、无机高分子化合物、重晶石粉、铁矿粉、碳酸钙、金属氧化物、石墨、二硫化钼、玻璃纤维、钢纤维、铜纤维。在制备中先将酚醛树脂和脲醛树脂投入捏合机中搅拌，接着将无机高分子化合物投入捏合机中搅拌进行共混改性处理，然后再进行下面的制备过程。本发明的产品摩擦系数稳定、热衰退性小、耐热性能好、磨损率适度不损伤对偶、刹车噪音小、成本低。
Description
本发明涉及一种机动车辆的制动控制***，特别是制动元件刹车片。
原始的刹车片是以石棉填充酚醛树脂为原料制成的。因其对环境造成污染所以国内外均以非石棉的纤维材料来填充酚醛树脂。目前无石棉刹车片的原料组成比较繁多，主要区别在于粘合剂不同。国内外普遍采用以酚醛树脂为主，用其它有机高分子化合物对其进行改性。众所周知有机高分子材料最大的缺点是耐热性差，满足不了高温工况条件下的耐磨要求。近年来有人用无机化合物如用硼改性酚醛树脂用于制造石油钻机刹车片，制品的耐热性能、热衰退性能比不改性的制品有明显提高。但是用硼改性酚醛树脂的工艺过程比较复杂、成本高。对于汽车刹车片来说它是用量很多易损件，成本高是不适用的。
本发明的目的在于提供一种成本低、耐热性能好的刹车片。
本发明的目的可通过以下措施来实现：一种刹车片，其特征在于；各组分的重量百分比为：混合树脂10～30％、无机高分子化合物12～18％、重晶石粉15～20％铁矿粉20～25％、碳酸钙5～6％、金属氧化物2～5％、石墨3～5％、二硫化钼1～2％、玻璃纤维2～3％、钢纤维2～5％、铜纤维1％。混合树脂为脲醛树脂和酚醛树脂的混合物，脲醛树脂：酚醛树脂＝1～2∶1。最好各组分的重量百分比为：混合树脂20％、无机高分子化合物15％、重晶石粉15％、铁矿粉25％、碳酸钙5％、金属氧化物5％、石墨5％、二硫化钼1％、玻璃纤维3％、钢纤维5％、铜纤维1％。一种刹车片的制备方法，其特征在于：将酚醛树脂和脲醛树脂投入捏合机中搅拌5分钟，再将无机高分子化合物投入捏合机中搅拌10分钟进行共混改性处理。
本发明主要是用无机高分子化合物改性有机高分子树脂作为刹车片的粘合剂。
本发明的原料主要包括有粘结剂、改性剂、填料和增强材料。其中粘结剂为酚醛树脂和脲醛树脂的混合树脂，其用量比为脲醛树脂：酚醛树脂＝1～2∶1。如果脲醛树脂比例过高虽可降低成本但会影响刹车片的性能，因为脲醛树脂的物理性能较酚醛树脂差，如果脲醛树脂比例过低刹车片成本降不下来。上述混合树脂在配方中占10～30％时可有效地将其它组分牢固地结合在一起。最好混合树脂在配方中占20％。上述混合树脂的改性剂为无机高分子化合物如铝钒土和膨润土。它们与混合树脂共混可将其改性，因为无机高分子化合物耐热性能好又具有柔韧性，其较高的内聚力及老化内聚力可提高产品的强度，同时它还可以提高粘合剂的延展性及粘附作用又能较大幅度地降低产品的成本。如果用量过多固化后产品太硬刹车时有噪音，如果用量过少又达不到改性的效果，因此无机高分子化合物在配方中占12～18％比较适宜。最好在配方中占15％。本发明采用的增强材料包括有玻璃纤维、钢纤维和铜纤维，它们可提高产品的冲击强度。其中玻璃纤维还可提高产品的耐热性能，但是用量不宜过多，太多会增加产品的脆性。一般在配方中占2～3％，最好在配方中占3％。钢、铜纤维还可提高产品的导热性能，二者如用量多产品太硬易损伤对偶，刹车时有噪音，同时还会增加成本。一般钢纤维在配方中占2～5％，铜纤维在配方中占1％。最好前者在配方中占5％。本发明采用的填料包括有重晶石粉、铁矿粉、碳酸钙、金属氧化物。石墨及二硫化钼。其中重晶石粉可提高产品的内聚力，用量过多产品太硬，一般在配方中占15～20％比较适宜，最好占15％。铁矿粉可改善制品导热性能又可降低成本，但是用量过多散热快，也会影响产品的强度，一般在配方中占20～25％比较适宜，最好占25％。碳酸钙(重钙)主要是能提高产品尺寸的稳定性，降低固化收缩率，也可降低成本。但是用量过多会影响产品的强度，一般在配方中占5～6％比较适宜，最好占5％。金属氧化物如氧化镁、三氧化二铝，其能调节高分子的柔顺性，用量在配方中占2～5％比较适宜，最好占5％。石墨可提高产品的耐磨、耐烧蚀、导热、润滑等性能，用量过多会增加成本一般在配方中占3～5％，最好占5％。二硫化钼可提高产品的耐磨和润滑性能，用量过多会增加成本，一般在配方中占1～2％，最好占1％。
本发明产品的制备方法如下：1、捏合①将酚醛树脂和脲醛树脂投入捏合机中搅拌5分钟，再将无机高分子化合物投入捏合机中搅拌10分钟进行共混改性处理。②将填料一起投入上述的捏合机中，充分搅拌10分钟。③在搅拌条件下依次向上述捏合机中投入玻璃纤维、钢纤维和铜纤维，搅拌20分钟。2、予处理①干燥：将捏合好的物料干燥，其可以是自然干燥也可以是在105℃左右的鼓风干燥箱中干燥，干燥时间视物料的挥发分而定，以手感不粘手为止。②粉碎：将干燥过的物料冷却至常温，投入粉碎机内进行粉碎，使物料的粒度在80目左右。3、模压成型①压制：向予热过的模具内涂脱模剂，放入经处理过的并涂有粘结剂的钢背，将物料置于模腔中，在160℃～170℃、单位压力18～20MPa条件下压制1～1.5分钟/mm，于是便得到将物料固定在钢背上的半成品盘式片。②热处理：将半成品盘式片码放在夹具上用螺丝紧固，然后置于烘箱中，经1小时升至100保持3小时，再经30分钟升至125～130℃保持3小时，之后停止加热待温度降至60℃以下方可出料。4后处理：经磨面和喷漆后即可得到成品。
本发明技术所生产的产品具有如下优点：
1、摩擦系数稳定，热衰退性小，耐热性能好。
2、摩损率适度，不易刮伤对偶。
3、刹车时噪音小。
4、成本低，价格仅是进口同类产品的1/3。
例1
取5公斤酚醛树脂、5公斤脲醛树脂将它们投入捏合机中搅拌5分钟，再将18公斤铝钒土投入捏合机中搅拌10分钟进行共混改性处理，再取5公斤氧化镁、20公斤重晶石粉、25公斤铁矿粉、5公斤石墨、2公斤二硫化钼和6公斤碳酸钙一起投入上述的捏合机中，充分搅拌10分钟。之后在搅拌条件下依次向上述捏合机中投入3公斤玻璃纤维、5公斤钢纤维和1公斤铜纤维，搅拌20分钟。将捏合好的物料在105℃左右的鼓风干燥箱内干燥，待手感不粘手为止。将干燥过的物料冷却至常温，投入粉碎机内进行粉碎，过80目筛取筛下物备用。模具置于液压机将内予热温度控制在160～170℃。当模具达到规定的温度后打开模具涂上脱膜剂(油酸)放入经处理过的并涂有粘结剂的钢背、将物料倒入模腔中铺平、盖上模盖，推入液压机中在160～170℃，单位压力18～20MPa条件下压制1～1.5分钟/mm。在压制中一般放气2～3次。成型后起模得到半成品盘式片。再将它码放在夹具上，用螺丝紧固，置于烘箱中，经1小时左右升温至100℃，保持3小时，再经30分钟左右升温至125～130℃，保持3小时后停止加热，待温度降至60℃以下方可出料。再经磨面和喷漆后即可得到成品。
例2
重复例1的操作，其中酚醛树脂4公斤、脲醛树脂6公斤、膨润土18公斤、三氧化二铝5公斤、重晶石粉20公斤、铁矿粉25公斤、石墨5公斤、二硫化钼2公斤、碳酸钙6公斤、玻璃纤维3公斤、钢纤维5公斤、铜纤维1公斤。
例3
重复例1的操作，其中酚醛树脂15公斤、脲醛树脂15公斤、膨润土12公斤、三氧化二铝2公斤、重晶石粉19公斤、铁矿粉24公斤、石墨2公斤、二硫化钼1公斤、碳酸钙5公斤、玻璃纤维2公斤、钢纤维2公斤、铜纤维1公斤。
例4
重复例1的操作，其中酚醛树脂10公斤、脲醛树脂20公斤、铝钒土12公斤、三氧化二铝2公斤、重晶石粉20公斤、铁矿粉20公斤、石墨4公斤、二硫化钼1公斤、碳酸钙6公斤、玻璃纤维2公斤、钢纤维2公斤、铜纤维1公斤。
例5
重复例1的操作，其中酚醛树脂10公斤、脲醛树脂20公斤、膨润土12公斤、氧化镁2公斤、重晶石粉15公斤、铁矿粉25公斤、石墨3公斤、二硫化钼2公斤、碳酸钙5公斤、玻璃纤维2公斤、钢纤维3公斤、铜纤维1公斤。
例6
重复例1的操作，其中酚醛树脂10公斤、脲醛树脂10公斤、膨润土15公斤、氧化镁5公斤、重晶石粉15公斤、铁矿粉25公斤、石墨5公斤、二硫化钼1公斤、碳酸钙5公斤、玻璃纤维3公斤、钢纤维5公斤、铜纤维1公斤。
注本申请文件所用的百分比均为重量百分比。
本发明产品经中国汽车工业总公司长春汽车研究所检测所测项目完全符合GB5763-86标准，具体数据如下表所示：序号 项目 依据 检测温度 技术要求 实测值1 摩擦系数μ GB5763 100℃ 0.25～0.60 0.39
150℃ 0.25～0.60 0.39
200℃ 0.25～0.60 0.39
250℃ 0.25～0.60 0.40
300℃ 0.25～0.60 0.392 磨损率(×10-7 GB5763 100℃ ≤0.51 0.25
cm3/N.m) 150℃ ≤0.77 0.37
200℃ ≤1.02 0.62
250℃ ≤2.04 1.10
300℃ ≤3.57 2.56
本发明产品与国内外标准以及产品的性能对比见下表：
| 项目类别 | 摩擦系数(μ) | 磨损率(×10-7cm3/Nm) | ||||||||
| 100℃ | 150℃ | 200℃ | 250℃ | 300℃ | 100℃ | 150℃ | 200℃ | 250℃ | 300℃ | |
| GB5783～86 | 0.30～0.80 | 0.30～0.80 | 0.20～0.80 | 0.15～0.80 | 未定 | 0.51 | 0.77 | 1.02 | 2.04 | 3.57 |
| ISR4024 | 0.30～0.80 | 0.30～0.80 | 0.20～0.80 | 0.15～0.80 | 未定 | 0.51 | 0.77 | 1.02 | 2.04 | |
| JISD4411 | 0.30～0.80 | 0.30～0.80 | 0.20～0.80 | 0.10～0.80 | 未定 | 0.51 | 0.77 | 1.02 | 2.04 | |
| 国产无石棉片 | 0.40 | 0.49 | 0.44 | 0.41 | 0.248 | 0.281 | 0.388 | 0.517 | ||
| 国产石棉片 | 0.58 | 0.58 | 0.45 | 0.34 | 0.244 | 0.291 | 0.204 | 0.188 | ||
| BZNZ泵片 | 0.40 | 0.37 | 0.31 | 0.20 | 0.371 | 0.515 | 0.628 | 0.401 | ||
| POLONEZ泵片 | 0.44 | 0.45 | 0.37 | 0.33 | 0.271 | 0.383 | 0.581 | 0.448 | ||
| 本发明产品 | 0.30 | 0.39 | 0.39 | 0.40 | 0.39 | 0.25 | 0.37 | 0.82 | 1.10 | 2.58 |
从上表可以看出本发明的产品的摩擦系数随温度升高几乎无变化，说明其耐热性能好且稳定。本发明产品的磨损率适宜、说明其具有一定的柔韧性，软硬适度。而有些产品磨损率虽小，但其产品硬度太大易损伤汽车对偶，刹车时噪音还大。
Claims (4)
1、一种刹车片，其特征在于；各组分的重量百分比为：混合树脂10～30％、无机高分子化合物12～18％、重晶石粉15～20％铁矿粉20～25％、碳酸钙5～6％、金属氧化物2～5％、石墨3～5％、二硫化钼1～2％、玻璃纤维2～3％、钢纤维2～5％、铜纤维1％。
2、根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于：混合树脂为脲醛树脂和酚醛树脂的混合物，脲醛树脂：酚醛树脂＝1～2∶1。
3、根据权利要求1或2所述的刹车片，其特征在于：各组分的重量百分比为：混合树脂20％、无机高分子化合物15％、重晶石粉15％、铁矿粉25％、碳酸钙5％、金属氧化物5％、石墨5％、二硫化钼1％、玻璃纤维3％、钢纤维5％、铜纤维1％。
4、一种刹车片的制备方法，其特征在于：将酚醛树脂和脲醛树脂投入捏合机中搅拌5分钟，再将无机高分子化合物投入捏合机中搅拌10分钟进行共混改性处理。
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