[發明專利]一種汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810723891.1
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108728041B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 何東新
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;F16D69/02
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 趙長林

一種汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料，由如下重量份數的原料制備而成：改性酚醛樹脂：8?18份；橡膠粉：4?14份；芳綸漿粕：0.2?1份；碳纖維：0.2?1份；鋼纖維：0?4份；無機礦物纖維：10?22份；煅燒高嶺土：16?24份；氧化鎂：0.1?4份；氧化鋁：1?9份；重晶石粉：12?18份；石墨：2?8份；碳酸鈣：8?16份。本發明采用上述工藝，具有如下優點：1.本發明汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料無石棉、無硫化物、無銅等有害重金屬組分，綠色環保；2.各組分協同作用，使得本發明具有適中摩擦系數、高耐熱性、低磨損率、低噪音、對對偶件損傷小和不易銹蝕等性能；3.本發明的制備工藝簡單，適合工業化生產，具有明顯的經濟和社會效益。

技術領域：

本發明涉及一種汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料及其制備方法。

背景技術：

汽車行業是世界工業的主要產業，汽車制造業一直與時俱進地集成著涌現出來的科技新成果，同時伴有路況條件的不斷優化改善，汽車發展呈現出高速、高載和智能化的鮮明特征。因此，對摩擦制動系統的剎車安全可靠性和平穩性要求愈加苛刻，剎車片是剎車的關鍵部件，摩擦材料是剎車片構成中產生摩擦作用的關鍵材料，屬消耗品。隨著汽車保有量的迅猛增加，汽車所造成的環境污染問題，包括剎車摩擦產生的污染，越來越引起關注。生活質量的提升和對環保的重視促使人們對摩擦材料的性能要求越來越高，其中主要應滿足以下技術要求：(1)適宜而穩定的摩擦系數，動靜摩擦系數之差較小；(2)良好的機械強度和物理性能；(3)良好的耐熱性和耐磨損性；(4)摩擦噪音低、對對偶件損傷小、環保無污染等。

樹脂基摩擦材料是最常用的一種汽車摩擦制動材料。這種復合材料主要由樹脂和橡膠粘合劑、纖維增強體、摩擦性能調節劑和空間填充料等組成。因為石棉粉塵的人體致癌危害性和環境污染性以及石棉剎車片的熱衰退性，國際上已普遍禁用石棉摩擦材料。無石棉摩擦材料的使用始于1968年世界上第一個半金屬剎車片的出現。此后，摩擦材料中各種石棉的替代纖維研究成為重要方向。簡單使用鋼纖維代替石棉的半金屬剎車片曾得到大規模使用，但存在金屬易銹蝕和制動過程中的缺陷問題，如致命‘三熱’(即熱衰退、熱膨脹和熱裂紋)、易損傷對偶件、噪音大等，已不能滿足人們對摩擦材料制品的越來越高性能要求。由于良好的延展性、導熱性、高溫條件下的高摩擦系數和增強作用，同時還可降低剎車灰塵，銅絲和銅粉在汽車摩擦制動材料中得到廣泛應用。鑒于銅是重金屬且不可降解，磨損后產生的銅粉塵沉積在道路上，通過水道進入土壤、江河和海洋中，嚴重破壞生態環境，對植物、動物和海洋生物構成威脅，最終對人體造成危害。美國和歐盟均立法限制汽車用摩擦材料中的銅含量，即2021年后銅含量小于5％，2025年后銅含量小于0.5％。檢索近十年的摩擦制動材料領域公開發明專利，發現很多專利的配方組成中添加了硫化鉬、硫化銻、硫化鐵、硫化鋅、硫化鉛、硫化銅等金屬硫化物，或加入煤矸石類含硫物質，其作用是減少磨耗、高溫熱衰退和制動噪音，提高摩擦穩定性和使用壽命。另一方面，制動摩擦過程中發生的高溫氧化作用將使金屬硫化物或含硫物質釋放出二氧化硫，它是形成酸雨的重要因素。另外，元素銻、鋅、鉛也是不可降解的重金屬，不僅污染環境，直接或間接進入人體后還將損壞人體臟器。鑒于生態文明建設的國家戰略決策和汽車行業對環保的高度重視，環保型摩擦制動新材料將成為汽車剎車片行業發展的重要方向和必然趨勢。

發明內容：

本發明提供了一種汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料及其制備方法，提供了一種無石棉、無硫化物、無銅等有害重金屬、少鋼棉的汽車剎車片用環保型摩擦材料，解決了現有技術中存在的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種汽車剎車片用少金屬環保型摩擦材料，由如下重量份數的原料制備而成：改性酚醛樹脂：8-18份；橡膠粉：4-14份；芳綸漿粕：0.2-1份；碳纖維：0.2-1份；鋼纖維：0-4份；無機礦物纖維：10-22份；煅燒高嶺土：16-24份；氧化鎂：0.1-4份；氧化鋁：1-9份；重晶石粉：12-18份；石墨：2-8份；碳酸鈣：8-16份。