[发明专利]一种掺有浒苔纤维的低噪音环保汽车刹车片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车制动用摩擦材料，具体涉及一种掺有浒苔纤维的低噪音环保汽车刹车片及其制备方法。

背景技术

随着汽车向载重化和高速化发展，人们对汽车的摩擦制动材料的性能要求越来越高。除高速、重载、安全可靠、乘坐舒适、操作方便等外，开发出污染少、噪音低、不产生或少产生摩擦粉尘的绿色环保型摩擦材料，控制对环境的污染已逐渐成为人们行车及生活的首要要求。

刹车片主要材料以各种纤维(石棉复合纤维陶瓷纤维钢纤维铜纤维芳纶纤维等)为基材，以树脂为粘合剂混入有机和无机粉状填料粘合而成。第一代石棉型刹车片的成分40％-60％是石棉，其主要优点是廉价，但石棉纤维可导致肺癌，不符合不符合现代环保要求；而且石棉导热能力差，通常反复制动会使热量在刹车片中堆积，刹车片变热后，它的制动性能就会发生改变，要产生同样的摩擦和制动力需要更多的踩刹车次数，不仅产生较多的粉尘，也产生较多的噪声污染。第二代半金属混合物刹车片主要采用粗糙钢丝绒作为加固纤维和重要的混合物，其主要优点是具有较高的制动温度，其缺点是需要更高的制动压力来完成同样的制动效果，特别是在低温环境中金属含量高对刹车盘磨损大，同时会产生更大的噪音。粉末冶金摩擦材料由于其耐热性好，一定程度上解决了高温摩擦因数热衰退和热磨损问题，但粉末冶金摩擦材料价格较高、制造工艺复杂、制动噪音大、脆性大以及易擦伤对偶表面和磨损大，仅能应用于一些特殊场合。而且，当钢纤维含量超过10％时，制动时易引起尖叫、产生振颤等问题。第三代无石棉有机物NAO型刹车片：主要是用玻璃纤维、芳纶纤维或其他纤维(碳、陶瓷等)作为加固材料，其主要优点是无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损。

经过多年对各种天然纤维的潜心研究发现，以天然作为增强纤维制备摩擦材料，可以有效降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，不产生或少产生有害的摩擦粉尘，符合现代环保要求，代表目前摩擦材料的发展方向

浒苔作为一种海面漂浮大型绿藻，成年主体总长度在10～20cm，随着光合作用的加剧而迅速增殖。浒苔纤维直径分布范围在0.08～1.52mm之间，纤维直径百分率最高出现在0.19mm处。浒苔的微管结构对吸声性能有较大的贡献，这将对于研制新型无机纤维吸声材料提供很好的仿声学启示。浒苔具有长纤维结构，内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，进行干燥处理后，很适合开发成吸声材料。大花罗布麻纤维是天然野生纤维，与普通罗布麻纤维相比，具有强力高，纤维细，刚性小，耐摩擦等特点。

在摩擦材料中同时采用两种或两种以上纤维作增强相时称为混杂增强。将浒苔纤维和大花罗布麻纤维一定比例混纺，采用包芯纱纺制技术制备增强材料。两种纤维的特性得到复合、优化、互补，混纺纱既具有浒苔纤维的吸音功能，又具有大花罗布麻纤维强力和耐摩擦性。这一形式不仅能降低产品的成本，还可以使原材料性能“取长补短”，从而改善摩擦材料的性能。目前，采用混杂纤维增强是摩擦材料的一个重要发展方向。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有摩擦材料的缺点而提供的一种价格低廉，各项技术指标优于国标的掺有浒苔纤维的低噪音环保汽车刹车片摩擦材料。本发明采用混纺纤维增强的方式，利用大花罗布麻纤维对浒苔纤维实行合理包覆制备包芯纱，使两种纤维的特性得到复合、优化、互补，制备出摩擦性能稳定可靠的摩擦材料。

本发明的第二个目的是提供一种金属含量低，制动时磨损率小、振颤较小，制动过程中无噪音，不产生有害气体和粉末，对环境友好的掺有浒苔纤维的低噪音环保摩擦材料的制备方法。

本发明的实现方法如下：

为实现本发明的第一个目的，一种掺有浒苔纤维的低噪音环保汽车刹车片的主要组分如下：浒苔纤维，大花罗布麻纤维，芳纶纤维，聚酰胺树脂，环氧树脂，硅烷偶联剂，碳化硅增磨材料，超细氧化铁粉，柔性焦粉，锆英粉填料，硅酸铝空心球，硫酸钙晶须。

为实现本发明的第二个目的，本发明提供的掺有浒苔纤维的低噪音环保汽车刹车片的制备方法，具体工艺流程如下：

1、纤维混纺制备包芯纱：大花罗布麻纤维细，刚性小，将其包缠在浒苔纤维的外层，可以改善浒苔纤维强力低、耐磨性差等缺点。利用长丝包覆技术，在尘笼的作用下，将单纤维状态的大花罗布麻纤维较好地包覆于浒苔纤维表面，形成包芯纱结构，可以很大程度上分担外来的冲击力，提高了浒苔纤维的强力。

2、原料混和：在自动配料系统中进行配料，按照配方的比例将物料放入自制搅拌器中搅拌5～8min，转速为400～600r/min。试验制备过程中，根据摩擦材料的磨擦系数、耐磨指数及噪音值的大小，对原料的比例分配进行调整。