[發明專利]棕櫚纖維增強環保型剎車片及其制備方法

無效

• 申請號: 201310400561.6
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103436236A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 李美鳳
• 申請（專利權）人: 李美鳳
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;F16D69/02;C08L61/14;C08L97/02;C08K13/04;C08K7/02;C08K7/04;C08K3/08;C08K3/34;C08K3/30
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技術領域

本發明涉及汽車制動用剎車片，具體涉及一種棕櫚纖維增強環保型剎車片及其制備方法。

背景技術

在過去20多年中，以汽車為代表的行走機械用剎車片的組成和制造工藝已發生了明顯變化，新型剎車片有更好的制動性能、更長的壽命且更有利于環保與人類健康。傳統非金屬剎車片主要是石棉剎車片，因其造成環境污染和高溫穩定性不好，已逐漸被無機纖維、有機纖維和天然纖維所取代。目前，在國外，特別是歐洲、日本、美國等發達地區，非石棉剎車片得到廣泛應用。

增強纖維是剎車片主要的摩擦組元，起增強的作用。傳統材料用的是石棉等礦物纖維，半金屬汽車剎車片中使用的是鋼纖維，同時加入少量銅纖維及其少量礦物纖維。近年來，增強纖維的種類也越來越多，其中最引人注目的是天然纖維的應用。自然界中性質優良的天然生物纖維除很少部分用于紡織造紙外，絕大部分都在自然界自然降解，造成巨大的資源浪費。利用這些天然生物纖維制備成結構仿生纖維用來增強剎車片既滿足力學性能，又能順應環境友好及可持續發展要求。天然纖維源于植物纖維，無環境污染，是綠色環保材料。同有機纖維相比，天然纖維具有無可比擬的優勢：來源廣泛，無毒無害，有利于保護環境。可見，開發可完全生物降解的天然纖維剎車片不僅可以拓寬復合材料的應用范圍，還有可能緩解困擾人類發展的環境問題。

天然纖維的加入，可以降低材料的密度、減小其磨損量。為了提高剎車片在各溫度段的穩定性及其纖維和粘結劑的親和性能，在實際應用中往往采用多種纖維混合使用。天然纖維與粘膠、芳綸等纖維相比，價格低了許多，有利于降低剎車片廠家的生產成本。

棕櫚纖維是一種在我國使用歷史悠久的天然纖維，在古代經常被用于編制繩索、蓑衣、床墊等日常用品；在現代，棕櫚纖維又被開發應用于制備復合材料、彈性材料等新領域。棕櫚在我國栽種范圍廣泛，棕櫚纖維剝取簡單且來源充足，化學組成以纖維素(25％～40％，質量分1數，下同)、木質素(30％～40％)、半纖維素(15％～20％)。在植物纖維中，棕櫚纖維具有纖維長、質地堅韌、富有彈性、拉伸強度大、耐磨擦、耐酸堿、耐海水腐蝕以及耐低溫等多種優良性能，且屬于可再生資源。它用于剎車片具有以下作用：棕櫚纖維是由數百根棕櫚單纖維締合成的維管束，呈三維結構，能穩定并減少材料的膨脹性，改善制動性能；化學穩定性好，可以避免剎車片表面的腐蝕，特別是鋼纖維等受環境影響而產生的電化銹蝕。維管束表面不光滑，被類似“鱗片”完全覆蓋，存在較多孔洞。單纖維彼此獨立，雖然排列緊密但存在大量縫隙，且單纖維內部中空，制造出的剎車片容易產生較高的氣孔率，能降低制動噪音。棕櫚纖維比重輕，有利于降低剎車片的比重并可減少纖維的用量。棕櫚纖維在250攝氏度左右直接炭化，產生的炭化物粉末分布在剎車片的表面，起到潤滑穩摩的作用，并減輕了剎車片的熱衰退。

發明內容

本發明的第一個目的是針對現有纖維增強剎車片的缺點而提供的一種制動性能好，化學穩定性好，可以避免剎車片表面的腐蝕，降低材料的密度、減小其磨損量，具有較短的制動距離和較長的使用壽命，使剎車片具有完美的綜合性能的棕櫚纖維增強環保型剎車片。

本發明的第二個目的是提供一種具有較高的氣孔率，能降低制動噪音和振動，制動過程中不燃燒、對粉體材料有較強的吸附性，具有良好的熱穩定性能以及其工作穩定性，能有效的降低剎車片高溫衰退性的棕櫚纖維增強環保型剎車片的制備方法。

本發明的實現方法如下：

為實現本發明的第一個目的，棕櫚纖維增強環保型剎車片的主要組分如下：棕櫚纖維，芳綸纖維，陶瓷纖維，三聚氰胺改性酚醛樹脂，硅烷偶聯劑，棕剛玉增摩材料，軟性泡沫鐵粉，鱗片鋁粉，人造顆粒石墨，石英粉填料，片狀蛙石，硫酸鈣晶須。

為實現本發明的第二個目的，本發明提供的棕櫚纖維增強環保型剎車片的制備工藝，具體工藝設備及生產方案如下：

工藝設備：剎車片配方研究專用熱壓機，型號JFY50，吉林大學機電設備研究所制造；自制混料機，型號CM100，南通奧普機械工程有限公司生產，每次可混料約1kg；恒溫干燥箱，型號DHG-9070A，上海齊新科學有限公司生產。

工藝流程：配料→計量→混料→熱壓→熱處理→表面高溫處理→質檢→包裝→入庫。

生產方案：

用正交實驗研究熱壓法制備棕櫚纖維增強環保型剎車片的最佳工藝參數，壓制溫度、壓制時間和壓制壓力對剎車片性能影響最大。