[發明專利]稻殼炭在制備剎車片中的應用及一種剎車片的摩擦材料

有效

• 申請號: 201110285031.2
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102364143A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 陳忠
• 申請（專利權）人: 杭州優納摩擦材料有限公司
• 主分類號: F16D65/04
• 分類號: F16D65/04;F16D69/02;C09K3/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

技術領域

本發明涉及稻殼炭的一種新應用，特別是在制備剎車片中的應用，以及一種含有稻殼炭的剎車片摩擦材料。

背景技術

汽車上的最重要的安全系統就是制動系統，所有的制動部件都是安全件。剎車片是整個制動系統中重要的環節之一，它會直接影響到整個制動系統的可靠性。

剎車片與剎車盤（鼓）相互摩擦形成了摩擦對偶，產生制動力矩，并將汽車的動能轉化成熱能，制動時剎車片和剎車盤的溫度會上升300-400℃。制動剎車片和剎車盤（鼓）是車輛中承受壓力最大的元件，它們易受到高溫，機械和化學的極度重負。.此外，剎車片長時間都暴露于外界環境的影響之下，比如潮濕、灰塵和污漬等，這些都會對其性能和壽命產生影響。

剎車片動態摩擦系數決定了制動力的大小，而且摩擦系數也對制動平衡及制動中車輛操作的穩定性起決定作用。摩擦系數的降低會引起制動性能相當大的變化，也許會導致制動距離大幅增加，造成人身安全的威脅。因此剎車片的摩擦系數必須保證在所有行駛條件（速度，溫度，濕度，壓力）下和整個使用壽命內的穩定。合格的剎車片，摩擦系數必須滿足剎車要求，而且在各種行駛條件下能保持穩定。

剎車片一般由鋼背、粘接層和摩擦層構成。構成摩擦層的摩擦材料包括粘接劑、纖維、填料、增摩劑及減磨劑等材料。根據車型不同有時還需要加上減震墊片、刷膠、開槽、磨斜角等工藝處理，目的是為了增加剎車系統的效能。

因為剎車片在制動過程中容易產生制動噪音，故摩擦材料中填料的選擇要考慮減噪功能。現市場上應用廣泛的具有減噪功能的填料包括膨脹性材料如膨脹蛭石，膨脹珍珠巖，這種材料大多是礦物經提煉加工，加工過程中粉塵很大，對環境污染嚴重。顆粒狀材料如顆粒石墨等，是經過礦物提取后加工合成的，在制造過程中能耗大，粉塵大，極易引起操作工呼吸道疾病。

稻殼是稻谷外面的一層殼，可以用來做醬油、酒、燃料。稻殼因產地不同組成也有所不同，其基本化學成分為：水份占7.5％～15％，粗纖維占35.5％～45％，木質素占21％～26％，粗蛋白占2.5％～3.0％，脂類物占0.7％～1.3％，多縮戊糖占16％～22％，灰分占13％～22％。

水稻是世界上種植面積最廣、產量最大的農作物之一。全世界每年生產6億多噸稻谷。在稻谷加工成稻米之后，稻殼大部分作為廢物丟棄或用作低級燃料，不少地方的農民還會把稻殼和稻草一起燒掉。燃燒時直接向大氣排放大量二氧化碳，產生大量的粉塵，燃燒時產生的濃煙還會引發呼吸道疾病。上述這些處理方式不僅污染環境，而且造成了資源的浪費。

隨著稻殼發電的技術日趨成熟，稻殼已經由廢棄資源變成了生物能源。在稻殼發電廠內，由稻殼燃燒后產生的稻殼炭越來越多。這些稻殼炭的堆積又造成了新的污染和資源浪費。

發明內容

本發明的目的是提供一種稻殼炭在制備剎車片中作為填料的新應用。由于稻殼炭本身的特性具有大的空隙度、高含量的灰分（此灰分的化學成分主要是二氧化硅），比表面積很大，具有良好的減噪性能，非常適宜作為剎車片的填料。將稻殼炭作為填料用于制備剎車片，在保證摩擦系數和壽命的同時，在剎車片的制動過程中可以有效吸收制動噪音，減少噪音污染。

本發明還提供了一種用于制備剎車片的摩擦材料，其特征在于，由以下重量份的材料按常規剎車片壓制方法制備而成：礦物纖維10~15%，石墨5-10%,硫酸鋇15-25%,鋼棉15-20%,增磨劑1-3%,?焦炭粉5-15%,?輪胎粉1-4%,?樹脂7-11%,?丁腈粉1-3%,?氧化鈣1-2%,摩擦粉2-5%，稻殼炭5-30%。

進一步地，用于制備剎車片的摩擦材料優選由以下重量份的材料按常規剎車片壓制方法制備而成：礦物纖維15%，石墨5%,硫酸鋇20%,鋼棉17%,增磨劑2%,?焦炭粉10%,?輪胎粉2%,?樹脂9%,?丁腈粉1%,?氧化鈣1%,摩擦粉3%，稻殼炭15%。

更進一步地，所述增磨劑可以是鉻鐵礦粉、氧化鋁或氧化鋯等增加摩擦系數的材料。

本發明中，稻殼炭不需要經過加工處理，可以直接作為剎車片填料與其它組分一起壓制成剎車片，可避免加工過程對環境造成的污染，使用方便。

稻殼炭氣孔率高，堆積密度低于20g/100ml，呈松散狀態，外殼堅硬，強度高。將稻殼炭用于制備剎車片，可以降低剎車片的重量，從而減輕汽車的重量為汽車節能起到一定的作用。