一种耐磨刹车片的制备方法

摘要

本发明涉及刹车片技术领域，公开了一种耐磨刹车片的制备方法。材料配方包括2123树脂、A330摩擦粒子、改性大片石墨、改性小片石墨、焦炭粉、丁腈粉、重晶石粉、玻璃纤维、木质纤维、轮胎粉。制备过程中先将不同作用的组分按先后顺序混合，然后在热压下进行硫化交联，再经过加热固化和后处理得到刹车片。其中改性大片石墨和改性小片石墨大大增加了刹车片的耐磨和耐热性能。本发明制备的刹车片耐磨、耐热性能好，摩擦系数稳定。

权利要求

1.一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

1）预混料： 将2123树脂12 18重量份、焦炭粉3 10重量份、重晶石粉8 14重量份、玻璃~ ~ ~纤维12 18重量份、丁腈粉2 8重量份、轮胎粉7 13重量份在混料机中预混合均匀；

~ ~ ~

2）混料：将A330摩擦粒子16 22重量份、木质纤维2 8重量份、改性的大片石墨8 12重量~ ~ ~份、改性小片石墨3 7重量份加入混料机中混合均匀；

~

3）加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，然后使用常规方法对混料进行硫化；

4）热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为150℃ 165~℃；

5）后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片；

所述大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：a）将0.2 0.6 mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.4 0.8mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.3~ ~ ~

0.6mol苯乙烯在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热，搅拌至透明液体，再冷却至室温；

b）将4 9g大片石墨或小片石墨加入步骤a）中的透明混合液中，放入超声波清洗器中2~ ~

4小时，然后加入引发剂，反应后，放入真空箱中1 3小时，取出后，在常温下放置；

~

c）将步骤b）中得到的物质放到微波炉中进行固化，取出后冷却得到改性的石墨。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤1）中混料机犁刀转速为110 130 rmp，绞刀转速为1300 1800 rmp，预混合时间为10 18 min。

~ ~ ~

3.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤2）中混料机犁刀转速为80 100 rmp，绞刀转速为800 1200 rmp，预混合时间为40 80 min。

~ ~ ~

4.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤3）中热压处理过程中，压强为20 30Mpa，温度为150 160℃。

~ ~

5.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤a）中加热温度为100 110℃，搅拌时间为2 4小时。

~ ~

6.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤b）中引发剂至少是过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤b）中加入引发剂后反应时间为10 15分钟，在常温下放置8 12小时。

~ ~

8.根据权利要求1所述的一种耐磨刹车片的制备方法，其特征是，所述步骤c）中固化温度为80 100℃，固化时间为4 6小时。

~ ~

说明书

一种耐磨刹车片的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及刹车片领域，尤其是涉及一种耐磨刹车片的制备方法。

背景技术

[0002] 随着中国汽车产销量的高速增长，中国汽车制造水平和技术水平也得到稳步发展和提高。对有自主知识产权和研发能力的汽车零部件供应商也是很好的机遇与挑战。刹车片是汽车中最为常见的零部件之一，刹车片是由钢片和贴在钢片上的摩擦基材组成，工作原理是摩擦基材通过承受外来压力，产生摩擦作用，从未使车辆达到减速的目的。所以，刹车片的耐磨性和耐热性非常重要。

[0003] 中国专利公开号CN102359522B公开了一种制动器摩擦片及其制备方法，该摩擦片由以下重量份数的各组分组成：树脂7-11份，煅烧焦炭粉3-7份，摩擦粉2-6份，重质碳酸钙5-9份，丁腈胶粉1-3份，石墨8-12份，矿物纤维2-6份，棕刚玉0.3-0.6份，钢棉24-28份，硫酸钡16-20份，纤维素纤维1-3份，磁铁矿粉7-9份，硫酸钙晶须2-4份，云母2-4份。石墨具有难剥离的特点，其表观密度比较低，直接将石墨加入到制备刹车片的组分中容易导致石墨在材料中分散不均匀，降低了材料的耐磨性能。

发明内容

[0004] 本发明是为了克服现有技术制备的刹车片耐磨性能和耐热性能差的问题，提供一种耐磨、耐热的刹车片的制备方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下步骤：

[0006] 1)预混料：将2123树脂12～18重量份、焦炭份3～10重量份、重晶石粉8～14重量份、玻璃纤维12～18重量份、丁腈粉2～8重量份、轮胎粉7～13重量份在混料机中预混合均匀；

[0007] 2)混料：将A330摩擦粒子16～22重量份、木质纤维2～8重量份、改性的大片石墨8～12重量份、改性小片石墨3～7重量份加入混料机中混合均匀；

[0008] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0009] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为150℃～165℃；

[0010] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0011] 现将各组分进行混料，根据不同组分在摩擦材料中起到的作用不同，对它们的投入顺序按先后加入。混合过程中，混料机犁刀与绞刀的转速在本发明设置的范围内，避免了纤维的结团和被破坏。加热硫化是对组分加热后再加入硫化剂，使大分子之间发生交联，增加材料的强度。热处理是为了使经过硫化的高分子进一步交联并固化，硬化速度随温度的升高而加快。

[0012] 作为优选，所述步骤1)中混料机犁刀转速为110～130rmp，绞刀转速为1300～1800rmp，预混合时间为10～18min。

[0013] 作为优选，所述步骤2)中混料机犁刀转速为80～100rmp，绞刀转速为800～1200rmp，预混合时间为40～80min。

[0014] 作为优选，所述步骤3)中热压处理的压强为20～30Mpa，温度为150～160℃。

[0015] 其中，所述大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0016] 1)将0.2～0.6mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.4～0.8mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.3～0.6mol苯乙烯在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热，搅拌至透明液体，再冷却至室温；

[0017] 2)将4～9g大片石墨或小片石墨加入步骤1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中2～4小时，然后加入引发剂，反应后，放入真空箱中1～3小时，取出后，在常温下放置；

[0018] 3)将步骤2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，取出后冷却得到改性石墨。

[0019] 将大片石墨或小片石墨进行超声，使石墨剥离成石墨烯，将石墨烯中加入双酚A型不饱和聚酯树脂、二苯甲烷双马来酰亚胺和苯乙烯混合液中进行原位聚合，形成改性石墨。该改性石墨材料易于分散，与制备摩擦基材的其它组分能够混合均匀，提高了摩擦基材的耐磨性能。另外，双酚A型不饱和聚酯树脂、二苯甲烷双马来酰亚胺和苯乙烯进行聚合后分子链中有较多苯环结构，大大提高了刹车片的耐热性。

[0020] 作为优选，所述步骤1)中加热温度为100～110℃，搅拌时间为2～4小时。

[0021] 作为优选，所述步骤2)中引发剂至少是过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮中的一种。

[0022] 作为优选，所述步骤2)中加入引发剂后反应时间为10～15分钟，在常温下放置8～12小时。

[0023] 作为优选，所述步骤3)中固化温度为80～100℃，固化时间为4～6小时。

[0024] 因此，本发明具有如下有益效果：1)石墨经过改性后，其混合性能大大提高，改性后的石墨能够均匀分散在组分中，增加了刹车片的耐磨性能；2)在石墨烯层间使用芳香类的有机单体进行原位聚合，增强了刹车片的耐热性能；3)加入玻璃纤维和木质纤维加入能够降低刹车片的噪音、增强其耐磨性；4)A330摩擦粒子进一步增强了刹车片的耐磨性能；5)2123树脂具有良好的热塑性能，刹车片中其它组分相互作用能够降低噪音和增加刹车片的韧性。

具体实施方式

[0025] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

[0026] 本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

[0027] 实施例1

[0028] 本发明采用以下技术方案：

[0029] 一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下份数配比的原料：2123树脂12重量份、A330摩擦粒子16重量份、改性大片石墨8重量份、改性小片石墨3重量份、焦炭粉3重量份、丁腈粉2重量份、重晶石粉8重量份、玻璃纤维12重量份、木质纤维2重量份、轮胎粉7重量份。具体制备方法包括如下步骤：

[0030] 1)预混料：将配方量的2123树脂、焦炭份、重晶石粉、玻璃纤维、丁腈粉、轮胎粉在混料机中预混合均匀，控制混料机犁刀转速为110rmp，绞刀转速为1300rmp，预混合时间为10min；

[0031] 2)混料：将配方量的A330摩擦粒子、木质纤维、改性的大片石墨、改性小片石墨加入混料机中混合均匀，控制混料机犁刀转速为80rmp，绞刀转速为800rmp，混合时间为40min；

[0032] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，热压处理过程中控制压强为20Mpa，温度为150℃，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0033] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为150℃；

[0034] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0035] 大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0036] (1)将0.2mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.4mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.3mol苯乙烯加入到四口瓶中，在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热到100℃，搅拌2小时至透明液体，然后冷却至室温；

[0037] (2)将4g大片石墨或小片石墨加入步骤(1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中2小时，然后加入0.25mol过氧化二苯甲酰引发剂，反应10分钟后，放入真空箱中1小时，取出后，在常温下放置8小时；

[0038] (3)将步骤(2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，固化温度为80℃，固化时间为4小时，取出后冷却得到改性石墨。

[0039] 实施例2

[0040] 本发明采用以下技术方案：

[0041] 一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下份数配比的原料：2123树脂14重量份、A330摩擦粒子18重量份、改性大片石墨9重量份、改性小片石墨4重量份、焦炭粉5重量份、丁腈粉4重量份、重晶石粉10重量份、玻璃纤维14重量份、木质纤维4重量份、轮胎粉8重量份。具体制备方法包括如下步骤：

[0042] 1)预混料：将配方量的2123树脂、焦炭份、重晶石粉、玻璃纤维、丁腈粉、轮胎粉在混料机中预混合均匀，控制混料机犁刀转速为115rmp，绞刀转速为1400rmp，预混合时间为12min；

[0043] 2)混料：将配方量的A330摩擦粒子、木质纤维、改性的大片石墨、改性小片石墨加入混料机中混合均匀，控制混料机犁刀转速为85rmp，绞刀转速为850rmp，混合时间为50min；

[0044] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，热压处理过程中控制压强为22Mpa，温度为152℃，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0045] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为151℃；

[0046] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0047] 大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0048] (1)将0.3mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.5mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.4mol苯乙烯加入到四口瓶中，在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热到112℃，搅拌2.5小时至透明液体，然后冷却至室温；

[0049] (2)将5g大片石墨或小片石墨加入步骤(1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中2.5小时，然后加入0.25mol过氧化二苯甲酰引发剂，反应12分钟后，放入真空箱中1.5小时，取出后，在常温下放置10小时；

[0050] (3)将步骤(2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，固化温度为85℃，固化时间为5小时，取出后冷却得到改性石墨。

[0051] 实施例3

[0052] 本发明采用以下技术方案：

[0053] 一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下份数配比的原料：2123树脂15重量份、A330摩擦粒子19重量份、改性大片石墨10重量份、改性小片石墨5重量份、焦炭粉7重量份、丁腈粉5重量份、重晶石粉11重量份、玻璃纤维15重量份、木质纤维5重量份、轮胎粉10重量份。具体制备方法包括如下步骤：

[0054] 1)预混料：将配方量的2123树脂、焦炭份、重晶石粉、玻璃纤维、丁腈粉、轮胎粉在混料机中预混合均匀，控制混料机犁刀转速为120rmp，绞刀转速为1550rmp，预混合时间为14min；

[0055] 2)混料：将配方量的A330摩擦粒子、木质纤维、改性的大片石墨、改性小片石墨加入混料机中混合均匀，控制混料机犁刀转速为90rmp，绞刀转速为1000rmp，混合时间为60min；

[0056] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，热压处理过程中控制压强为25Mpa，温度为155℃，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0057] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为160℃；

[0058] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0059] 大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0060] (1)将0.4mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.6mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.4mol苯乙烯加入到四口瓶中，在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热到105℃，搅拌3小时至透明液体，然后冷却至室温；

[0061] (2)将6g大片石墨或小片石墨加入步骤(1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中3小时，然后加入0.25mol过氧化环己酮引发剂，反应13分钟后，放入真空箱中2小时，取出后，在常温下放置10小时；

[0062] (3)将步骤(2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，固化温度为90℃，固化时间为5小时，取出后冷却得到改性石墨。

[0063] 实施例4

[0064] 本发明采用以下技术方案：

[0065] 一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下份数配比的原料：2123树脂16重量份、A330摩擦粒子20重量份、改性大片石墨11重量份、改性小片石墨6重量份、焦炭粉8重量份、丁腈粉6重量份、重晶石粉13重量份、玻璃纤维17重量份、木质纤维6重量份、轮胎粉12重量份。具体制备方法包括如下步骤：

[0066] 1)预混料：将配方量的2123树脂、焦炭份、重晶石粉、玻璃纤维、丁腈粉、轮胎粉在混料机中预混合均匀，控制混料机犁刀转速为125rmp，绞刀转速为1700rmp，预混合时间为16min；

[0067] 2)混料：将配方量的A330摩擦粒子、木质纤维、改性的大片石墨、改性小片石墨加入混料机中混合均匀，控制混料机犁刀转速为95rmp，绞刀转速为1100rmp，混合时间为70min；

[0068] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，热压处理过程中控制压强为28Mpa，温度为158℃，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0069] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为163℃；

[0070] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0071] 大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0072] (1)将0.5mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.7mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.5mol苯乙烯加入到四口瓶中，在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热到108℃，搅拌3小时至透明液体，然后冷却至室温；

[0073] (2)将8g大片石墨或小片石墨加入步骤(1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中3小时，然后加入0.25mol过氧化环己酮引发剂，反应14分钟后，放入真空箱中2小时，取出后，在常温下放置11小时；

[0074] (3)将步骤(2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，固化温度为95℃，固化时间为5小时，取出后冷却得到改性石墨。

[0075] 实施例5

[0076] 本发明采用以下技术方案：

[0077] 一种耐磨刹车片的制备方法，包括以下份数配比的原料：2123树脂18重量份、A330摩擦粒子22重量份、改性大片石墨12重量份、改性小片石墨7重量份、焦炭粉10重量份、丁腈粉8重量份、重晶石粉14重量份、玻璃纤维18重量份、木质纤维8重量份、轮胎粉13重量份。具体制备方法包括如下步骤：

[0078] 1)预混料：将配方量的2123树脂、焦炭份、重晶石粉、玻璃纤维、丁腈粉、轮胎粉在混料机中预混合均匀，控制混料机犁刀转速为130rmp，绞刀转速为1800rmp，预混合时间为18min；

[0079] 2)混料：将配方量的A330摩擦粒子、木质纤维、改性的大片石墨、改性小片石墨加入混料机中混合均匀，控制混料机犁刀转速为100rmp，绞刀转速为1200rmp，混合时间为80min；

[0080] 3)加热硫化：采用高吨位液压机对混料进行热压处理，热压处理过程中控制压强为30Mpa，温度为160℃，然后使用常规方法对混料进行硫化；

[0081] 4)热处理：将加热硫化得到的混料放入烘箱中进行热处理，热处理温度为165℃；

[0082] 5)后处理：将热处理过后得到的混料经过平头倒角、外弧粗磨、磨内弧、钻孔、外弧精磨工序得到刹车片。

[0083] 大片石墨或小片石墨的改性方法包括如下步骤：

[0084] (1)将0.6mol双酚A型不饱和聚酯树脂、0.8mol二苯甲烷双马来酰亚胺、0.6mol苯乙烯加入到四口瓶中，在室温下搅拌均匀，在氮气的保护下加热到110℃，搅拌4小时至透明液体，然后冷却至室温；

[0085] (2)将9g大片石墨或小片石墨加入步骤(1)中的透明混合液中，放入超声波清洗器中4小时，然后加入0.25mol过氧化甲乙酮引发剂，反应15分钟后，放入真空箱中3小时，取出后，在常温下放置12小时；

[0086] (3)将步骤(2)中得到的物质放到微波炉中进行固化，固化温度为100℃，固化时间为6小时，取出后冷却得到改性石墨。

[0087] 对比例1

[0088] 摩擦基材由以下组分制备而成：2123树脂15重量份、A330摩擦粒子19重量份、焦炭粉7重量份、丁腈粉5重量份、重晶石粉11重量份、玻璃纤维15重量份、木质纤维5重量份、轮胎粉10重量份。

[0089] 对比例2

[0090] 摩擦基材由以下组分制备而成：2123树脂15重量份、A330摩擦粒子19重量份、大片石墨10重量份、小片石墨5重量份、焦炭粉7重量份、丁腈粉5重量份、重晶石粉11重量份、玻璃纤维15重量份、木质纤维5重量份、轮胎粉10重量份。

[0091] 实施例物理性能测试的结果：

[0092]项目 密度 硬度 冲击强度
设备型号 万分天平 洛氏硬度计 冲击试验机
单位 g/cm3 HRL dJ/cm2
指标 1.82～1.85 70～80 3～3.6

[0093] 实施例与对比例摩擦、磨损性能进行测试：

[0094]

[0095] 由测试结果可以得到：对石墨进行改性后，能大大降低材料的磨损率，并且摩擦系数随温度的变化比较稳定。

[0096] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。