| 专利名称： | 一种用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A used for making car brake piston using bulk moulding compound and its preparation method | ||
| 专利号： | CN201610115492.8 | 申请时间： | 20160301 |
| 公开号： | CN105694365A | 公开时间： | 20160622 |
| 申请人： | 武汉理工大学 | ||
| 申请地址： | 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号 | ||
| 发明人： | 王翔; 刘子昂; 王钧; 杨小利 | ||
| 分类号： | C08L63/00; C08K13/06; C08K3/34; C08K3/26; C08K7/06; C08K5/098; C08K3/14 | 主分类号： | C08L63/00 |
| 代理机构： | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 | 代理人： | 崔友明 |
| 摘要： | 本发明涉及一种用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料及其制备方法，其组分为：环氧树脂20～60份，潜伏型固化剂1～5份，促进剂0.1～2份；一般填料+耐磨填料20～60份；短切碳纤维10～40份；内脱模剂1～5份；按顺序依次加入环氧树脂、潜伏型固化剂、内脱模剂、一般填料及耐磨填料、促进剂，在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；所得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维作为增强材料，常温捏合，使纤维充分浸透，捏合均匀；将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，制得汽车制动器活塞用团状模塑料。本发明的有益效果在于：兼顾较快固化速度和较长的储存期，流动性好，制件具有力学性能好，耐磨性强，重量轻，尺寸精度高，易加工等优良性能。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a piston used for making dough moulding compound used for automotive brake and method for preparing the same, its component is : epoxy resin 20-60 parts, latent curing agent 1-5 parts, accelerator 0.1-2 parts; general filler + wear-resisting filler 20-60 parts; chopped carbon fiber 10-40 parts; internal mold release agent 1-5 parts; are sequentially added with the epoxy resin, latent curing agent, internal mold release agent, general filler and wear-resisting filler, accelerator, in a constant temperature oil bath in the high-speed stirring, mixing; put into the epoxy resin paste obtained by kneading machine, by adding chopped carbon fiber as a reinforcing material, kneading at room temperature, so that the fiber is fully soaked, kneading; the kneading dough moulding compound loosening, drying, prepared bulk moulding compound used for automobile brake piston. The beneficial effects of this invention : both relatively fast curing rate and a relatively long shelf life, good fluidity, piece has good mechanical properties, the wear resistance is strong, light weight, high dimensional precision, the excellent performance of the processing is easy, and the like. | ||
1.用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其组分及其组分含量按重量份计为：环氧树 脂20～60份，潜伏型固化剂1～5份，促进剂0.1～2份；一般填料+耐磨填料20～60份；短切碳 纤维10～40份；内脱模剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述环 氧树脂为液体双酚A型环氧树脂E-44、E-51、E-55及E-35中任意一种或者二种及以上的组 合物。
3.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述潜 伏型固化剂为双氰胺、间苯二甲酸酰肼、有机酸酐类中任意一种或者二种及以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述促 进剂为二脲类、苄基三乙基氯化铵及咪唑类中任意一种。
5.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述一 般填料为微米级碳酸钙、氢氧化铝及碳酸镁中任意一种或者两种及以上的组合物。
6.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述耐 磨填料为不同粒径的碳化硅粉末的组合，所述的碳化硅粉末粒径范围为：50nm～50μm。
7.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于所述短切 碳纤维长度为1～25mm。
8.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述内 脱模剂为合成石蜡、硬脂酸锌及硅酮油中任意一种或两种及以上的组合。
9.权利要求1所述的汽车制动器活塞用团状模塑料的制备工艺，包括有以下步骤： 1)按重量比例称取环氧树脂20～60份，固化剂1～5份，一般填料+耐磨填料20～60份， 促进剂0.1～2份，内脱模剂1～5份，烘干备用； 2)用偶联剂溶液对耐磨填料进行表面处理，洗净烘干； 3)按顺序依次加入环氧树脂、潜伏型固化剂、内脱模剂、一般填料及耐磨填料、促进剂， 在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀； 4)将步骤3)所得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维10～20份作为增强材料， 常温下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀； 5)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，制得汽车制动器活塞用团状模塑料，用于后续成 型加工。
1.用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其组分及其组分含量按重量份计为：环氧树 脂20～60份，潜伏型固化剂1～5份，促进剂0.1～2份；一般填料+耐磨填料20～60份；短切碳 纤维10～40份；内脱模剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述环 氧树脂为液体双酚A型环氧树脂E-44、E-51、E-55及E-35中任意一种或者二种及以上的组 合物。
3.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述潜 伏型固化剂为双氰胺、间苯二甲酸酰肼、有机酸酐类中任意一种或者二种及以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述促 进剂为二脲类、苄基三乙基氯化铵及咪唑类中任意一种。
5.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述一 般填料为微米级碳酸钙、氢氧化铝及碳酸镁中任意一种或者两种及以上的组合物。
6.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述耐 磨填料为不同粒径的碳化硅粉末的组合，所述的碳化硅粉末粒径范围为：50nm～50μm。
7.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于所述短切 碳纤维长度为1～25mm。
8.根据权利要求1所述的用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其特征在于：所述内 脱模剂为合成石蜡、硬脂酸锌及硅酮油中任意一种或两种及以上的组合。
9.权利要求1所述的汽车制动器活塞用团状模塑料的制备工艺，包括有以下步骤： 1)按重量比例称取环氧树脂20～60份，固化剂1～5份，一般填料+耐磨填料20～60份， 促进剂0.1～2份，内脱模剂1～5份，烘干备用； 2)用偶联剂溶液对耐磨填料进行表面处理，洗净烘干； 3)按顺序依次加入环氧树脂、潜伏型固化剂、内脱模剂、一般填料及耐磨填料、促进剂， 在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀； 4)将步骤3)所得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维10～20份作为增强材料， 常温下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀； 5)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，制得汽车制动器活塞用团状模塑料，用于后续成 型加工。
翻译：技术领域
本发明涉及一种用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料及其制备方法。
背景技术
汽车制动系统是汽车最重要的主动安全系统,制动器则是制动系统的执行机构,其性能好 坏直接影响汽车的安全。盘式制动器具有散热快，重量轻，构造简单，调整方便等优点。其 中制动器上的刹车卡通过带有液压控制的活塞来控制，活塞越多，刹车力度越大、越稳定、 越平。多活塞的卡钳虽然制动力强，但是它的重量也会随之上升，这会影响悬挂下重量。因 此随着科学技术的发展，越来越多地采用树脂基复合材料来制备制动器活塞来减轻制动系统 的重量，提高制动效率。
传统的团状模塑料制动器活塞中的基体主要是不饱和树脂和酚醛树脂两种。以不饱和树 脂为基体的团状模塑料力学强度低，不能满足高力学性能结构部件的要求。而酚醛树脂脆性 大、耐腐蚀性差而且易吸潮，成型工艺不便。环氧树脂是一种高性能树脂，具有耐温、耐腐 蚀性和绝缘性好，收缩性和吸水性低，力学强度高等诸多优点，合理运用环氧树脂，就可以 有效地解决现有团状模塑料中存在的性能缺点。
发明内容
本发明目的在于设计一种用于汽车制动器活塞的团状模注射料，该团状模塑料具有中温 快速固化、储存期长等优点；注射加工成型的复合材料活塞具有力学性能好，耐磨性强，重 量轻，尺寸精度高，易加工等优良性能。
为了实现以上目的，用于制作汽车制动器活塞用团状模塑料，其组分及其组分含量按重 量份计为：环氧树脂20～60份，潜伏型固化剂1～5份，促进剂0.1～2份；一般填料+耐磨填料 20～60份；短切碳纤维10～40份；内脱模剂1～5份。
按上述方案，所述环氧树脂为液体双酚A型环氧树脂E-44、E-51、E-55及E-35中任意 一种或者二种及以上的组合物。
按上述方案，所述潜伏型固化剂为双氰胺、间苯二甲酸酰肼、有机酸酐类中任意一种或 者二种及以上的组合物。
按上述方案，所述促进剂为二脲类、苄基三乙基氯化铵及咪唑类中任意一种。
按上述方案，所述一般填料为微米级碳酸钙、氢氧化铝及碳酸镁中任意一种或者两种及 以上的组合物。
按上述方案，所述耐磨填料为不同粒径的碳化硅粉末的组合，所述的碳化硅粉末粒径范 围为：50nm～50μm。
按上述方案，所述短切碳纤维长度为1～25mm。
按上述方案，所述内脱模剂为合成石蜡、硬脂酸锌及硅酮油中任意一种或两种及以上的 组合。
所述的汽车制动器活塞用团状模塑料的制备工艺，包括有以下步骤：
1)按重量比例称取环氧树脂20～60份，固化剂1～5份，一般填料+耐磨填料20～60份， 促进剂0.1～2份，内脱模剂1～5份，烘干备用；
2)用偶联剂溶液对耐磨填料进行表面处理，洗净烘干；
3)按顺序依次加入环氧树脂、潜伏型固化剂、内脱模剂、一般填料及耐磨填料、促进剂， 在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；
4)将步骤3)所得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维10～20份作为增强材料， 常温下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀；
5)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，制得汽车制动器活塞用团状模塑料，用于后续成 型加工。
本发明将潜伏型固化剂与促进剂按一定比例配成中温快速固化剂体系，使环氧树脂体系 在常温下有较长储存期，在团状模塑料固化成型后有较好的机械性能，在树脂基体中加入耐 磨填料，使得制件耐磨性增强，并且加入短切碳纤维，提高整体力学性能，降低重量。
本发明的有益效果在于：该团状模塑料兼顾较快固化速度和较长的储存期，流动性好， 制件具有力学性能好，耐磨性强，重量轻，尺寸精度高，易加工等优良性能，从而代替传统 的金属活塞，减轻制动系统的重量，提高制动效率。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容，其不会构成对本发明的限制。
实施例1
本实施例所用的团状模注射料，由以下重量份数的原料组成：E-51环氧树脂40份，固 化剂超细双氰胺(Dyhard100S)1份，促进剂二脲Fenuron(产品名UR300，德国德固赛公 司生产)0.2份，内脱模剂硬脂酸锌3份，粒径1～10μm碳化硅5份，微米级碳酸镁35份， 短切碳纤维10份，长度为3～5mm。
本实施例的汽车制动器活塞的制备方法，包括以下步骤：
(1)将耐磨填料放入偶联剂溶液中，进行表面处理；
(2)按重量比例量取环氧树脂，固化剂，内脱模剂，碳酸钙、碳化硅填料，促进剂，在 恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；
(3)将步骤(2)得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维作为增强材料，常温 下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀；
(4)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，设置注射机注射参数，将团状模塑料注射加工 成活塞。
实施例2
本实例所用的团状模注射料，由以下重量份数的原料组成：E-44环氧树脂40份，固化 剂超细双氰胺(Dyhard100S)2份，促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.5份，硬脂酸锌4份，粒径 100～500nm碳化硅10份，微米级碳酸钙40份，短切碳纤维12份，长度为5～7mm。
本实例实施的汽车制动器活塞的制备方法，包括以下步骤：
(1)将耐磨填料放入偶联剂溶液中，进行表面处理；
(2)按重量比例量取环氧树脂，固化剂，内脱模剂，碳酸镁、碳化硅填料，促进剂，在 恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；
(3)将步骤(2)得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切玻璃纤维作为增强材料，常 温下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀；
(4)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，设置注射机注射参数，将团状模塑料注射加工 成活塞。
实施例3
本实例所用的团状模注射料，由以下重量份数的原料组成：E-51、E-55环氧树脂各20 份，固化剂超细双氰胺(Dyhard100S)3份，促进剂2-甲基咪唑+二脲Fenuron(产品名UR300， 德国德固赛公司生产)1份，硬脂酸锌3份，粒径50～100μm碳化硅15份，碳化钙+氢氧化 铝40份，短切碳纤维15份，长度为3～6mm。
本实例实施的汽车制动器活塞的制备方法，包括以下步骤：
(1)将耐磨填料放入偶联剂溶液中，进行表面处理；
(2)按重量比例量取环氧树脂，固化剂，内脱模剂，碳酸钙、氢氧化铝、碳化硅填料， 促进剂，在恒温油浴中高速搅拌，混合均匀；
(3)将步骤(2)得的环氧树脂糊放入捏合机中，加入短切碳纤维作为增强材料，常温 下捏合20～25min，使纤维充分浸透，捏合均匀；
(4)将捏合好的团状模塑料撕松、烘干，设置注射机注射参数，将团状模塑料注射加工 成活塞。
上述注射机使用宁波星锐日月机械有限公司生产的XRT-400ZDZS型液压注射机，模具 温度：120℃±5℃，注射压力：30Mpa，后固化条件：160℃×4h；
拉伸性能评价标准采用：GB1447-2005；
弯曲性能评价标准采用：GB1449-2005；
压缩性能评价标准采用：GB1448-2005；
摩擦磨损测试环境为：对偶件载荷120N、转速120r/min、时间120min，同45#钢盘配为 摩擦副。
测试结果如表所示：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 拉伸强度/Mpa 38.0 40.7 34.3 弯曲强度/Mpa 71.1 77.3 73.8 压缩强度/Mpa 100 110 108 干摩擦磨损量/mg 4.9 5.1 5.3 干摩擦摩擦系数 0.25 0.26 0.26
从上表可以看出，通过本发明所述的配方和工艺制得的注射模塑料，制得式样的拉伸、 弯曲、冲击性能较好；随着耐磨填料的增加，产品在干摩擦下摩擦系数变化并不明显，但其 摩擦磨损性能有了很好的提升，磨损量降低很多。
