[发明专利]一种多元树脂基碳素复合型盘式制动片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，具体的说是一种多元树脂基碳素复合型盘式制动片及其制备方法。

背景技术

传统的汽车制动片是由单一酚醛树脂作为粘接剂，按照一定比例与增强纤维、摩擦性能调节剂混合后热压成型。按照酚醛树脂使用情况来分主要有三类：未改性酚醛树脂、耐高温型改性酚醛树脂和增强弹性改性酚醛树脂。上述三类树脂各有不足之处，未改性酚醛树脂耐高温性能一般、弹性一般，耐高温型改性酚醛树脂制得的制动片弹性差、硬度高，增强弹性改性酚醛树脂耐高温性能差。

碳素材料可提高制动片的耐高温性能，其中碳纤维有极好的增强作用，石墨类材料具有润滑作用，硬质碳素材料可以增强摩擦材料的整体耐磨性，能明显改善摩擦材料的高温高速性能，但往往一种碳素材料与粘接剂配合使用会存在一定的不足之处。

发明内容

为了解决上述问题，制造出一种耐高温、制动舒适、噪音低、摩擦系数稳定、使用寿命长、不损伤对偶的环保型盘式制动片，本发明提供了一种多元树脂基碳素复合型盘式制动片及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种多元树脂基碳素复合型盘式制动片，其特征是，由下述质量百分比的原料制成，未改性酚醛树脂3％-7％，有机硅改性酚醛树脂3％-7％，聚丙烯酸酯改性酚醛树脂3％-7％，聚丙烯腈碳纤维2％-5％，人造颗粒石墨3％-8％，天然鳞片石墨3％-8％，颗粒焦炭1％-10％，碳化硅0.5％-3％，芳纶浆粕0.5％-3％，复合矿物纤维1％-9％，钢纤维10％-20％，紫铜粉2％-5％，硫化亚铁3％-6％，硫酸钡15％-35％；所述复合矿物纤维的组分及其质量百分比为：二氧化硅38％-45％，氧化铝15％-22％，氧化钙和/或氧化镁30％-38％，氧化铁1％-6％。

其中未改性酚醛树脂的流动距离为15-25mm，凝胶化时间为90-100S；有机硅改性酚醛树脂的流动距离为13-23mm，凝胶化时间为95-105S；聚丙烯酸酯改性酚醛树脂的流动距离为18-28mm，凝胶化时间为85-95S；聚丙烯腈碳纤维的纤维长度为1.0-3.0mm，人造颗粒石墨的粒度为40-60目，天然鳞片石墨的粒度为100-120目，颗粒焦炭的粒度为40-60目，碳化硅为500目下超细碳化硅，芳纶浆粕长径比为50-80，复合矿物纤维的纤维长度为0.30-0.80mm，钢纤维的纤维长度为1.50mm-4.25mm，紫铜粉的粒度为70-120目，硫化亚铁的粒度为200-325目，硫酸钡的粒度为325-500目。

该多元树脂基碳素复合型盘式制动片的加工方法为：

(1)混料(分为三步混料)：先将芳纶浆粕与硫酸钡加入到高速搅拌机中搅拌4分钟，再将未改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、聚丙烯酸酯改性酚醛树脂、天然鳞片石墨、碳化硅、钢纤维、紫铜粉和硫化亚铁共8种原料加入到高速搅拌机中搅拌6分钟，最后将剩余4种原料(聚丙烯腈碳纤维、人造颗粒石墨、颗粒焦炭和复合矿物纤维)，加入到高速搅拌机中搅拌6分钟，使得所有原料混合均匀；

(2)热压成型：先将步骤(1)混合后的原料加入到热压模具型腔中，用工具摊平，预压3-6秒，加载压力0.5-1MPa，再将垫层料(质量比：未改性酚醛树脂20％，钢纤维25％，丁腈橡胶5％，摩擦粉8％，碳酸钙32％，紫铜粉8％，芳纶浆粕2％)加入到热压模具型腔中，用工具摊平，加载压力15-25MPa，热压时间5-8分钟，热压温度140-180℃，热压成型后脱模；所述垫层料的加入量为原料总质量(步骤(1)的14种原料的总质量，不包含垫料层)的10％；

(3)热处理：将脱模后所得制动片先于烘烤温度160-180℃下烘烤1-2小时，然后于烘烤温度180-200℃下烘烤3-5小时，最后于烘烤温度200-240℃下烘烤1-2小时；

(4)磨削：将热处理后的制动片采用圆磨机磨削至平行度为±0.14mm，平面度为±0.1mm；

(5)喷塑：然后采用静电喷涂得到成品，喷涂设备转速为500-1000rpm，温度为150-200℃。

本发明采用多元树脂共混机体，可以达到很好的协同作用，既提高制动片的耐磨性，又增强制动片的弹性，达到单一树脂所不能实现的效果。它将多种碳素材料与树脂基复合，可以同时将上述碳素材料的单一性能聚集，提高制动片耐高温性能的同时，起到很好的增强作用，并且具有良好的润滑作用，提高制动片整体的摩擦稳定性。