[发明专利]稻壳在制备刹车片中的应用及一种刹车片的摩擦材料

说明书

技术领域

本发明涉及稻壳的一种新应用，特别是在制备刹车片中的应用，以及一种含有稻壳的刹车片摩擦材料。

背景技术

汽车上的最重要的安全系统就是制动系统，所有的制动部件都是安全件。刹车片是整个制动系统中重要的环节之一，它会直接影响到整个制动系统的可靠性。     刹车片与刹车盘（或刹车鼓）相互摩擦形成了摩擦对偶，产生制动力矩，并将汽车的动能转化成热能，制动时刹车片和刹车盘的温度会上升300-400℃。制动刹车片和刹车盘（或刹车鼓）是车辆中承受压力最大的元件，它们易受到高温，机械和化学的极度重负。.此外，刹车片长时间都暴露于外界环境的影响之下，比如潮湿、灰尘和污渍等，这些都会对其性能和寿命产生影响。

刹车片动态摩擦系数决定了制动力的大小，而且摩擦系数也对制动平衡及制动中车辆操作的稳定性起决定作用。摩擦系数的降低会引起制动性能相当大的变化，也许会导致制动距离大幅增加，造成人身安全的威胁。因此刹车片的摩擦系数必须保证在所有行驶条件（速度，温度，湿度，压力）下和整个使用寿命内的稳定。好的刹车片，摩擦系数必须满足刹车要求，而且在各种行驶条件下能保持稳定。

刹车片一般由钢背、粘接层和摩擦层构成。构成摩擦层的摩擦材料包括粘接剂、纤维、填料、增摩剂及减磨剂等材料。根据车型不同有时还需要加上减震垫片、刷胶、开槽、磨斜角等工艺处理，目的是为了增加刹车系统的效能。

因为刹车片在制动过程中容易产生制动噪音，故摩擦材料中填料的使用必须考虑减噪功能，现市场上应用广泛的减噪功能的填料包括膨胀性材料如膨胀蛭石，膨胀珍珠岩，这种材料大多是矿物经提炼加工，加工过程中粉尘很大，对环境污染严重。颗粒状材料如颗粒石墨等，是经过矿物提取后加工合成的，在制造过程中能耗大，粉尘大，极易引起操作工呼吸道疾病。

稻壳是稻谷外面的一层壳，可以用来做酱油、酒、燃料。稻壳因产地不同组成也有所不同，其基本化学成分为：水份占7.5％～15％，粗纤维占35.5％～45％，木质素占21％～26％，粗蛋白占2.5％～3.0％，脂类物占0.7％～1.3％，多缩戊糖占16％～22％，灰分占13％～22％。

水稻是世界上种植面积最广、产量最大的农作物之一。全世界每年生产6亿多吨稻谷。在稻谷加工成稻米之后，稻壳大部分作为废物丢弃或用作低级燃料，不少地方的农民还会把稻壳和稻草一起烧掉。燃烧时直接向大气排放大量二氧化碳，产生大量的粉尘，燃烧时产生的浓烟还会引发呼吸道疾病。上述这些处理方式不仅污染环境，而且造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种稻壳在制备刹车片中的新应用。由于稻壳本身的特性具有大的空隙度，高含量的灰分（此灰分的化学成分主要是二氧化硅）和丰富的纤维，表面积很大，具有良好的减噪性能，非常适宜作为刹车片的摩擦填料。将稻壳作为填料用于制备刹车片，在保证摩擦系数和寿命的同时，在刹车片的制动过程中可以有效吸收制动噪音，减少噪音污染。

本发明还提供了一种用于制备刹车片的摩擦材料，其特征在于，由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：矿物纤维10~15%，石墨5-10%,硫酸钡15-25%,钢棉15-20%,增磨剂1-3%, 焦炭粉3-15%, 轮胎粉1-4%, 树脂7-11%, 丁腈粉1-3%, 氧化钙1-2%, 稻壳5-30%。 

进一步地，用于制备刹车片的摩擦材料优选由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：矿物纤维15%，石墨10%,硫酸钡25%,钢棉17%,增磨剂2%, 焦炭粉10%, 轮胎粉2%, 树脂7%, 丁腈粉1%, 氧化钙1%, 稻壳10%。

更进一步地，增磨剂可以是铬铁矿粉、氧化铝或氧化锆等增加摩擦系数的材料。

本发明中，稻壳原料可进行物理或化学加工，也可以不经过加工处理，直接作为刹车片摩擦填料与其它组分一起压制成刹车片。

稻壳气孔率高，密度低（堆积密度低于20g/100ml），强度高，耐磨性好。将稻壳用于制备刹车片，可以降低刹车片的重量，从而减轻汽车的重量为汽车节能起到一定的作用。

本发明摩擦材料选用稻壳为摩擦填料，与其它原料一起按常规刹车片压制方法制备而成的刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验上按4类测试，摩擦系数平稳，磨损率小，完全达到国家标准。经在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，没有噪音抱怨，寿命达到35000公里以上。