[发明专利]一种耐高温低磨损的无金属刹车片

说明书

技术领域

本发明属于刹车片技术领域，具体涉及一种耐高温低磨损的无金属刹车片。

背景技术

刹车片也叫刹车皮，是汽车刹车系统中最关键的安全件，对刹车效果的好坏起到了决定性作用。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟(鼓)及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能使车子停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退，因此要求刹车片具有适中的摩擦系数、较低的磨损率、良好的抗热衰退性能以及寿命长。现有的刹车片包括石棉刹车片、金属刹车片、半金属或少金属刹车片以及有机树脂刹车片，其中石棉刹车片是最早使用的刹车片，但是由于石棉的致癌作用现已经被禁止使用。金属刹车片、半金属刹车片或少金属刹车片中含有金属或合金，具有较高的热稳定性性，但是由于硬度大导致磨损率高、寿命短、质量大的缺陷。目前使用的有机树脂刹车片中添加无机纤维作为骨架补强，耐磨性能好，但是也存在有机树脂高温易分解，摩擦系数随温度变化浮动，刹车片热衰退等缺点，影响了刹车片的耐磨性能，而且刹车片的噪音大。

中国专利2012105199690，专利名称一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制造的刹车片、制作方法，公开了由竹炭、有机纤维、偶联剂复合制成的刹车片，刹车片具有一定的抗热衰性，但是刹车片中添加的有机树脂容易在急刹高温中分解，影响刹车片的性能，而且添加的钢棉降低了刹车片的耐磨性能。

发明内容

针对现有有机树脂刹车片在高温中分解导致热衰退而降低刹车性能和耐磨性的问题，本发明的目的在于提供一种耐高温低磨损的无金属刹车片，本发明的刹车片中不添加石棉、金属，但是具有良好的抗热分解性能，保证抗热衰退能力，使摩擦系数保持稳定，耐磨性能得到提高和维护。

本发明提供如下的技术方案：

一种耐高温低磨损的无金属刹车片，由以下重量份的组份制成：酚醛树脂7～23份、摩擦粉10～30份、石墨7～23份、焦炭粉3～9份、蒙脱石纳米粉2～7份、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚0.3～0.9份、丁腈粉2～6份、重晶石粉5～15份、玻璃纤维7～23份、木质纤维2～8份、碳化硅纤维10～17份、轮胎粉5～15份、纳米萤石粉4～10份、纳米海泡石粉2～7份、纳米二氧化硅气凝胶粉3～9份、重质碳酸钙2～6份、硅烷偶联剂5～15份。

本发明的无金属刹车片经酚醛树脂、摩擦粉、石墨、焦炭粉、丁腈粉、重晶石粉、蒙脱石纳米粉、玻璃纤维、木质纤维、碳化硅纤维、轮胎粉、纳米二氧化硅气凝胶粉、重质碳酸钙、硅烷偶联剂、纳米萤石粉、纳米海泡石份制成。刹车片不含有石棉、金属，避免石棉高温分解产生有毒物质，以及刹车片质量大的缺陷。刹车片以酚醛树脂为基体，酚醛树脂是由苯酚、甲醛在酸性介质中缩聚形成的热塑性树脂，具有一定的机械强度与电绝缘性能，热稳定性好而且韧性大、粘性好，而丁腈粉可以强化酚醛树脂的韧性。而纳米萤石粉中的氟与酚醛树脂酚羟基中的氢形成氢键，限制的酚醛树脂骨架的热运动，提高了酚醛树脂的耐热性能，同时纳米萤石粉、纳米海泡石粉具有良好的热稳定性。纳米海泡石粉莫氏硬度为2.2～2.5，质地轻，提高耐磨性能明显，孔隙结构丰富，吸音隔热能力强。石墨可以形成润滑效果，提高刹车片的耐磨率，同时降噪。轮胎粉是弹性填料，起到强化耐磨性能并降低噪音的作用。蒙脱石纳米粉、摩擦粉、重晶石粉热稳定性好，稳定刹车片的摩擦系数与耐磨持久性能。焦炭粉的气孔率高，提高摩擦系数并减少了制动噪音，而且减轻了高温摩擦时的热衰退。纳米二氧化硅气凝胶粉粘结性能强、热稳定性好，强化酚醛树脂的粘结，纳米二氧化硅气凝胶粉具有丰富的孔隙，孔隙率高，导热系数小，与纳米海泡石份互相补强，使刹车片的内部受表面高温的影响小，延长刹车片的寿命，且可以吸附部分分解物及油脂，避免刹车片分层起包。重质碳酸钙热稳定性好，磨耗值小，一方面经硅烷偶联剂与有机树脂相连增强热稳定性，提高抗热衰退性能，另一方面提高耐磨性。木质纤维在刹车片内形成网络骨架，促进各组份的均匀分散。玻璃纤维的耐热性高、机械强度高，碳化硅纤维的热稳定性、机械强度以及耐磨性好，两者通过复合起到增强刹车片热稳定性、机械强度与耐磨性的作用。通过上述各组份的共同作用使本发明的无金属刹车片抗热分解性能强、抗热衰退能力高，摩擦系数稳定，耐磨性能得到提高和维护，且刹车中产生的噪音小。