專利名稱：一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法，屬于復(fù)合摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著汽車科技的進(jìn)步，汽車的速度越來越快，制動器越來越小，對摩擦材料的性能提出了更高的要求，使用條件也更為苛刻。汽車摩擦材料是汽車制動器、離合器和摩擦傳動裝置中的關(guān)鍵材料，它將汽車運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)化為熱能和其它形式的能量，從而使汽車制動。 因此，它的性能直接關(guān)系著系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，對摩擦材料的性能要求也越來越高，例如要有足夠而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，動、靜摩擦系數(shù)之差要小， 要有良好的導(dǎo)熱性、較大的熱容量和一定的高溫機(jī)械強(qiáng)度，要有良好的耐磨性和抗粘著性， 不易擦傷對偶件，無噪聲，成本低，對環(huán)境無污染等。摩擦材料大多以酚醛樹脂作為樹脂基體，使各種增強(qiáng)纖維和其它組分粘結(jié)成具有摩擦制動所需各種性能的摩擦材料產(chǎn)品?；w樹脂對整個(gè)材料性能具有十分重要的作用。 但現(xiàn)在摩擦材料中使用的酚醛樹脂存在脆性大、韌性差、模量高、硬度高、粘結(jié)力小、吸水率高、收縮率大、導(dǎo)熱性差、耐熱性有限等缺陷，極大的影響著剎車片的性能。因而，必須對酚醛樹脂改性，尤其是提高其耐熱性，以滿足新型車用剎車片的需求，公開號CN 101186709A 公開的橡膠改性樹脂基摩擦材料，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，產(chǎn)品磨耗小，熱衰退率有明顯改善，低于 20%，而對比樣中采用純酚醛樹脂產(chǎn)品熱衰退高達(dá)35%以上。公開號CN 1908038A公開的一種添加納米改性樹脂剎車片制備方法，提高了摩擦材料的熱衰退和熱恢復(fù)性能。另外還有硼、苯并噁嗪、有機(jī)硅、聚酰亞胺改性酚醛樹脂的報(bào)道，但酚醛樹脂屬于有機(jī)物，耐高溫效果仍然不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫摩擦材料及其生產(chǎn)方法。向摩擦材料中加入相變材料，利用相變潛熱吸收制動過程中產(chǎn)生的摩擦熱，從而降低摩擦材料的熱衰退，提高摩擦材料的性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為采用高溫?zé)Y(jié)法制備共晶鹽相變材料，再將其與有機(jī)粘結(jié)劑、增強(qiáng)纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和其他幾種填料混合制備摩擦材料，制備工藝過程為制備相變材料-原料預(yù)處理-配料-混合-預(yù)壓-熱壓成型-熱處理-機(jī)加工-成品。一種耐高溫摩擦材料主要由有機(jī)粘結(jié)劑、相變材料、增強(qiáng)纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和其他幾種填料組成，其基本配方如下(1)酚醛樹脂10%- 20%
(2)相變材料20%- 50%
(3)無機(jī)纖維10%- 20%
(4)纖維素纖維2%
(5)石墨8% 12%
(6) 二硫化鉬0.5% 2%(7)氧化鋁 3%(8)粉煤灰 20% 30%(9)硅灰石粉5% 10%(10)硫酸鋇將總量填至100%。各組分原料按照上述基本配方以質(zhì)量百分比進(jìn)行稱量，在高速混合機(jī)中攪拌 30min，將混合均勻的原料置于模具中進(jìn)行熱壓成型，成型產(chǎn)品在鼓風(fēng)式干燥箱中熱處理 12h即得成品。本發(fā)明與現(xiàn)有的摩擦材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明中制備的共晶鹽/鎂鋁尖晶石相變材料，共晶鹽分布在陶瓷體的微米級超微網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)溫度達(dá)到共晶鹽相變溫度后，共晶鹽熔化吸收相變潛熱熔化，但由于微孔的毛細(xì)張力，熔鹽不會流出，解決了相變材料容易泄露的問題。2、加入相變材料的制動襯片具有較高的熱穩(wěn)定性，即抗熱衰退性能良好，而且具有較低的磨損率。本發(fā)明制備的耐高溫汽車制動襯片，在350°C下進(jìn)行摩擦磨損性能測試， 其摩擦系數(shù)和磨損率均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5763-1998的要求。另外，無機(jī)纖維的加入也大大提高了摩擦材料的高溫機(jī)械性能。3、原料成本低，本發(fā)明中采用粉煤灰作為組分材料，加入量為20% 30%，而它的價(jià)格約為70元/噸，遠(yuǎn)低于其它常見的摩擦材料組分的價(jià)格，因而可大幅降低摩擦材料的成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法，它由有機(jī)粘結(jié)劑酚醛樹脂， 增強(qiáng)體無機(jī)纖維和纖維素纖維，摩擦性能調(diào)節(jié)劑石墨、二硫化鉬、氧化鋁，自制相變材料和其他幾種填料粉煤灰、硅灰石粉重晶石組成，所述摩擦材料的各組分百分含量之和為 100%。本發(fā)明提供的一種耐高溫制動襯片的制備方法包括以下步驟1、相變材料的制備。將氧化鎂和氧化鋁按1 1的摩爾比配比，相變材料將 NaNO3-NaCl-Na2CO3的按照一定的質(zhì)量比(出現(xiàn)最低共熔點(diǎn))配比，相變材料與陶瓷基體的質(zhì)量比4 6。將各種原料混合均勻后在150MPa壓力下成型制成(j5 36mmX36mm的試樣，在 110°C下干燥12h。所制試樣在高溫電爐中燒結(jié)，以5°C /min的升溫速度從室溫升至1000°C， 保溫3h，自然冷卻后即得到陶瓷基相變材料，將相變材料粉碎后即可作為摩擦材料的一種填料。2、原料預(yù)處理。將配方中的無機(jī)組分(如粉煤灰，等)在攪拌狀態(tài)下以霧狀噴入硅烷偶聯(lián)劑預(yù)水解溶液(加入比例為m(偶聯(lián)劑)m(纖維/粉煤灰)=1 10，硅烷偶聯(lián)劑的預(yù)水解比例m(乙醇)m(偶聯(lián)劑)=1 5)，偶聯(lián)劑全部加入后繼續(xù)攪拌15分鐘，將充分浸潤的原料烘干去除溶劑后即得硅烷偶聯(lián)劑改性原料。3、混合攪拌。將各組分原料按配比稱量后，加入高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?0min，得到各組分均勻混合的原料。4、熱壓成型。將上述混合料加入模具在180°C 士5°C的溫度和30MPa的壓力下進(jìn)行熱壓成型，熱壓過程保壓時(shí)間lOmin，保壓前5分鐘內(nèi)需開模放氣2 3次。5、熱處理。將熱壓成型后的產(chǎn)品放入鼓風(fēng)式干燥箱中，緩慢升溫到180°C，保溫 12h進(jìn)行熱處理，即得到摩擦材料成品。以下為本發(fā)明一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法的具體實(shí)施例部分以15%酚醛樹脂作為粘結(jié)劑，向摩擦材料配方中加入45%自制相變材料，同時(shí)以二硫化鉬、9%石墨和3%氧化鋁作為摩擦性能調(diào)節(jié)劑，并由其它幾種增強(qiáng)纖維和填料將
總量填至100%，按照上述方法制得耐高溫汽車制動襯片。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5763-1998中的方法，對材料進(jìn)行摩擦磨損性能測試，測試結(jié)果如下。測試結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法，其特征在于包含如下質(zhì)量百分含量的組分(1)酚醛樹脂10%--20%(2)相變材料20%--50%(3)無機(jī)纖維10%--20%(4)纖維素纖維 2%(5)石墨8% 12%(6) 二硫化鉬0. 5% 2%(7)氧化鋁 3%⑶粉煤灰20%--30%(9)硅灰石粉5% 10%(10)硫酸鋇將總量填至100%。
2.權(quán)利要求1所述的一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法，其特征在于制備方法包括如下步驟組分原料按照權(quán)利要求1中所提供的配方以質(zhì)量百分比進(jìn)行稱量，將原料在高速混合機(jī)中攪拌30min，得到混合料，按制品規(guī)格所需稱量，置于模具中在165 170°C 的溫度和30MPa的壓力下熱壓成型，保壓時(shí)間為8 lOmin，成型產(chǎn)品在鼓風(fēng)式干燥箱中于 180°C下熱處理12h即得成品。
3.權(quán)利要求2所述的一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法，其特征在于配方中具有無機(jī)鹽復(fù)合相變材料，利用相變潛熱吸收制動過程中的摩擦熱，來降低制動襯片的熱衰退。
4.權(quán)利要求3所述的無機(jī)鹽復(fù)合相變材料，其特征在于以氧化鋁和氧化鎂為陶瓷基體原料，與共晶鹽混合，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制備共晶鹽/鎂鋁尖晶石復(fù)合相變材料。
5.權(quán)利要求4所述的共晶鹽，其特征在于是由NaNO3作為基體和Na2C03、NaCUNa2SO4, K2C03、KC1、LiCl六種無機(jī)鹽中的一種或二種組成的共晶鹽體系，共晶鹽體系相變溫度為 270 300°C，相變潛熱大于160J/g。
6.一種耐高溫汽車制動襯片，其特征在于無機(jī)鹽復(fù)合相變材料的含量為20% 50%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐高溫汽車制動襯片的制備方法。經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制備共晶鹽/鎂鋁尖晶石相變材料，將其與有機(jī)粘結(jié)劑酚醛樹脂，增強(qiáng)體無機(jī)纖維和纖維素纖維，摩擦性能調(diào)節(jié)劑石墨、二硫化鉬、氧化鋁和其他幾種填料粉煤灰、硅灰石粉、重晶石混合制備摩擦材料。制備工藝過程為原料預(yù)處理-配料-混合-預(yù)壓-熱壓成型-熱處理-機(jī)加工-成品。本發(fā)明耐高溫汽車制動襯片具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定、抗熱衰退性能好、磨損率低的優(yōu)點(diǎn)，且原料價(jià)格低廉，可大幅降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C09K5/06GK102391834SQ20111027925
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者吳其勝, 韓俊華, 黎水平 申請人:鹽城工學(xué)院