[發明專利]一種利用冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維增強的剎車片及其制備方法

有效

• 申請號: 201410364673.5
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104179858A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 巨保中;鄭小鵬;陳均志;鄭融
• 申請（專利權）人: 濟源市金港特纖科技有限公司
• 主分類號: F16D69/00
• 分類號: F16D69/00;F16D69/02;C09K3/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及汽車制動系統技術領域，具體地說是涉及一種利用冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維增強的剎車片及其制備方法。

背景技術

制動系統是汽車上最重要的安全系統之一，隨著汽車工業的發展和人們安全意識的增強，車輛的制動問題逐漸受到人們的重視，而剎車片是整過制動系統中重要的部件。目前用于制動的剎車片主要有三類：石棉基剎車片、半金屬基剎車片和無石棉有機物型剎車片。

石棉基剎車片由于石棉纖維具有耐高溫的特點，因此可滿足剎車片以及離合器盤的要求，同時具有纖維的抗張能力和一定的硬度和耐磨性。然而石棉基剎車片在剎車過程中產生易致癌的石棉粉塵，嚴重影響人們健康，同時由于石棉是絕熱材料，其導熱能力特別差，通常反復使用制動器會使熱量在剎車片中聚集，其制動性能就會發生改變，產生“制動萎縮”現象，導致制動失靈，因此石棉剎車片目前已基本被淘汰。

另一種半金屬型剎車片，主要采用鋼絲絨作為加固纖維和粘合劑組成的混合物制成。其主要優點是能適應在較高溫度下的工作，且堅固耐用。但半金屬基混合物型剎車片內部金屬含量較高而強度大，需要較高的制動壓力來完成制動效果。特別是在低溫環境中高金屬含量意味著剎車片會引起較大的制動盤或制動鼓的表面磨損，同時會產生噪音，而且半金屬剎車片在潮氣作用下銹蝕嚴重，在使用過程中灰塵容易吸附于輪轂之上，難以清洗，受其長期影響，易造成輪轂腐蝕。

無石棉有機物型(NAO型)剎車片主要使用玻璃纖維、芳香族聚酯纖維、碳纖維或陶瓷纖維等纖維作為加固材料，其性能主要取決于纖維的類型及其它添加的混合物的性質，是目前剎車片的發展方向。NAO型剎車片由于配用的纖維不同而具有許多優異的特性。如公開號CN?l0l671465A的中國專利公開了一種環氧樹脂/聚四氟乙烯復合材料的制備方法，該發明用于制作汽車剎車片，可減小磨損量，增加使用壽命，制備方法簡單、成本低、工藝性好，但是該發明沒有解決無石棉有機物型(NAO犁)剎車片導熱性和高溫可控性的問題。而專利申請號為200510012626.5的發明專利申請公開了一種采用陶瓷纖維增強型剎車片。該增強型剎車片具有增強性能好、摩擦系數高大，使用壽命長，無銹蝕、噪音低等優點。但由于陶瓷纖維質地較脆，陶瓷剎車片性能不夠穩定，很多剎車片在高溫時，其摩擦系數易衰退、容易出現抱死或拖磨現象。甚至出現摩擦材料膨脹，摩擦表面裂紋等嚴重質量問題且價格也高。

冶煉礦渣和粉煤灰纖維是將冶煉礦渣和粉煤灰等工業固體廢棄物經Si、Al、Ca等元素組分調配，通過高溫熔煉后經離心噴絲而成的一種無機纖維。它主要成分是由Si、Al、Ca、Fe等元素的氧化物構成，該類纖維具有耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕、抗疲勞、強度高、密度低、抗水、價格低廉等特點，是一種新型非金屬無機材料。它與金屬、陶瓷、玻璃纖維等具有良好親合性，可適應不同構件形狀，成型方便。此外，礦渣和粉煤灰纖維還具備抗疲勞強度高、熱膨脹系數小、電阻率小等特性。本發明將其與玻璃纖維配合，經粘合劑與粉末填料成型，制備成礦渣和粉煤灰無機纖維與玻璃纖維增強的剎車片，可彌補以上剎車片的種種不足。

發明內容

本針對以上技術問題，本發明提供了一種利用冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維增強的剎車片及其制備方法，通過纖維結構和組分上的改進，解決現有技術中噪音較高，高溫摩擦性能不穩定，容易出現抱死或拖磨，成本較高等技術問題。

本發明提供一種利用冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維增強的剎車片，包括礦渣和粉煤灰無機纖維，所述礦渣和粉煤灰無機纖維是由冶煉礦渣和粉煤灰經復配使得其中的Si:Al:Ca元素的質量含量為19～26：15～22：8～12，再經熔化爐高溫吹氧熔煉轉化、離心高速成纖制成長度為1～8mm的無機纖維。

進一步地，其各成分的重量百分比為：冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維：25％-35％；玻璃纖維：10％－20％；改性酚醛樹脂：13％-20％；環氧樹脂：5％－15％；粉末填料：20％-40％。

更進一步地，所述粉末填料由以下各原料組份混合而成，其各原料組份的重量百分比為：銅粉：15％-35％；氧化鋁：5％-20％；高嶺土：15％-30％；滑石粉：5％-15％；石墨粉：5％-10％；硫酸鋇：5％-15％；鐵粉5％-10％.

本發明還提供一種利用冶煉礦渣和粉煤灰無機纖維增強的剎車片的制備方法，制備方法為以下步驟：

(1)將改性酚醛樹脂、環氧樹脂混合后與無水乙醇按照質量比6：l.5進行溶解，制成樹脂乙醇溶液。

(2)將粉末填制的各組分在高速攪拌機下充分混合，并進行干燥處理制成混合填料。