专利名称：一种含氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料的摩擦材料的制作方法
一种含氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料的摩擦材料技术领域
本发明属于摩擦材料领域，具体涉及一种氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配材料作用于酚醛树脂基摩擦材料，该氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料可提高酚醛树脂基摩擦材料的摩擦系数稳定性、降低磨损率，减少摩擦粉尘对环境的污染。
背景技术：
随着社会和科学技术的发展，汽车正逐步成为人们生活的必备工具，汽车保有量急剧增加，随之所带来的环保问题已引起国际关注。汽车对大气的污染主要来源于汽车尾气和摩擦粉尘两 个方面。摩擦粉尘是制动过程中，刹车片与刹车盘相互摩擦所产生的，其中含有重金属离子类、铜类、细小纤维等对人体有毒有害物质。因此如何实现绿色制动，减少对人类生存环境的污染，成为一个亟待解决的问题。
通常情况下，金属及金属化合物添加到刹车片中，在中、低温下是优良的调节剂， 可以提高摩擦系数的稳定性，而在高温段金属及金属硫化物可发生氧化反应转化为金属氧化物，该类重金属氧化物硬度较高，可以有效的减少高温段摩擦系数热衰退。但金属及金属化合物进入环境会造成严重的水污染、大气污染、土壤污染等，这些给我们的生活环境造成了严重的影响。例如铜粉可以溶解到地表水中污染地表水，美国华盛顿通过立法，到2025 年刹车片中的铜含量小于O. 5wt% ;硫化铅[1]发现可致癌，而被禁止在刹车片中使用；现在刹车片中常用的硫化锑[2]，经过研究也发现其氧化物具有致癌作用，已引起关注，在不久的将来也将被禁止。因此寻找和开发环境友好的摩擦材料成为必然，其中硫化锑的替代成为关键。
美国专利US2003/020898A1提出了使用三种以上的硫化物替代硫化铅和硫化锑类物质在刹车片中的使用，取得了一定的成果。但是，由于使用三种以上硫化物，在实际生产中不仅增加了生产成本，同时也增加了产品的质量控制难度，因而给实际推广造成了很大的困难。
铋盐毒性小，其中氯氧化铋是一种新型的环保珠光材料，无毒性，现主要在化妆品和医疗中使用。美国专利US5562632，把氯氧化铋作为固体润滑剂添加到气门导管中取得了理想效果。
发明内容
本发明的目的在于利用氯氧化铋、硫磺和钛酸钾的特点，预先制成氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料，并填充于酚醛树脂基摩擦材料中，利用三者的协同作用，稳定酚醛树脂基摩擦材料的摩擦系数、降低磨损率和提高抗衰退能力，实现硫化锑的替代，实现摩擦材料的绿色环保性。
本发明技术解决方案
本发明的技术构成是以酚醛树脂作为基体，该摩擦材料至少还应该包括氯氧化铋 /硫磺/钛酸钾复配料，具体步骤如下
(I)将氯氧化铋、硫磺及钛酸钾按摩尔比1: (1. 5 3) (I 5)混合，加入桨式混料造粒机中，加入10 60wt %造粒剂，造粒后烘干，使用40目筛子筛分，即得到氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料。
本发明中所指的造粒剂包括水，硅溶胶，水性环氧树脂，液体酚醛树脂，橡胶溶剂中的一种或几种。
本发明中所指的橡胶溶液包括丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、改性天然橡胶、氯磺化聚乙烯、聚硫橡胶、羧基橡胶、聚异丁烯橡胶中的一种或几种。
(2)将酚醛树脂和氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料，以及其它填料加入到混料机中，搅拌混合4 6分钟后，加入到热压模中。
(3)将温度升至155 200°C，压力为10 30Mpa，保温保压的工况下压制5 10分钟。
(4)将热压后的产品在185 200°C下，常压保温4 6小时，然后降温，得到摩擦材料。
本发明的优点及积极效果
本发明通过在摩擦材料中填充氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料，发挥三者的协同作用，可替代刹车片中重金属化合物硫化锑的使用，即可有效提高摩擦系数稳定性、抗热衰退性及降低磨损率；又可替代摩擦材料中有毒有害的重金属类化合物，减少摩擦粉尘对环境的污染。
具体实施例方式
下面通过实施例和比较例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。
表I考察复配料中摩尔比对其性能影响
名称实施例-1实施例-2实施例-3对比例-1(wt%)(wt%)(wt%)(wt%)酚醛树脂8888碳纤维3333丁腈橡胶3333芳纶4444玻璃纤维3333锆英石3333氧化镁4444轮胎粉222权利要求
1.一种填充氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配料的酚醛树脂基摩擦复合材料，其特征在于将氯氧化铋/硫磺/钛酸钾按摩尔比1: (1.5 3) (I 5)混合后进行造粒，然后填充在酚醛树脂基摩擦材料中，其填充量为5 40Wt%。
2.权利要求1所述的氯氧化铋、硫磺、钛酸钾颗粒大小分别为170 1500目、100 600 目、100 1000 目。
3.权利要求1所述的造粒过程，是指加入桨式混料造粒机中，加入10 60wt%造粒剂，造粒后烘干，使用40目筛子筛分。
4.根据权利3所述的造粒剂包括水，硅溶胶，水性环氧树脂，液体酚醛树脂，橡胶溶剂中的一种或几种。
5.根据权利4所述的橡胶溶液包括丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、改性天然橡胶、氯磺化聚乙烯、聚硫橡胶、羧基橡胶、聚异丁烯橡胶中的一种或几种。
全文摘要
本发明涉及一种氯氧化铋/硫磺/钛酸钾复配在酚醛树脂基摩擦材料中使用，该复配料通过造粒而得到，其在酚醛树脂基摩擦材料中含量为5～40wt％，该复配料可提高摩擦系数稳定性，降低磨损率且可替代有毒有害硫化物的使用。
文档编号C09K3/14GK102994046SQ20121049981
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者王昌松, 王强, 杨昆鹏, 姚文俊, 史以俊 申请人:常熟钰泰隆摩擦新材料科技有限公司