本發(fā)明涉及一種采用玄武巖纖維制備汽車剎車片的方法，屬于剎車片制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
剎車片在汽車的剎車系統(tǒng)中屬于最關(guān)鍵的安全制動零件，剎車效果的好壞都是剎車片起決定性作用，剎車片一般由鋼板、粘接隔熱層和摩擦塊構(gòu)成，其中隔熱層是由不傳熱的材料組成，目的是隔熱。摩擦塊由摩擦材料、粘合劑組成，剎車時被擠壓在剎車盤或剎車鼓上產(chǎn)生摩擦，從而達到車輛減速剎車的目的。由于摩擦作用，摩擦塊會逐漸被磨損，一般來講成本越低的剎車片磨損得越快。摩擦材料使用完后要及時更換剎車片，否則鋼板與剎車盤就會直接接觸，最終會喪失剎車效果并損壞剎車盤，從而造成難以想象的后果。
現(xiàn)有的摩擦材料市場中，剎車片分為石棉剎車片和半金屬剎車片。石棉剎車片中因為石棉具有致癌的危害，該類型的剎車片逐漸在被市場淘汰；而半金屬剎車片因為其中含有金屬物質(zhì)，在制動時很容易對對偶產(chǎn)生損傷，存在較大的制動危害的同時也使其壽命較短。
玄武巖是一種地下巖漿噴發(fā)或地表裂縫中凝結(jié)的一種火成巖。玄武巖中主要含有si、o、al、mg、ca、fe、na、k等元素，其中硅的含量大約為45-52％，成分主要為sio2，其中還有氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉等成分。按其結(jié)構(gòu)不同可以分為氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、玄武玻璃；按其填充物的不同可以分為橄欖玄武巖和紫蘇輝石玄武巖；按其成分不同可以分為拉斑玄武巖、堿性玄武巖、高鋁玄武巖。一般為黑色，有時呈灰綠以及暗紫色等。在高原地區(qū)常形成面積達數(shù)千至數(shù)十萬平方千米的熔巖臺地，有人稱其為高原玄武巖，如印度的德干高原玄武巖。在海洋則構(gòu)成海嶺和火山島。與之有關(guān)的礦產(chǎn)有銅、鈷、硫黃、冰洲石、寶石等，其本身亦可作耐酸鑄石原料。
上世紀中期，前蘇聯(lián)最早實現(xiàn)連續(xù)玄武巖纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，隨后美國和德國都開始實現(xiàn)其工業(yè)化，并且越來越多的運用在各個領(lǐng)域，包括軍事領(lǐng)域。玄武巖纖維化學(xué)性穩(wěn)定，具有良好的耐酸、耐堿性，使用溫度范圍大，力學(xué)性強，無毒，不易燃，而且具有優(yōu)良的物理機械性能，拉伸強度、彈性模量及斷裂伸長都比較大。在一些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完全可以替代玻璃纖維、碳纖維、高硅氧纖維、陶瓷纖維、芳綸及其他化學(xué)纖維等充當復(fù)合材料的增強體。因此，將其用于剎車片的主要原料并使剎車片向更安全耐磨，更舒適，更環(huán)保，同時兼顧用戶能接受的成本方向發(fā)展是本發(fā)明需要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種采用玄武巖纖維制備汽車剎車片的方法，該方法將經(jīng)過表面改性的超細玄武巖纖維作為剎車片配方中的一種原料，并配合納米氧化鋅和丁晴橡膠的使用，使汽車剎車片在具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和低磨損率的前提下，具有高的耐熱能力以及抗熱衰退性能。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
本發(fā)明提供一種采用玄武巖纖維制備汽車剎車片的方法，包括以下步驟：
步驟一：將丁晴橡膠改性的酚醛樹脂10-16重量份、表面改性的玄武巖超細纖維15-45重量份、針狀硅灰石纖維4-8重量份以及碳纖維2-5重量份，加入混料機中混料；
步驟二：再將鱗片石墨2-6重量份、人造石墨顆粒4-10重量份、鉻鐵礦粉2-8重量份、長石粉2-4重量份、白云石粉2-6重量份、熒石粉4-6重量份、碳酸鈣粉末5-10重量份、云母2-5重量份、納米zno1-2重量份、丁晴橡膠2-4重量份以及硅灰棉4-8重量份，依次加入混料機中混料，得到混合料；
步驟三：將混合料置于剎車片模具中，進行熱壓，熱壓溫度為150-160度，壓力為15mpa，時間為5-8分鐘，出模；
步驟四：將出模后的熱壓料進行分階段熱處理，包括第一階段：從室溫升溫到100度，升溫時間為1小時，100度保溫2小時；第二階段：從100度升溫到160度，升溫時間1小時，160度保溫3小時；第三階段：從160度升溫到220度，升溫時間1小時，保溫1小時；第四階段：降溫到50度后，剎車片出爐；
步驟五：將出爐后的剎車片進行后續(xù)處理包裝，即可。
進一步地，在步驟一中，混料時，混料機運行2分鐘，停5分鐘，再次運行2分鐘，停5分鐘。
在步驟二中，混料時，混料機運行5分鐘，停5分鐘，再次運行3分鐘，停止，即可得到所述混合料。
在步驟三中，混合料置于剎車片模具中，進行熱壓的過程包括三次放氣操作，其中第一次放氣時間：保壓20秒后，放氣5秒；第二次放氣時間：保壓15秒后，放氣15秒；第三次放氣時間：保壓30秒后，放氣15秒。
本發(fā)明具有以下有益效果：
1.根據(jù)gb5763-2008試驗標準測試時，摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)達到0.81，通過本方法制備的汽車剎車片性能穩(wěn)定，使用壽命長。
2.丁晴橡膠改性的酚醛樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性，同時相對于酚醛樹脂具有好的拉伸強度，撕裂強度和耐磨性。
3.使用的納米zno不僅具有增韌、補強、抗老化、提高樹脂的耐熱穩(wěn)定性，同時可以提高丁晴橡膠的耐熱能力；配方中的碳酸鈣和云母改善摩擦性能的同時也可以改善熱衰退性能，因此使制造的汽車剎車片具有良好的耐熱性能和抗熱衰退性能。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例提供一種步驟一：將丁晴橡膠改性的酚醛樹脂10-16重量份、表面改性的玄武巖超細纖維15-45重量份、針狀硅灰石纖維4-8重量份以及碳纖維2-5重量份，加入混料機中混料；混料時，混料機運行2分鐘，停5分鐘，再次運行2分鐘，停5分鐘。其中，表面改性的玄武巖超細纖維屬于現(xiàn)有的材料，在《玄武巖纖維表面改性研究》這一論文中有具體的記載。
步驟二：再將鱗片石墨2-6重量份、人造石墨顆粒4-10重量份、鉻鐵礦粉2-8重量份、長石粉2-4重量份、白云石粉2-6重量份、熒石粉4-6重量份、碳酸鈣粉末5-10重量份、云母2-5重量份、納米zno1-2重量份、丁晴橡膠2-4重量份以及硅灰棉4-8重量份，依次加入混料機中混料，混料時，混料機運行5分鐘，停5分鐘，再次運行3分鐘，停止，即可得到混合料。
步驟三：將混合料置于剎車片模具中，進行熱壓，熱壓溫度為150-160度，壓力為15mpa，時間為5-8分鐘，出模。其中，混合料置于剎車片模具中，進行熱壓的過程包括三次放氣操作，其中第一次放氣時間：保壓20秒后，放氣5秒；第二次放氣時間：保壓15秒后，放氣15秒；第三次放氣時間：保壓30秒后，放氣15秒。
步驟四：將出模后的熱壓料進行分階段熱處理，包括第一階段：從室溫升溫到100度，升溫時間為1小時，100度保溫2小時；第二階段：從100度升溫到160度，升溫時間1小時，160度保溫3小時；第三階段：從160度升溫到220度，升溫時間1小時，保溫1小時；第四階段：降溫到50度后，剎車片出爐；
步驟五：將出爐后的剎車片進行后續(xù)處理包裝，即可。
以下通過多個具體實施例進行說明：
實例1：
①、先將丁晴橡膠改性的酚醛樹脂10重量份，表面改性的玄武巖超細纖維15重量份,針狀硅灰石纖維4重量份，碳纖維2重量份，加入混料機中混料，運行2分鐘，停5分鐘，再次運行2分鐘，停5分鐘。
②、再將鱗片石墨2重量份，人造石墨顆粒4重量份，鉻鐵礦粉2重量份，長石粉2重量份，白云石粉2重量份,熒石粉4重量份，碳酸鈣粉末5重量份，云母2重量份，納米zno1重量份，丁晴橡膠2重量份，硅灰棉4重量份，依次加入混料機中混料，運行5分鐘，停5分鐘，再次運行3分鐘，停止得到混合料。
③、將混合料置于剎車片模具中，熱壓溫度150-160度，壓力為15mpa,時間為5分鐘，出模。
④、進行熱處理，第一階段：從室溫升溫到100度，升溫時間為1小時，100度保溫2小時；第二階段：從100度升溫到160度，升溫時間1小時，160度保溫3小時；第三階段：從160度升溫到220度，升溫時間1小時，保溫1小時；第四階段：降溫到50度后，剎車片出爐。
⑤、對出爐后的剎車片進行后續(xù)處理包裝。
實例2：
①、先將丁晴橡膠改性的酚醛樹脂13重量份，表面改性的玄武巖超細纖維30重量份,針狀硅灰石纖維6重量份，碳纖維3.5重量份，加入混料機中混料，運行2分鐘，停5分鐘，再次運行2分鐘，停5分鐘。
②、再將鱗片石墨4重量份，人造石墨顆粒7重量份，鉻鐵礦粉5重量份，長石粉3重量份，白云石粉4重量份,熒石粉5重量份，碳酸鈣粉末7.5重量份，云母3.5重量份，納米zno1.5重量份，丁晴橡膠3重量份，硅灰棉6重量份，依次加入混料機中混料，運行5分鐘，停5分鐘，再次運行3分鐘，停止得到混合料。
③、將混合料置于剎車片模具中，熱壓溫度150-160度，壓力為15mpa,時間為5分鐘，出模。
④、進行熱處理，第一階段：從室溫升溫到100度，升溫時間為1小時，100度保溫2小時；第二階段：從100度升溫到160度，升溫時間1小時，160度保溫3小時；第三階段：從160度升溫到220度，升溫時間1小時，保溫1小時；第四階段：降溫到50度后，剎車片出爐。
⑤、對出爐后的剎車片進行后續(xù)處理包裝。
實例3：
①、先將丁晴橡膠改性的酚醛樹脂16重量份，表面改性的玄武巖超細纖維45重量份,針狀硅灰石纖維8重量份，碳纖維5重量份，加入混料機中混料，運行2分鐘，停5分鐘，再次運行2分鐘，停5分鐘。
②、再將鱗片石墨6重量份，人造石墨顆粒10重量份，鉻鐵礦粉8重量份，長石粉4重量份，白云石粉6重量份,熒石粉6重量份，碳酸鈣粉末10重量份，云母5重量份，納米zno2重量份，丁晴橡膠4重量份，硅灰棉8重量份，依次加入混料機中混料，運行5分鐘，停5分鐘，再次運行3分鐘，停止得到混合料。
③、將混合料置于剎車片模具中，熱壓溫度150-160度，壓力為15mpa,時間為5分鐘，出模。
④、進行熱處理，第一階段：從室溫升溫到100度，升溫時間為1小時，100度保溫2小時；第二階段：從100度升溫到160度，升溫時間1小時，160度保溫3小時；第三階段：從160度升溫到220度，升溫時間1小時，保溫1小時；第四階段：降溫到50度后，剎車片出爐。
⑤、對出爐后的剎車片進行后續(xù)處理包裝。
測試數(shù)據(jù)如下表:
進行第一次效能測試時，制動壓力依次為2、4、6、8、10mpa時，摩擦系數(shù)較為穩(wěn)定，在制動壓力為6mpa時出現(xiàn)略微下降，但總的摩擦穩(wěn)定系數(shù)達到0.81，符合gb5763-2008試驗標準。
在進行第一次衰退和第一次恢復(fù)試驗測試時，如上表，發(fā)現(xiàn)溫度變化較為穩(wěn)定，說明剎車片的抗熱衰退性以及耐熱性比較好，從而使剎車片性能提高，使用壽命增長。
1.根據(jù)gb5763-2008試驗標準測試時，摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)達到0.81，通過本方法制備的汽車剎車片性能穩(wěn)定，使用壽命長。
2.丁晴橡膠改性的酚醛樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性，同時相對于酚醛樹脂具有好的拉伸強度，撕裂強度和耐磨性。
3.使用的納米zno不僅具有增韌、補強、抗老化、提高樹脂的耐熱穩(wěn)定性，同時可以提高丁晴橡膠的耐熱能力；配方中的碳酸鈣和云母改善摩擦性能的同時也可以改善熱衰退性能，因此使制造的汽車剎車片具有良好的耐熱性能和抗熱衰退性能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。