一种无重金属摩擦材料及刹车片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车刹车片领域，具体涉及一种无重金属摩擦材料及刹车片。
【背景技术】
[0002] 随着我国汽车保有量的不断增加，由此而造成的污染问题也越来越受到人们的重 视。
[0003] 目前，国内外高性能制动材料多选用金属铜，铜是刹车片设计中的一个关键成分， 它不仅对刹车片和刹车盘的磨损、噪声和振动起到了抑制作用，还有助于提高刹车片和刹 车盘在各种工作温度下的摩擦稳定性。在欧洲、亚洲和北美使用的刹车片传统无石棉有机 材料(ΝΑ0)和低钢配方中，铜甚至占到了刹车片总质量的5%至20%。制动材料在加工成制 动片后，当车辆刹车时，刹车片和刹车盘接触的位置会由于制动力摩擦而产生部分含铜粉 尘，这些粉尘会通过空气、雨水、悬浮颗粒物等进入环境中，从而造成环境污染。
[0004] 鉴于铜对环境造成的不利影响，美国一些州通过颁布立法来强制要求逐步在刹车 片中停用金属铜，最初将铜含量限制为低于刹车片总质量的5%，最终不得超过0.5%。为此 运输车辆制造商现在纷纷指定使用铜含量等级符合规定的制动系统。
[0005] 现有技术中，中国专利文献CN104179860A公开了一种无铜有机陶瓷刹车片，包括 粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，具体为由以下重量百分比的原料制成:酚醛树 脂6-13%、矿物纤维10-22%、氧化铁5-7%、石墨6-14%、硫酸钡12-20%、碳酸钙10-14%、 芳纶浆柏1-3%、钛酸钾12-20%、轮胎粉1-5%、改性硫化物2-8%、改性石墨2-8%。该技术 提供的陶瓷刹车片，将刹车片中铜的含量降为了 〇,实现了对环境的保护。但是，在运输车辆 上刹车片的使用始终要以性能作为第一指标，优良、稳定的制动性、耐磨性、抗热裂性是评 价其性能的三要素。而在上述刹车片配方中，无铜有机陶瓷刹车片虽然不含有铜及其他重 金属，对环境的污染小，但是因为其摩擦系数不稳定，制动盘的磨损严重，制动盘易产生疲 劳裂纹，闸片在高温制动时基体金属的转移、粘接，致使使用寿命降低等缺点。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的摩擦系数不稳定、制动盘 磨损严重，制动盘易产生疲劳裂纹，闸片在高温制动时基体金属的转移、粘接，致使使用寿 命降低缺陷，从而提供一种实现摩擦系数稳定，减少制动盘的磨损，减少制动盘疲劳裂纹的 广生，防止兩片在制动时尚温时基体金属的转移、粘接，提尚制动盘的使用寿命的无重金属 摩擦材料及刹车片。
[0007] 为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0008] -种无重金属摩擦材料，以重量份计，包括如下原料：
[0009] 钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯 橡胶1〇 _15份、石墨2_3份、二硫化钼3_4份、硫酸钡5_8份、芳纟仑1_5份、重质碳酸|丐1_5份、重 质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。
[0010] 上述无重金属摩擦材料，优选的，以重量份计，包括如下原料：
[0011] 钢纤维23-27份、矿物纤维5-9份、改性酚醛树脂10-13份、丁腈橡胶10-12份、丁苯 橡胶12_15份、石墨2_3份、二硫化钼3_4份、硫酸钡5_8份、芳纟仑2_4份、重质碳酸|丐3_5份、重 质氧化镁3_5份、白刚玉2-3份、碳化娃3-4份。
[0012] 上述无重金属摩擦材料，最优的，以重量份计，包括如下原料：
[0013] 钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石 墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳 化娃3份。
[0014] 上述无重金属摩擦材料在制备机动车辆刹车片中的应用。
[0015] -种无重金属的汽车刹车片，包含上述无重金属摩擦材料。
[0016] 上述无重金属的汽车刹车片，其制备方法包括如下：按照特定配比将各组分均匀 混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，然后将压制后的毛坯加热固化。
[0017]上述无重金属的汽车刹车片，所述压制的压力为10~15Mpa，压制时间为100-150s;所述加热的温度为150-180°C，固化时间为20-24h。
[0018] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0019] 本发明提供的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，不包含重金属和铜降低了污染； 所述材料合理设置各组分的含量，通过各组分之间的协同作用，提高刹车片摩擦系数稳定 性，减少制动盘的磨损，减少制动盘疲劳裂纹的产生，防止闸片在制动时高温时基体金属的 转移、粘接，提高制动盘的使用寿命的、低成本;钢纤维、矿物纤维、芳纶为纤维状，除了对材 料本身增加摩擦系数外，还增强了材料自身强度;碳酸钙、重质氧化镁、二硫化钼、丁腈橡 胶、丁苯橡胶与改性酚醛树脂既可以调节摩擦系数又可以改善产品硬度;冰晶石在高温状 态下可以稳定摩擦系数，作为摩擦组元的冰晶石、白刚玉和碳化硅三者与硫酸钡和其他组 分含量合理配置，既不损伤对偶，又能改善对偶状态作用。
[0020] 本发明提供的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，抗热裂性和耐磨性好，磨损率低， 防止丨?片在制动时尚温时基体金属的转移、粘接，提尚制动盘的使用寿命;合理控制摩?祭材 料成分配比保证摩擦材料不对制动盘产生异常磨损。
【具体实施方式】
[0021 ]下面将通过具体实例对本发明做进一步的说明。
[0022] 实施例1
[0023] 本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计（1重量份为lg)，包括 原料：
[0024] 钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石 墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳 化娃3份。
[0025] 按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压 制的压力为lOMpa，压制时间为150s，然后将压制后的毛坯于温度180°C下，固化20h，制得汽 车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。
[0026] 实施例2
[0027] 本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计（1重量份为lg)，包括 原料：
[0028] 钢纤维30份、矿物纤维9份、改性酚醛树脂10份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶12份、石 墨3份、二硫化钼3份、硫酸钡5份、芳纶4份、重质碳酸钙5份、重质氧化镁1份、白刚玉2份、碳 化硅4份。
[0029] 按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压 制的压力为15Mpa，压制时间为100s，然后将压制后的毛坯于温度150°C下，固化24h，制得汽 车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。
[0030] 实施例3
[0031] 本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计（1重量份为lg)，包括 原料：
[0032]钢纤维20份、矿物纤维15份、改性酚醛树脂10份、丁腈橡胶15份、丁苯橡胶10份、石 墨2份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶1份、重质碳酸钙5份、重质氧化镁1份、白刚玉1份、碳 化硅4份。
[0033] 按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压 制的压力为12Mpa，压制时间为120s，然后将压制后的毛坯于温度160°C下，固化22h，制得汽 车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。
[0034] 实施例4
[0035] 本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计（1重量份为lg)，包括 原料：
[0036] 钢纤维23份、矿物纤维12份、改性酚醛树脂13份、丁腈橡胶12份、丁苯橡胶12份、石 墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡7份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁2份、白刚玉2份、碳 化娃3份。
[0037] 按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压 制的压力为14Mpa，压制时间为130s，然后将压制后的毛坯于温度165°C下，固化21h，制得汽 车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。
[0038]表1汽车刹车片的物理及力学性能
[0039]
[0040]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或 变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或 变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种无重金属摩擦材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料： 钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶 10-15份、石墨2_3份、二硫化钼3_4份、硫酸钡5_8份、芳纟仑1_5份、重质碳酸|丐1_5份、重质氧 化镁1-5份、白刚玉1_3份、碳化娃3-4份。2. 根据权利要求1所述的无重金属摩擦材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料： 钢纤维23-27份、矿物纤维5-9份、改性酚醛树脂10-13份、丁腈橡胶10-12份、丁苯橡胶 12-15份、石墨2_3份、二硫化钼3_4份、硫酸钡5_8份、芳纟仑2_4份、重质碳酸|丐3_5份、重质氧 化镁3-5份、白刚玉2-3份、碳化娃3-4份。3. 根据权利要求2所述的无重金属摩擦材料，其特征在于，以重量份计，包括如下原料： 钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石墨3 份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳化硅 3份。4. 权利要求1-3任一项所述的无重金属摩擦材料在制备机动车辆刹车片中的应用。5. -种无重金属的汽车刹车片，其特征在于，包含权利要求1-3任一项所述的无重金属 摩擦材料。6. 根据权利要求5任一项所述的无重金属的汽车刹车片，其特征在于，其制备方法包括 如下：按照特定配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，然后将压制 后的毛坯加热固化。7. 根据权利要求6所述的无重金属的汽车刹车片，其特征在于，所述压制的压力为10~ 15Mpa，压制时间为100-150S;所述加热的温度为150-180°C，固化时间为20-24h。
【专利摘要】本发明公开了一种无重金属摩擦材料及刹车片。所述无重金属摩擦材料，以重量份计，包括如下原料：钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶10-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。本发明的无重金属摩擦材料不包含重金属，铜含量低，降低了污染，并且抗热裂性和耐磨性好，磨损率低，进而延长了使用寿命；合理控制摩擦材料成分配比保证摩擦材料不对制动盘产生异常磨损。
【IPC分类】C08L77/10, C08L9/02, C09K3/14, C08L61/14, C08K3/30, F16D69/02, C08K7/06, C08K13/04, C08K3/04, C08K7/04, C08L9/06
【公开号】CN105524316
【申请号】CN201610012093
【发明人】吴佩芳, 李想
【申请人】北京天宜上佳新材料有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月8日