[发明专利]无石棉制动材料增强耐温基材

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制动器的无石棉纤维的制动材料基材。

背景技术

石棉作为制动器制动材料的原材料已有近百年的使用历史，至今仍在制动原材料中占有很大比重，但进入二十世纪七十年代，石棉被确认为影响人体健康的致癌物质，而被列入十大有害工业原料之一后，世界各国都相继禁止生产使用石棉制品。我国的相关标准中也规定从2003年开始不容许使用石棉制动材料。由于″无石棉″化已成为制动材料发展的必然趋势，人们开始用玻璃纤维及其复合材料替代石棉作为制动材料的基材，新一代的无石棉摩擦基材的结构是由玻璃纤维、金属纤维以及化学纤维或合成混合纤维加捻绞合而成的股纱，这种作为基材的股纱由于其组成材质间存在明显的性能差异，如玻璃纤维表面坚硬光滑，而金属纤维表面则具有一定强度和韧性，混合纤维表面强度较低，材料之间界面十分明显，相容性差，结合力弱，而且由于普通玻璃纤维工作温度超过300度后，其强度会大大降低，严重影响制动性能，造成严重安全隐患。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种无石棉的制动材料增强耐温基材，该增强耐温基材整体强度高，耐温性能优越，从而能更好地发挥组成材料的各自优势，具有更长的使用寿命，大幅提高安全性能。

本发明所述的无石棉制动材料增强基材，包括普通玻璃纤维、金属纤维、耐高温玻璃纤维、化学纤维，其相互并行的普通玻璃纤维和金属纤维外包缠有外包纤维层。

实验证明，玻璃纤维的耐温性能取决于其SiO₂含量，SiO₂含量越高，其耐温值越高。SiO₂含量低于50％的玻璃纤维其耐温值小于300度。SiO₂含量达到90％以上的玻璃纤维其耐温值可超过800度。

所述普通玻璃纤维是由若干SiO₂含量小于50％的玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，所述金属纤维至少为一根。

所述耐高温玻璃纤维是SiO₂含量大于90％的玻璃纤维。

所述外包纤维层以化学纤维和SiO₂含量大于90％的玻璃纤维短切纱混合而成的纤维为材料。

本发明的无石棉制动材料增强基材由于采用了以并合的普通玻璃纤维束和金属纤维为芯部材料，在其芯部外包缠着外包纤维层，其基材的外部材料表现为单一材料，普通玻璃纤维束和金属纤维则因外包纤维层的包缠而被紧束于其芯部；基材以外包纤维层相互粘接，粘接材质相同、股纱间粘接强度一致、应力分布均匀，整体性能优，使用寿命延长；还由于在外包层混有耐高温玻璃纤维短切纱，一方面增强外包层的紧束力，提高外包层的整体耐温性能；另一方面提高了外包层的表面摩擦力，大大改善了基材的制动稳定性能，延长其使用寿命；本发明的工艺简单，便于工业化规模生产。

附图说明

下面结合附图来进一步说明本发明无石棉制动材料增强耐温基材的结构。

图1为本发明无石棉制动材料增强耐温基材的一个实施方式的纵向结构示意图；

图2为图1所示结构的横截面剖视图；

图中1-普通玻璃纤维束2-金属纤维3-外包纤维层

图1、图2所示的无石棉制动材料增强耐温基材，玻璃纤维1是由4000根，每根直径φ8μm的玻璃纤维丝组成的玻璃纤维束，金属纤维2是一根直径为φ0.15mm的黄铜丝，玻璃纤维1和金属纤维2相互并行贴合，外包纤维3是由化学纤维和耐高温玻璃纤维短切纱经混合制成条状纤维条后，紧密包缠于平行贴合的玻璃纤维1和金属纤维2的外面而构成增强耐温基材。

上述的玻璃纤维1和玻纤束中的玻纤丝的根数和直径应根据实际使用状况来确定其根数和直径大小；同样与玻璃纤维1平行贴合的金属纤维2，也不限于1根，可采用2根、3根或更多根，其材料也可采用铝丝、不锈钢丝等金属纤维丝。