[发明专利]高速重载玄武岩短纤维增强橡胶基摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高速重载玄武岩短纤维增强橡胶基摩擦材料及其制备方法，由以下重量份的原料组分制成：丁腈橡胶8‑12份、丁苯橡胶8‑12份、腰果壳油改性酚醛液态树脂0.5‑3份、玄武岩短切纤维6‑13份、玄武岩矿物纤维6‑13份、钢纤维6‑13份、促进剂DTDM0.3‑2份、防老剂RD0.3‑2份、硫磺1‑2.5份、硅灰石5‑9份、鳞片石墨5‑7份、氧化铝1‑4份、硫酸钡6‑10份和炭黑2‑5份。本发明的工艺简便，材料的均匀性好、导热性能好、摩擦系数稳定、低磨耗率、使用寿命长，机械强度高，环境亲和性好，具有很广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，具体涉及一种利用玄武岩纤维材料自身优异的性价比作为主增强纤维的高速重载玄武岩短纤维增强橡胶基摩擦材料及其制备方法。

背景技术

摩擦材料由增强纤维、黏结剂、摩擦性能调节剂、填料等四个部分组成。其中，增强纤维对于保证摩擦材料的力学性能和摩擦磨损性能至关重要。早期的增强纤维大多为石棉纤维，由于石棉纤维增强摩擦材料在制动过程中因磨损产生的粉尘通过呼吸道摄入人体后具有强烈的致癌作用，我国在2003年后也出台了禁止石棉纤维在摩擦材料行业中使用的法律法规和技术标准。迄今为止，多种新型纤维被开发出来以取代石棉纤维，比如芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维、植物纤维、海泡石纤维等。

随着交通运输技术不断发展，对摩擦材料技术的要求日渐提高。理想的摩擦材料应有良好的稳定性，在高速下摩擦系数变化小，热磨损小，提高工作可靠性，延长使用寿命；有较小的制动噪音，改善车辆舒适性；还应有良好的机械强度，在重载的条件下仍能保持良好的摩擦磨损性能；环境亲和性好，对环境污染少，更加环保。因此，研制新型的材料配方、改善摩擦材料的性能是刹车片的研究重点和方向。

玄武岩短切纤维在生产过程中对环境无任何污染，是一种环境友好型材料，其具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化、抗辐射、抗腐蚀、绝热隔音、性价比高等优异性能，是一种纯天然的无机非金属材料，被列为我国重点发展的四大高性能纤维之一。

发明内容

本发明的目的为了克服现有技术存在的问题，提供一种能提高材料机械强度，稳定摩擦系数，减小磨损率，同时降低成本，对环境更加亲和，满足摩擦材料要求的高速重载玄武岩短纤维增强橡胶基摩擦材料及其制备方法。

本发明是这样实现的：

一种高速重载玄武岩短纤维增强橡胶基摩擦材料，包括以下重量份的原料组分制成：丁腈橡胶8-12份、丁苯橡胶8-12份、腰果壳油改性酚醛液态树脂0.5-3份、玄武岩短切纤维6-13份、玄武岩矿物纤维6-13份、钢纤维6-13份、促进剂DTDM 0.3-2份、防老剂RD 0.3-2份、硫磺1-2.5份、硅灰石5-9份、鳞片石墨5-7份、氧化铝1-4份、硫酸钡6-10份和炭黑2-5份。

进一步地，所述的增强橡胶基摩擦材料由以下重量份的组分制成：丁腈橡胶12份、丁苯橡胶8份、腰果壳油改性酚醛液态树脂1.6份、玄武岩短切纤维8份、玄武岩矿物纤维12份、钢纤维8份、促进剂DTDM 0.4份、防老剂RD 0.4份、硫磺1.6份、硅灰石6.4份、鳞片石墨6.4份、氧化铝2.4份、硫酸钡8.8份、炭黑4份。

进一步地，所述的玄武岩短切纤维为玄武岩纤维短切纱，浙江石金玄武岩纤维股份有限公司生产，长度为3-6mm。

进一步地，所述的玄武岩矿物纤维为岩棉纤维摩擦绒，山东鲁阳股份有限公司生产，长度为50µm。

进一步地，所述的腰果壳油改性酚醛液态树脂为市售产品。

进一步地，所述的丁腈橡胶的技术指标为：结合丙烯腈的质量分数大于27%，拉伸强度大于28MPa，灰分小于1%，挥发分小于1.5%，永久变形率小于28%，拉断伸长率大于345%。

进一步地，所述的丁苯橡胶的技术指标为：拉伸强度大于22MPa，灰分小于0.1%，挥发分小于0.75%，永久变形率小于50%，拉断伸长率大于550%。