[发明专利]掺有苎麻纤维的无石棉有机基轿车刹车片及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种轿车刹车片，特别是涉及一种掺有苎麻纤维的无石棉有机基轿车刹车片及其制备工艺。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车的速度较以往有了很大的提高，随之而来，汽车对制动的要求也越来越高，各个国家也同时提出了更严格的汽车安全标准，规定了严格的制动距离，对汽车的制动材料提出了更高的要求。

自从1909年，世界著名的Ferodo公司发明了世界上第一个固化石棉基刹车片后，石棉在制动产品中开始大量使用，由于石棉刹车片在每次摩擦后都会向空气中散发数百万之多的石棉纤维，在认识到石棉对人体的危害后，许多发达国家提出建议停止使用石棉的建议，摩擦材料开始向无石棉化发展，中国也于2003年发布全面禁止使用石棉作为摩擦材料。除了上述原因外，传统的石棉刹车片存在很多不足，在车速较高时，石棉刹车片可能会产生烧焦碎裂现象，导致制动失灵，亟需一种新型的，不含有害物质、工作稳定范围大、耐磨性好、导热性好、振动噪音小的摩擦材料。

其后出现半金属摩擦材料，由于金属材料易腐蚀，温升较大时(大于160℃时)，易于对偶件发生粘连，甚至发生熔化、分解现象，其工作稳定范围小，并未能完全取代石棉材料。国内外开始转向研究各种石棉的替代纤维，虽然替代纤维的种类繁多，但没有一种纤维可以完全代替石棉，因此这方面的研究逐渐从单一纤维向混杂纤维的方向发展。

近年来，国内外对刹车片材料的配方研究和制作已经突破了老式配方的约束，关于添加苎麻纤维的尝试是一个新的方向，天然植物纤维的添加是一种趋势。目前行业中常用的纤维素纤维即是天然植物纤维，但仍存在着不少缺陷，势必使新发明的研究方向转向一些具有特殊性质的麻类纤维。苎麻又称“中国草”，我国的苎麻产量约占全世界苎麻产量的90％以上，对其正确的开发利用可以产生巨大的经济效用。苎麻是无毒的，新开发的可服用纤维，加以化学处理就有良好的服用性，充分证明了其无毒性，应用这种纤维确保了其成为环保式材料，然而作为天然纤维，由于和树脂的相容性较差，因此本发明中使用了几种纤维和苎麻纤维的混合。大量报道证明刹车片在制动过程中产生直径小于2.5μm的颗粒，可长时间悬浮在空气之中，吸入肺中而长期沉积，应用天然植物纤维尽量代替化工类纤维是减缓上述问题新的研究方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中摩擦材料存在的缺点和和问题，提供一种摩擦系数稳定，抗热衰退性强，磨损率小，振动噪音小，成本低的含有苎麻纤维的无石棉有机基刹车片。

本发明的另一目的是提供一种该无石棉有机基刹车片的制备方法。

本发明提供一种无石棉轿车刹车片，其配料组分包括改性酚醛树脂，硅酸铝纤维，苎麻纤维，钢纤维，碳纤维，叶腊石，铸铁粉，铜粉，石墨，二硫化钼，AL₂O₃和BaSO₄。

苎麻纤维是初生韧皮纤维，具有杨氏模量高、聚合度大、单纤强力大等特点，同时苎麻纤维质地柔软，比重轻，气孔率较高，有利于降低制动噪音，苎麻纤维在300℃附近时发生碳化，有良好的热衰退性，碳化过程放出的水分子会对摩擦系数产生轻微的影响，但是远小于其他合成纤维或人造纤维高温熔化时产生的影响。

苎麻纤维在使用前经过改性处理，将所述苎麻纤维在超声波作用下改性40分钟，放入NaOH碱溶液中浸泡1小时，再次放入超声波水池中，加入浓硫酸和甲苯二异氰酸酯作用3小时。所述改性处理的具体步骤为：

(1)将苎麻纤维放入功率1万瓦的超声波水池中，水温60℃，超声波频率28KHZ，改性40分钟。苎麻韧皮层经强力超声波处理，成单纤维状，烘干温度150℃，经烘干后呈分散单纤维的状态，平均长度为250mm，经切短工序之后，成为符合混杂纤维的长度为3mm的材料。

(2)将步骤(1)中纤维化的苎麻纤维放在2％的NaOH稀溶液中浸泡1小时，温度为60℃，取出后烘干；

(3)将所述苎麻纤维再次放入1万瓦的超声波水池中，水温60℃，池水的重量200kg，加入浓硫酸0.5L，再加入甲苯二异氰酸酯(TDI)2kg，作用时间3小时。

苎麻纤维要作为刹车片材料，必须提高纤维自身的耐磨性、粘附性、阻燃性、抗降解性等性质，以达到或超越化工合成纤维的性质，即提高纤维接枝共聚。步骤(2)，(3)后苎麻纤维的接枝可达5％。