[发明专利]一种葛藤纤维增强环保型高性能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刹车片，具体涉及一种葛藤纤维增强环保型高性能刹车片及其制备方法。 

背景技术

目前中国生产的刹车片占全世界总需求量的5％，未来5年之内中国境内生产的刹车片占全球总需求量的45％。未来五年之内在中国境内上生产的刹车片将达到14.4亿套。我国汽车刹车片行业面临着环保化和高性能化两大转型，环保型高性能刹车片除要满足高温衰退小、磨损率低、摩擦系数稳定等要求外，还应具有振动小、噪声低、落灰少等环保人性化的性能特点，这些都为摩擦材料配方技术、原材料处理技术、混料制备技术、热压成型技术、热处理技术及后续处理技术等提出了更高的要求。 

天然纤维具有较高的强度，可以满足力学性能，而且天然纤维来源广泛，可再生，绿色无毒，产量巨大。天然纤维的加入，可以降低材料的密度、减小其磨损量，但同时也会降低材料的摩擦系数。如果将天然纤维与增强适当的基体混合可以制成完全降解的摩擦材料，这种材料将获得巨大的市场空间。目前，采用天然纤维改性以及结构仿生等技术可以大幅调高天然纤维与基体的相容性，均一性及耐高温性能，提高摩擦材料的性能。 

葛藤又名野葛、葛麻，是一种使用历史悠久的多年生藤本植物，在中国大部分地区均有分布。过去主要用于笼筐、制绳索或用作造纸原料，近年来将葛藤纤维(葛麻)用于地毯生产其牢固度、弹性、耐磨性均超过丝织地毯，也可织成葛布，其经济及实用价值更高，具有良好的市场潜力。在现代，葛藤纤维又被开发应用于制备复合材料、弹性材料等新领域。葛藤纤维韧性强劲，单纤维长约0.95～4.2厘米，宽0.01～0.02厘米，是良好的纤维植物。葛麻纤维与有机合成纤维相比，具有价廉质轻、强度和模量适当等优点，关键是植物纤维属可再生资源，绿色无毒，可自然降解，保护环境。 

将葛藤纤维与其他几种纤维混合在一起，性能互补，发挥混杂效应，制备的摩擦材料性能优异，有利于降低刹车片厂家的生产成本。它具有很好的摩擦性能、抗疲劳性能、温度适应性、抗磨损能力以及低噪音性等，在不同的温度和压力下的摩擦性仍然能保持良好，其性能在低温或高温情况下变化不大。此外，葛麻纤维在高温(300℃-350℃)度下生成石墨，石墨具有润滑和清洁作用。 

本专利基于国内外汽车刹车片产品结构的升级换代和项目单位在天然纤维增强环保型汽车刹车片关键制备技术上所取得的突破，将科研成果转化为产品。该项技术采用来源广泛的天然纤维，符合国家环保产业的要求，是国家鼓励发展的产业，具有显著的社会效益和较大的经济效益，对我国汽车行业的发展具有推进意义。 

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有半金属刹车片的缺点而提供的一种使用寿命长、安全性、稳定性好，摩擦性能稳定，刹车制动好，磨损小，无刹车“尖叫声”，具有高性能，技术水平国内领先的葛藤纤维增强环保型高性能轿车用刹车片。 

本发明的第二个目的是提供一种具有驾驶舒适性好、制动噪音小、耐磨性能好、制动对偶的磨损小，环保、低金属、少粘接剂、成本低，环保无污染，具有良好的热稳定性能以及其工作稳定性的葛藤纤维增强环保型高性能轿车用刹车片的制备方法。 

本发明的实现方法如下： 

为实现本发明的第一个目的，葛藤纤维增强环保型高性能刹车片的主要组分如下：葛藤纤维，芳纶浆粕，FKF复合矿物纤维，稀土改性酚醛树脂，钛酸盐偶联剂，氯化石蜡，超细全硫化粉末橡胶，煅烧石油焦碳，强力泡沫铁粉，膨胀石墨，改性硅灰石，片状蛙石，六钛酸钾晶须。 

为实现本发明的第二个目的，本发明提供的葛藤纤维增强环保型高性能轿车用刹车片的制备工艺，具体工艺设备及生产方案如下： 

工艺设备：立轴式高速混料机，转速800～1000转／分，南通奥普机械工程有限公司生产，每次可混料约1kg；刹车片配方研究专用热压机，型号JFY50，吉林大学机电设备研究所制造；恒温干燥箱，型号DHG一9070A，上海齐新科学有限公司生产。 

工艺流程：配料→计量→混料→涂胶→热压→热处理→磨平面→开槽→表面高温处理→喷漆→质检→印标→包装→入库。 

生产方案： 

用正交实验研究热压法制备葛藤纤维增强环保型高性能轿车用刹车片的最佳工艺参数，压制温度、压制时间和压制压力对刹车片性能影响最大。