[00139951]新型微胶囊改性热塑性酚醛树脂复合材料盘式刹车片

1、课题来源与背景 本课题系本公司自选研发。 目前我国汽车使用的刹车片基本是石棉基金属片及石棉基半金属片,石棉基刹车片因高温耐摩性差,容易在表面形成胶化层,因而降低了摩擦性能,使用寿命短,并产生刺耳的刹车噪声,特别是所产生的粉尘严重污染环境并致癌;金属片及半金属片容易造成对对偶表面的磨损,热衰退性能差,不仅较低了摩擦效能,更因对偶表面的磨损而缩短了整个制动器的使用寿命。 当前生产盘式刹车片的粘接剂是酚醛树脂,由于酚醛树脂是合成有机物,在成品中还残留小分子有机物,如游离酚等,在刹车片发热时,这些小分子逃逸出来,在刹车片与刹车盘之间形成空气层,降低制动力;另外,酚醛树脂在生产过程（压制和热处理）中不可能100%完全固化,在使用过程中,由于刹车片温度上升,最高可达500-600℃,这时酚醛树脂继续反应（固化）产生氨气等气体,在刹车片与刹车盘之间形成空气层,降低制动力。这二者合并起来形成的现象称之为“热衰退”。 因此,该产品的开发成功,无疑加快了国内传统刹车片产品的升级换代步伐,为国家汽车零部件产业做出了重大的贡献,将有十分可观的经济效益和社会效益,具有重大的社会意义。 2、技术原理及性能指标 新型微胶囊改性热塑性酚醛树脂复合材料,通过采用一定的方式制备的改性热塑性酚醛树脂耐热性好,粘结性较强。聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂微胶囊具有良好的亲和性、低粘度、低挥发性、室温下快干及反应形成的聚合物有较强的强度,且在聚合过程中收缩率低,聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂微胶囊对囊芯物有较大的包裹率,并具有足够的稳定性,改性热塑性酚醛树脂与聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂微胶囊共用可大大改进树脂与其它材料的亲和性,提高树脂的利用率和粘接强度。这样由于树脂用量少就可降低刹车片的高温时“热衰退”,同时减少刹车片的磨损。 上述组分与尼龙纤维、沥青基碳纤维、荷兰岩棉、重晶石、萤石、颗粒石墨、丁腈橡胶粉及腰果壳油摩擦粉有机粘结在一起,可显著增强耐磨损强度,并通过合理限定荷兰岩棉内部组分含量及荷兰岩棉的纤维长度,制成的刹车片具有优良的耐热性和抗剪、抗弯及制动效果,本发明中,上述微胶囊改性热塑性酚醛树脂复合材料刹车片韧性好,硬度适中,耐磨损、耐热性能优异。 根据GB5763-2008进行定速试验的数据 项 目 试验温度n 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 摩擦系数b（μ） 0.25~0.65 0.25~0.70 0.25~0.70 0.20~0.70 0.20~0.70 0.20~0.70 指定摩擦系数的允许偏差（Δμ） ±0.08 ±0.10 ±0.10 ±0.10 ±0.12 ±0.12 升温 +0.02 +0.03 -0.06 -0.07 -0.03 -0.02 降温 -0.04 -0.04 -0.03 -0.03 -0.01 a试验温度指试验机圆盘摩擦面温度。 b摩擦系数范围包括允许偏差在内,制定摩擦系数允许偏差0.40。 2、技术的创造性与先进性 聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂微胶囊是以聚脲甲醛为囊壁、双酚A型环氧树脂（E-51）和正丁基缩水甘油醚（501#）混合物为囊芯,采用原位聚合法合成聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂体系微胶囊。 基于微胶囊的特性,充分利用聚脲甲醛包覆双酚A型环氧树脂微胶囊改变物质和它所处的介质的亲和性,降低改性树脂的用量,提高树脂和其它材料界面的亲和力,相当于提高了树脂的利用率;由于树脂用量少,刹车片在使用过程中“热衰退”就小; 本配方中全部用（环氧）改性树脂,提高了耐温性（树脂热分解温度约提高50℃）,而且环氧树脂的粘接力是所有改性树脂中最高的,所以配方生产的刹车片具有高温衰退小、寿命长的特性。 同时,根据技术方案,我们设定了各类原材料的成分、干湿度等相关标准,要求供应商提供标准、合格的原材料,同时对入库的原材料进行质量监控,避免了因原材料质量而影响了产品的各种性能。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 经过定速实验、摩擦系数、磨损率实验和安装试跑,本产品性能稳定,数据优越,经2015年9月通过国家非金属矿制品质量监督检验中心、国家汽车零部件产品质量监督检验中心（芜湖）的检验,完全符合GB5763-2008标准及客户要求。 微胶囊改性热塑性酚醛树脂复合材料是一种新型高摩擦系数的复合材料,其制成品—刹车片是各类机械制动器的关键零件,在汽车、飞机、机车工程机械、运输机械、化工机械、矿山机械、石油机械等机械中不可缺少。 5、应用情况 该产品的各项性能指标和质量水平均满足客户要求。目前已经大批量投入生产,产品上海公交、山西四华贸易公司等客户装配使用性能优良,得到用户广泛认可。