用於剎車片的顆粒石墨及其製備方法
2023-09-21 08:03:20 2
專利名稱：用於剎車片的顆粒石墨及其製備方法
技術領域：
本發明屬於石墨製品技術領域，特別是用於剎車片的顆粒石墨及其製備方法。
背景技術：
在公知的技術中，機動車輛中的剎車片主要採用石棉、鋼纖維、樹脂等多種原料製成，所製成的剎車片具有比重大、導熱係數低、熱穩定性差、噪音高和不耐高溫等缺點，存在剎車可靠性差、磨損快、易老化斷裂、使用壽命短等缺陷。其次，由於石棉中含有致癌物質而已被國家明令禁止使用。目前，作為石棉剎車片的替代產品，一般採用礦物纖維、炭纖維、鋼纖維等材料製成，但都不同程度的存在熔點低、熱穩定性低、散熱效果不好、摩擦係數小、剎車性能差、使用壽命短、製造成本高等缺點，尤其在頻繁剎車或緊急剎車狀態下，剎車片的摩擦面容易產生金屬轉移及咬合現象，導致剎車片離合的靈敏度下降。
隨著技術的發展，石墨以其特有的比重小、耐高溫、高導熱、自潤滑、強耐磨、強穩定性、抗熱震及良好的可塑性等性能，在剎車片的改進中已逐步開始應用。機動車輛剎車片無論是石棉剎車片還是無石棉剎車片，都要用石墨做減摩劑，其一是為了保護對偶，其二是為了降低噪音，但是在製作剎車片的混料過程中，粉狀石墨容易漂浮，造成環境汙染，而且其理化性能也達不到理想要求。因此，提升剎車片品級、增強其使用性能，選擇適配的石墨材料結構形式及其製備方法是解決問題的關鍵。目前，國內外已有顆粒石墨材料技術的開發實施，但多用於電極、電池產品的製作，著重於顆粒石墨材料的高導電性能的發揮，而其耐高溫、耐高壓、耐磨損以及導熱、散熱等性能差，均不能在剎車片的製作中使用。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠應用於機動車輛剎車片的生產製作，並能有效地提高剎車片的抗壓強度，同時具有減摩、消噪、抗熱色退效果好的顆粒石墨。
本發明的另一個目的是提供一種用於顆粒石墨的製備方法。
實現本發明的目的所採取的技術方案是一種用於剎車片的顆粒石墨，它是由以下質量百分比的原料製成天然鱗片石墨80～90％、石油焦5～10％、澱粉5～10％。
本發明的顆粒石墨，其製備方法步驟如下1)配料按質量百分比稱取天然鱗片石墨80～90％，石油焦5～10％，澱粉5～10％，組成混合料；2)製漿將混合料置於密閉的攪拌機內加水攪拌，混合料與水的重量配比為混合料∶水＝10∶1，在60～80℃溫度下，攪拌半小時，然後在常溫下靜置10～15小時，即製成稠糊狀漿料；3)壓制利用成型設備將石墨漿料壓製成柱狀斷節料；4)烘乾將柱狀斷節料置於烘箱內，在90～100℃下烘乾4～6小時，然後取出自然冷卻；5)造粒利用粉碎設備將烘乾後的柱狀石墨斷節料粉碎，然後按照粒度分別為8～14目，14～24目，24～40目的規格進行分篩，即得到不同規格的顆粒石墨製品。
在本發明中，所選用原料其性能及作用為天然鱗片石墨結晶完整，亮度高、片薄且韌性好，物理化學性能穩定，具有耐高溫、耐高壓、抗氧化、耐腐蝕、自潤滑和良好的附著性、可塑性、熱導性及抗熱震性等特點。同時，其外形縱橫比大，經過顆粒化後呈不規則排列，氣孔率高，密度為1.6～1.8g/cm3。
石油焦(粘接劑)為外觀形狀不規則的堅硬的粒狀或柱狀固體，其內部具有多孔隙結構，主要元素組成為碳，佔有80wt％以上，其餘的為氫、氧、氮、硫和金屬元素。因其特有的物理化學性質，使石油焦不僅具有良好的粘著性，而且具有高碳物質的各種優良性能。
澱粉(粘接劑)具有很強的凝膠力和良好的糊化作用。
按照本發明所選用的原料及工藝方法製成的顆粒石墨，能夠提高剎車片的抗壓強度、氣孔率、熱導率和潤滑性，降低硬度、減緩摩擦、消除噪音和抗熱色退等，從而有效保護制動對偶，使剎車更加靈敏和平穩，並可提高制動的安全性，可靠性和舒適度，同時在製作剎車片的混料過程中，可消除粉塵的困擾，減少生產中的汙染，還可以減少剎車片中粘接劑的使用量，降低剎車片的製造成本，可廣泛應用於剎車片、剎車帶、離合器摩擦片、火車閘瓦剎車塊等制動器件。
具體實施例方式
本發明的顆粒石墨，是由天然鱗片石墨作為基料，石油焦和澱粉作為粘接劑組成混合料，各原料的配比量採用的質量百分比為天然鱗片石墨80～90％，石油焦5～10％，豆類澱粉5～10％，然後與水混合，再經壓制、烘乾，最後粉碎分篩而成。
實施例1按質量百分比稱取天然高碳鱗片石墨80％、石油焦10％、澱粉10％，然後按下述方法製作先將原料混合置於密閉的攪拌機內，再按照混合料∶水＝10∶1加水攪拌，混合料與水的重量配比為混合料∶水＝10∶1，在62℃溫度下攪拌半小時，並在常溫下靜置10小時，製成稠糊狀石墨漿料；然後利用成型設備將石墨漿料壓製成柱狀斷節料，再將柱狀斷節料置於烘乾設備中，在90℃下烘乾4.5小時取出自然冷卻；最後利用粉碎設備將烘乾後的斷節料粉碎，再按照8～14目，14～24目，24～40目的規格進行分篩，即得到不同規格的顆粒石墨製品。
實施例2按質量百分比稱取天然高碳鱗片石墨85％、石油焦10％、澱粉5％，其製作步驟與實施例1基本相同，區別在於攪拌溫度為70℃，靜置時間為13小時；烘乾溫度95℃，烘乾時間為5小時。
實施例3按重量百分比稱取天然高碳鱗片石墨90％、石油焦5％、澱粉5％，其製作步驟與實施例1基本相同，區別在於攪拌溫度為80℃，攪拌後靜置時間為15小時；烘乾溫度100℃，烘乾時間為6小時。
實施例4按重量百分比稱取天然高碳鱗片石墨85％、石油焦7％、澱粉8％的，其製作步驟與實施例1基本相同，區別在於攪拌溫度為75℃，攪拌後靜置時間為14小時；烘乾溫度98℃，烘乾時間為5.5小時。
權利要求
1.一種用於剎車片的顆粒石墨，其特徵在於它是由以下質量百分比的原料製成天然鱗片石墨80～90％、石油焦5～10％、澱粉5～10％。
2.一種製備用於剎車片的顆粒石墨的方法，其特徵在於該方法的具體步驟為1)配料按照天然鱗片石墨80～90％，石油焦5～10％，澱粉5～10％的質量百分比稱取原料，並將原料混合；2)製漿將混合料置於密閉的攪拌機內加水攪拌，混合料與水的重量配比為混合料∶水＝10∶1，在60～80℃溫度下，攪拌半小時，然後在常溫下靜置10～15小時，即製成稠糊狀漿料；3)壓制利用成型設備將石墨漿料壓製成柱狀斷節料；4)烘乾將柱狀斷節料置於烘箱內，在90～100℃下烘乾4～6小時，然後取出自然冷卻；5)造粒利用粉碎設備將烘乾後的柱狀石墨斷節料粉碎，然後按照粒度分別為8～14目，14～24目，24～40目的規格進行分篩，即得到不同規格的顆粒石墨製品。
全文摘要
本發明涉及一種用於剎車片的顆粒石墨及其製備方法。其顆粒石墨是由作為基料的天然鱗片石墨與作為粘接劑的石油焦、澱粉組成混合料，然後與水混合，再經壓制、烘乾，最後粉碎分篩而成。本發明的顆粒石墨能夠提高剎車片的抗壓強度，氣孔率、熱導率和潤滑性，降低硬度，減緩摩擦，消除噪音，有效保護制動對偶，從而使剎車更加靈敏和平穩，並可提高剎車時的安全性，可靠性和舒適度，可廣泛應用於剎車片、剎車帶、離合器摩擦片、火車閘瓦剎車塊等制動器件。同時在剎車片的製作過程中，可消除粉塵的困擾，減少生產中的汙染，降低製造成本。
文檔編號C04B35/632GK1887795SQ200610048459
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月26日 優先權日2006年7月26日
發明者符明含, 符保武, 張春愛, 符晶晶 申請人:南陽博興礦業有限責任公司