[發(fā)明專利]包含石墨的摩擦材料、制造摩擦材料的方法及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980086019.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN113227262B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·吉拉爾迪;M·古拉斯;M·斯帕爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊梅斯切公司
• 主分類號(hào): C09C1/46
• 分類號(hào): C09C1/46;C09C1/56;C08K3/22;C08K7/06;F16D69/00;C01B32/20;F16D13/60;F16D69/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;褚瑤楊

本發(fā)明涉及一種摩擦材料，其包含石墨，所述石墨的c/2為0.3358nm以下且回彈性為40％以上，例如41％以上。本發(fā)明還涉及此種摩擦材料的制造方法和用途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含回彈性石墨材料的摩擦材料。本發(fā)明還涉及制造這種摩擦材料的方法及其用途。

背景技術(shù)

摩擦材料用于各種應(yīng)用中，例如用于盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器或離合器，并且最終用于如汽車等車輛、重載車輛、風(fēng)力機(jī)和鐵路等中。取決于其預(yù)期用途，摩擦材料應(yīng)符合各種要求。一些所需的特性包括通過高熱導(dǎo)率獲得的良好熱耗散、清晰可辨和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、良好的潤滑、高壓縮性、振動(dòng)阻尼特性、降噪和低盤式制動(dòng)器阻力。

在過去幾十年中，由于工作場所安全、健康和環(huán)境問題的明顯原因，石棉在摩擦材料中的使用已經(jīng)逐步淘汰。此外，鑒于在未來幾年中實(shí)施的環(huán)境法規(guī)，銅(其結(jié)合了良好的導(dǎo)熱性與良好且穩(wěn)定的摩擦系數(shù))在摩擦材料中的使用正在逐步淘汰。

石墨和石墨碳先前已用于摩擦材料中。特別地，回彈性石墨材料提供用于摩擦材料所需的回彈特性。例如，EP 3088764 A1公開了在無石棉有機(jī)(NAO)制動(dòng)器墊中使用回彈性石墨材料。回彈性石墨碳顆粒通過將碳質(zhì)中間相或焦炭膨脹和成型，隨后為了獲得根據(jù)X射線分析測量的80％至95％的石墨化度在1900℃至2700℃下石墨化而制成。當(dāng)去除增加的壓縮載荷時(shí)，其具有改進(jìn)的體積復(fù)原率。此外，減少了龜裂形成，這又減少了崩裂。

在摩擦材料中使用石墨材料的一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)涉及回彈特性和熱導(dǎo)率時(shí)對(duì)石墨材料的相矛盾的要求。石墨的回彈性通常與結(jié)晶度相關(guān)。不受理論束縛，碳回彈性傾向于隨著結(jié)晶度的降低而增加。例如，c/2值高于約0.34nm且Lc值低于約50nm的無定形焦炭將具有等于或高于50％的回彈值。此外，c/2低于約0.3356nm且Lc值為約100至約200nm的石墨化碳將具有較低的回彈性。c/2值低于約0.3358nm且Lc高于約200nm的典型片狀天然石墨將具有非常低的回彈值，例如等于或低于約10％。高結(jié)晶度導(dǎo)致用于散熱的高熱導(dǎo)率、用于穩(wěn)定摩擦系數(shù)的良好潤滑，所有這些都是摩擦材料的所需特性。另一方面，高回彈性導(dǎo)致摩擦材料的高壓縮性，其用于良好的振動(dòng)阻尼和降低的噪音，以及低的盤式制動(dòng)器阻力。

因此，在摩擦材料中使用石墨材料導(dǎo)致材料的相反性質(zhì)之間的必要平衡作用，需要在摩擦材料的一種或幾種性質(zhì)上權(quán)衡。因此，現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成了問題。

發(fā)明內(nèi)容

如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明解決了以上討論的問題。更具體地說，本發(fā)明提供一種兼具良好導(dǎo)熱性和/或足夠摩擦系數(shù)和/或足夠潤滑性的材料。此外，本發(fā)明的材料提供了足夠高的回彈性。

特別地，本發(fā)明體現(xiàn)在以下方面：一種包含石墨的摩擦材料，所述石墨的c/2為0.3358nm以下，例如0.3357nm以下、或0.3356nm以下，且回彈性為40％以上，例如回彈性為40.5％以上、或41％以上。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，95.3％以上的石墨化對(duì)應(yīng)于0.3358nm以下的c/2。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以獲得具有這些參數(shù)的石墨，并在摩擦材料中提供良好的性能。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在本發(fā)明的摩擦材料中使用的石墨的回彈性可以為45％以上、例如50％以上或60％以上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的材料對(duì)于在摩擦墊應(yīng)用中使用是特別有利的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，摩擦材料中包含的石墨的石墨化度為95.3％以上，例如96％以上，例如97％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，摩擦材料中包含的石墨的二甲苯密度為2.0g/cm³以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，摩擦材料中包含的石墨的結(jié)晶度(L_c)為50nm以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，摩擦材料中包含的石墨的BET表面積為9m²/g以下。