專利名稱：纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用及其產(chǎn)品和制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用及其產(chǎn)品和制法，屬于摩擦制動材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高性能摩擦制動材料是汽車、火車、飛機等運輸工具和各種工程機械設(shè)備安全運轉(zhuǎn)的重要保障。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是交通運輸業(yè)的迅速壯大，制動材料的需求大大增加，其性能要求也越來越高。目前汽車制動器襯片主要有兩類一類是含有石棉的制動器襯片，由于石棉優(yōu)良的綜合性能和低廉的價格，19世紀后期起被廣泛用作制動器襯片的增強組分，但科學(xué)研究表明石棉制品在生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的石棉粉塵會導(dǎo)致癌癥，對人體健康造成極大的危害，發(fā)達國家已不允許生產(chǎn)和使用含石棉制動材料。另一類是無石棉制動器襯片，該類摩擦材料少量采用無纖維摩擦材料和粉末冶金摩擦材料，大多數(shù)制動器襯片采用纖維增強半金屬或少金屬有機粘結(jié)復(fù)合摩擦材料，其增強纖維主要有鋼纖維、碳纖維、礦物纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維等。在實際生產(chǎn)中，由于沒有找到一種能完全代替石棉的單一增強纖維，采取單一纖維作為增強組分的摩擦材料的綜合性能往往不能滿足對制動材料的要求，因此大多采取混雜纖維增強。目前市場上采用混雜纖維增強的制動器襯片，其綜合性能不夠理想，而且在熱處理工藝中易出現(xiàn)起泡、起層等現(xiàn)象。國外已有將粘土狀坡縷石用于摩擦制動材料的報道，但粘土狀坡縷石僅起填料的作用，不能代替纖維材料起增強作用。而纖維狀坡縷石的纖維柔韌性好，比表面積大，熱穩(wěn)定性高，可代替纖維材料起增強作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用及其產(chǎn)品和制法，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，將纖維狀坡縷石用于制動器襯片材料的制備，開發(fā)出環(huán)保型綜合性能良好的制動器襯片，解決了原料組分的來源問題，提高了制動器襯片材料的綜合性能，并解決了現(xiàn)有工藝中的起泡、起層等技術(shù)問題。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用，如汽車、火車、飛機的制動器襯片材料。
纖維狀坡縷石在制備汽車制動器襯片材料中的應(yīng)用。
按照質(zhì)量百分比計算，本發(fā)明汽車制動器襯片材料由改性酚醛樹脂10～20％，丁晴橡膠3～7％，纖維狀坡縷石3～15％，針狀硅灰石3～8％，金屬釬維10～32％，發(fā)泡鐵粉5～10％，蛭石4～12％，重晶石5～15％，白云母3～7％，鉀長石0～10％，氧化鋁0～5％，蘭晶石0～8％，鉻鐵礦粉0～9％和鱗片狀石墨4～15％組成。
所述的纖維狀坡縷石由經(jīng)篩選的原礦粉碎而成，粒度為20～80目，經(jīng)干燥和機械攪拌蓬松處理，其中純坡縷石質(zhì)量百分含量為85～95％。
所述的改性酚醛樹脂為120～200目，丁晴橡膠為150～220目，針狀硅灰石的長徑比大于10，金屬釬維的長度為2～5mm、直徑為0.03～0.15mm，發(fā)泡鐵粉為20～60目，蛭石為12～50目，重晶石為150～200目，白云母為20～60目，鉀長石為150～200目，氧化鋁為200～270目，蘭晶石為100～150目，鉻鐵礦粉為200～250目，鱗片狀石墨為20～100目。
所用的改性酚醛樹脂為丁晴改性酚醛樹脂、腰果殼油改性酚醛樹脂或硼改性酚醛樹脂。
所用的金屬纖維包括鋼纖維和銅纖維。
本發(fā)明汽車制動器襯片材料的制備方法為按比例稱量各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)8～10小時的熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。
本發(fā)明所用的纖維狀坡縷石，主要產(chǎn)自貴州，為富含鎂的鋁硅酸鹽的粘土礦物，成因?qū)贌嵋盒秃惋L(fēng)化淋濾型，主要成份為CaO、SiO2、MgO、AI2O3等。其纖維較長，一般為0.02～2mm，長徑比在10以上，纖維柔韌性好，比表面積大，熱穩(wěn)定性高。
試驗研究表明，纖維狀坡縷石的抗熱衰退能力(特別是高溫抗熱衰退能力)和恢復(fù)能力強(見下表)；材料的硬度低，不致對摩擦偶件造成損傷破壞；坡縷石熱傳導(dǎo)系數(shù)低，隔熱性能好，可以降低制動器摩擦塊的熱傳導(dǎo)速度。
以20～60目坡縷石和丁晴改型酚醛樹脂兩組份混合、固化和熱處理后，進行定速摩擦試驗其結(jié)果如下表 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用纖維狀坡縷石替代石棉作為制動器襯片材料的增強組分，金屬含量較少，并將坡縷石纖維與鋼纖維等混雜使用，同時配有多種填料，不僅使摩擦制動片的綜合摩擦性能良好，降低了熱傳遞速度，增大了摩擦系數(shù)，使得摩擦磨損較低，且無毒無污染，價格低，還降低了制動器襯片的硬度、比重、銹蝕等。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例1150目的丁晴改性酚醛樹脂13％、180目的丁晴橡膠4％、20目的坡縷石(純度90％)8％、硅灰石7％、長度3mm、直徑0.09mm的鋼釬維23％和銅釬維2％、40目的發(fā)泡鐵粉7％、30目的蛭石5％、180目的重晶石10％、40目的白云母4％、180目的鉀長石4％、230目的氧化鋁3％、30目的鱗片狀石墨7％、120目的蘭晶石3％。
按比例稱量上述各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。熱處理溫度100℃-120℃-140℃-170℃，其時間分別為1-2-3-3小時。
該材料的定速摩擦試驗結(jié)果如下表 本發(fā)明的實施例2200目的腰果殼油改性酚醛樹脂10％、220目的丁晴橡膠3％、80目的坡縷石(純度95％)3％、硅灰石3％、長度5mm、直徑0.15mm的鋼釬維8％和銅釬維2％、60目的發(fā)泡鐵粉8％、50目的蛭石4％、200目的重晶石5％、60目的白云母7％、200目的鉀長石10％、270目的氧化鋁5％、150目的蘭晶石8％、250目的鉻鐵礦粉9％、100目的鱗片狀石墨15％。
按比例稱量上述各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。熱處理溫度100℃-120℃-140℃-170℃，其時間分別為1-2-3-4小時。
本發(fā)明的實施例3120目的硼改性酚醛樹脂20％、150目的丁晴橡膠7％、20目的坡縷石(純度85％)15％、硅灰石8％、長度2mm、直徑0.03mm的鋼釬維12％和銅釬維3％、20目的發(fā)泡鐵粉5％、12目的蛭石7％、150目的重晶石10％、20目的白云母5％、200目的鉻鐵礦粉4％、20目的鱗片狀石墨4％。
按比例稱量上述各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。熱處理溫度120℃-140℃-170℃，其時間分別為2-3-3小時。
本發(fā)明的實施例4120目的丁晴改性酚醛樹脂10％、200目的丁晴橡膠5％、40目的坡縷石(純度95％)5％、硅灰石3％、長度4mm、直徑0.12mm的鋼釬維26％和銅釬維6％、50目的發(fā)泡鐵粉10％、40目的蛭石12％、190目的重晶石15％、50目的白云母3％、60目的鱗片狀石墨5％。
按比例稱量上述各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。熱處理溫度100℃-120℃-140℃-170℃，其時間分別為1-2-3-4小時。
本發(fā)明的實施例5150目的腰果殼油改性酚醛樹脂12％、160目的丁晴橡膠6％、60目的坡縷石(純度90％)10％、硅灰石4％、長度3mm、直徑0.06mm的鋼釬維10％和銅釬維2％、30目的發(fā)泡鐵粉6％、20目的蛭石9％、170目的重晶石7％、30目的白云母6％、150目的鉀長石7％、200目的氧化鋁4％、100目的蘭晶石5％、230目的鉻鐵礦粉6％、80目的鱗片狀石墨6％。
按比例稱量上述各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。熱處理溫度100℃-120℃-140℃-170℃，其時間分別為1-2-3-3小時。
權(quán)利要求
1.纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用，如汽車、火車、飛機的制動器襯片材料。
2.纖維狀坡縷石在制備汽車制動器襯片材料中的應(yīng)用。
3.一種汽車制動器襯片材料，其特征在于按照質(zhì)量百分比計算，該材料由改性酚醛樹脂10～20％，丁晴橡膠3～7％，纖維狀坡縷石3～15％，針狀硅灰石3～8％，金屬釬維10～32％，發(fā)泡鐵粉5～10％，蛭石4～12％，重晶石5～15％，白云母3～7％，鉀長石0～10％，氧化鋁0～5％，蘭晶石0～8％，鉻鐵礦粉0～9％和鱗片狀石墨4～15％組成。
4.按照權(quán)利要求3所述的汽車制動器襯片材料，其特征在于所述的纖維狀坡縷石由經(jīng)篩選的原礦粉碎而成，粒度為20～80目，經(jīng)干燥和機械攪拌蓬松處理，其中純坡縷石質(zhì)量百分含量為85～95％。
5.按照權(quán)利要求3所述的汽車制動器襯片材料，其特征在于所述的改性酚醛樹脂為120～200目，丁晴橡膠為150～220目，針狀硅灰石的長徑比大于10，金屬釬維的長度為2～5mm、直徑為0.03～0.15mm，發(fā)泡鐵粉為20～60目，蛭石為12～50目，重晶石為150～200目，白云母為20～60目，鉀長石為150～200目，氧化鋁為200～270目，蘭晶石為100～150目，鉻鐵礦粉為200～250目，鱗片狀石墨為20～100目。
6.按照權(quán)利要求3或5所述的汽車制動器襯片材料，其特征在于所用的改性酚醛樹脂為丁晴改性酚醛樹脂、腰果殼油改性酚醛樹脂或硼改性酚醛樹脂。
7.按照權(quán)利要求3或5所述的汽車制動器襯片材料，其特征在于所用的金屬纖維包括鋼纖維和銅纖維。
8.如權(quán)利要求3所述的汽車制動器襯片材料的制備方法，其特征在于按比例稱量各種原料，混合，熱壓成形，經(jīng)8～10小時的熱處理后，摩擦制動工作表面經(jīng)機械加工而成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種纖維狀坡縷石在制備制動器襯片材料中的應(yīng)用及其產(chǎn)品和制法，本發(fā)明汽車制動器襯片材料由改性酚醛樹脂、丁腈橡膠、纖維狀坡縷石、針狀硅灰石、金屬釬維、發(fā)泡鐵粉、蛭石、重晶石、白云母、鉀長石、氧化鋁、藍晶石、鉻鐵礦粉和鱗片狀石墨組成；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用纖維狀坡縷石作為制動器襯片材料的增強組分，金屬含量較少，不僅使摩擦制動片的綜合摩擦性能良好，降低了熱傳遞速度，增大了摩擦系數(shù)，使得摩擦磨損較低，且無毒無污染，價格低，還降低了制動器襯片的硬度、比重、銹蝕等。
文檔編號C08J5/14GK1844693SQ20061020040
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者何林, 申榮華, 閻建偉 申請人:貴州大學(xué)