一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料及其制备方法

本发明涉及制动器衬片，具体涉及一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料及其制备方法。

背景技术：

1、汽车制动器衬片是指固定在与汽车车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料，由钢板或陶瓷、粘接隔热层和摩擦块等材料构成。制动器衬片摩擦材料是汽车制动器的关键零部件，决定着汽车行驶的舒适性、稳定性、安全性。近年来，中国汽车制动器衬片行业规模随着汽车工业的发展稳步增长。随着汽车保有量、销量的增长，汽车制动器衬片行业规模将进一步扩大。

2、汽车制动器衬片一般是由粘结剂、增强材料、填料和摩擦性能调剂剂组成。按材料来分，主要有：石棉型、半金属型、陶瓷型以及无石棉有机物型制动器衬片。石棉纤维增强材料价格低廉，但由于其具有致癌性，目前已被禁用。半金属和少金属型制动器衬片具有良好的温控性和耐高温性，但具有高磨损率和噪音污染。部分金属纤维材料增强材料在磨损过程中会释放出重金属氧化物及一些有毒气体，存在着安全隐患。陶瓷型制动器衬片耐磨耐高温、热稳定好、制动性能好，但高昂的价格和复杂的生产工艺限制了其广泛应用。

3、随着现代交通运输业的高速发展，除了要求制动器衬片具有反应速度快、热稳定性高、耐磨性好、噪音小等必要的性能外，还要求制动器衬片材料兼具较好的经济性和环保性。近年来，利用地方区域特色环保原材料制备汽车制动器衬片摩擦材料成为一大重要趋势，例如玉米桔柑、棕榈仁壳、可可豆、香蕉皮、竹炭等。福建是沿海省份，有丰富的海生产品资源。随着海洋贝类产品市场需求的不断扩大，大量贝壳类废弃物在生产和消费环节未能得到妥善处理，造成环境污染、资源浪费以及各种安全隐患。

4、基于此，本发明的目的在于利用废弃海生贝壳作为环保型制动器衬片摩擦材料的组成原料，在保证制动性能的前提下，变废为宝，降低生产成本。

技术实现思路

1、针对上述提出的问题，本发明提供一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料及其制备方法。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其配方组分按重量百分比计，包括：废弃贝壳粉5-17％、纤维素3-10％、复合纤维5-13％、玻璃纤维2-8％、树脂14-20％、硅钙粉3％-5％、磁铁矿2％-5％、丁腈橡胶3-8％、石墨10-15％、重晶石粉5-17％、刹车片回收料10-17％。

4、作为一种可能的实施方式，进一步，所述废弃贝壳粉的制备方法，包括如下步骤：

5、对废弃贝壳进行冲洗、烘干、破碎，将破碎后的贝壳加入到热处理炉中进行煅烧，接着将煅烧后的物料置于球磨机中并加入硅烷偶联剂进行研磨，烘干后即获得废弃贝壳粉原料。

6、作为一种可能的实施方式，进一步，所述废弃贝壳粉制备过程中，煅烧温度为280-320℃，保温30分钟；废弃贝壳在球磨机中研磨1-6小时；所述硅烷偶联剂选用kh550或kh560。

7、作为一种可能的实施方式，进一步，所述复合纤维选用第一复合纤维或第二复合纤维；

8、所述第一复合纤维包括玄武岩纤维与纤维素纤维，其中纤维素纤维不超过3％；

9、所述第二复合纤维包括玄武岩纤维、纤维素纤维、硅酸镁纤维、硅酸铝纤维；其中纤维素纤维不超过3％，硅酸镁纤维不超过5％，硅酸铝纤维不超过5％。

10、作为一种可能的实施方式，进一步，所述树脂选用酚醛树脂。

11、作为一种可能的实施方式，进一步，所述刹车片回收料为nao刹车片回收料。

12、作为一种可能的实施方式，进一步，所述废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料的制备方法，包括如下步骤：

13、1)按废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料配方组成进行配料，并投入螺杆式搅拌机内进行搅拌混合；

14、2)将混合好的原料放置在盘式或片式模具内，在热压机上进行热压成型；

15、3)将成型后的衬片在热处理炉中进行固化热处理，随炉冷却至一定温度下出炉自然冷却，得到所述废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料。

16、作为一种可能的实施方式，进一步，步骤1)中搅拌混合时间为10-30分钟。

17、作为一种可能的实施方式，进一步，步骤2)中热压成型工艺为：成型压力10-30mpa，温度140-220℃，保压时间5-10分钟。

18、作为一种可能的实施方式，进一步，步骤3)中固化热处理工艺为：在热处理炉中先加热到120-160℃保温2小时，再加热升温到160-200℃，保温6小时，接着随炉冷却至70℃以下出炉自然冷却。

19、本发明的有益效果如下：

20、1)本发明中废弃海生贝壳来源较广、成本低廉，可有效降低制动器衬片的生产成本，提高产品附加值。

21、2)本发明利用废弃海生贝壳制备环保型制动器衬片产品属于无石棉无金属有机材料，具有耐磨损、低落尘、低噪音、不生锈、高热稳定、绿色环保等优点，综合性能好，市场前景广阔。

技术特征：

1.一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，其配方组分按重量百分比计，包括：废弃贝壳粉5-17％、纤维素3-10％、复合纤维5-13％、玻璃纤维2-8％、树脂14-20％、硅钙粉3％-5％、磁铁矿2％-5％、丁腈橡胶3-8％、石墨10-15％、重晶石粉5-17％、刹车片回收料10-17％。

2.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述废弃贝壳粉的制备方法，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述废弃贝壳粉制备过程中，煅烧温度为280-320℃，保温30分钟；废弃贝壳在球磨机中研磨1-6小时；所述硅烷偶联剂选用kh550或kh560。

4.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述复合纤维选用第一复合纤维或第二复合纤维；

5.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述树脂选用酚醛树脂。

6.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述刹车片回收料为nao刹车片回收料。

7.根据权利要求1所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，所述废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料的制备方法，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，步骤1)中搅拌混合时间为10-30分钟。

9.根据权利要求7所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，步骤2)中热压成型工艺为：成型压力10-30mpa，温度140-220℃，保压时间5-10分钟。

10.根据权利要求7所述的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料，其特征在于，步骤3)中固化热处理工艺为：在热处理炉中先加热到120-160℃保温2小时，再加热升温到160-200℃，保温6小时，接着随炉冷却至70℃以下出炉自然冷却。

技术总结
本发明公开一种废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料及其制备方法，所述废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料配方组分按重量百分比计，包括：废弃贝壳粉5‑17％、纤维素3‑10％、复合纤维5‑13％、玻璃纤维2‑8％、树脂14‑20％、硅钙粉3％‑5％、磁铁矿2％‑5％、丁腈橡胶3‑8％、石墨10‑15％、重晶石粉5‑17％、刹车片回收料10‑17％。本发明提供的废弃贝壳复合环保型制动器衬片材料具有耐磨损、低落尘、低噪音等优点，采用废弃海生贝壳制成制动器衬片摩擦材料，原料来源广、成本低廉，不仅实现废物资源化利用，而且在保证汽车制动性能的前提下显著降低产品成本，市场前景广阔。

技术研发人员：花能斌,杨军伟,包晓玮,柯捷良,杨立新
受保护的技术使用者：福建理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30