本发明涉及一种材料，尤其涉及一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料及其制备方法与应用。
背景技术：
现代经济性乘用车后制动器一般采用盘中鼓结构，盘片用于行车制动，蹄总成专用于驻车制动。随着车辆朝高速、重载方向发展，对驻车制动蹄的要求也越来越高：一、对于一些suv车型，由于车辆重量大，车辆在拉起手刹驻车时，要求输入较小拉锁力能提供较大的驻车摩擦力矩；二、在行车制动失效的工况下，驻车制动蹄也能在紧急情况下实现制动，以保证车辆行驶安全；三、车辆在长时间停放条件时，特别是在高温高湿环境下，不能出现锈粘黏现象，导致车轮抱死。
半金属刹车片由于导热性好、成本低廉、性能适中而被广泛应用于中低档汽车主机配套市场。但其也存在一些典型缺陷：一、材料硬度高，可压缩性小，驻车输入和输出力矩比值高；二、容易生锈、在恶劣工况条件下锈粘黏现象明显，存在严重安全隐患；三，半金属刹车片行车制动效能基本能满足要求，但静态摩擦系数偏低。
因此，在现有的半金属刹车片基础上进行改良，开发一种用于汽车驻车制动蹄的新型摩擦材料势在必行。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料，旨在提高汽车驻车用摩擦材料的摩擦系数和抗锈蚀能力。
本发明还公开了一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的制备方法与应用。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料，其材料由下述重量份的组分组成：酚醛树脂10-20份，橡胶2-15份，石墨5-15份，增摩剂10-15份，改性钢纤维5-15份，酸碱度调节剂5-10份，填料10-30份。
优选的，所述橡胶为丁睛橡胶。
优选的，所述增摩剂为氧化铝，其粒径为100-200目。
优选的，所述改性钢纤维是由偶联剂覆膜制得，具体制备方法引用专利zl2014104677529。
优选的，所述酸碱度调节剂为氧化钙。
优选的，所述填料由重晶石和复合填料组成，其质量比为1:2-3:1。
优选的，按重量百分比计，所述复合填料由75-85％沉淀硫酸钡和15-25％轻质高润土组成。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称取原材料酚醛树脂、橡胶、石墨，投入到混料机，然后混料4-6min，混料温度30-60℃；
(2)将氧化钙和氧化铝粉末一并投入到混料机内，混料4-6min，混料温度30-50℃；
(3)将重晶石和复合填料一并投入到混料机内，混料10-12min，混料温度30-50℃，得到粉末状混合材料，所述材料粒径为100-200目。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的应用，将所述材料进行压制成型，得到汽车制动蹄摩擦块，成型温度120-140℃，成型时间8-12min，成型压力45-55mpa。
本发明的有益效果是：(1)通过实验表明，本发明采用特定的配方以及配比，可以显著提高摩擦材料的驻车摩擦力矩，有效降低制动蹄和制动盘的锈粘接。
(2)本发明采用氧化铝、改性钢纤维以及碱性氧化钙相互协同，大大了提高汽车驻车用摩擦材料的摩擦系数和抗锈蚀能力，同时减小了驻车制动蹄总成对制动盘的锈蚀。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
以下是具体实施例
实施例1
一种金属化木质功能材料，其材料由下述重量份的组分组成：酚醛树脂10份，丁睛橡胶2份，石墨5份，增摩剂10份，改性钢纤维5份，酸碱度调节剂5份，填料10份。
所述增摩剂为氧化铝，其粒径为100-200目。
所述改性钢纤维是由偶联剂覆膜制得，具体制备方法引用专利zl2014104677529。
所述改性钢纤维制备方法如下：
步骤一：在反应器里加入水、na2co3加热搅拌溶解，得到质量分数为3％-5％的na2co3溶液，再将钢纤维缓慢加入na2co3溶液中搅拌，使钢纤维完全浸入na2co3溶液，保持na2co3溶液温度35℃-45℃左右，浸泡10min-30min，待除去钢纤维表面的油脂后把钢纤维取出、沥干；
步骤二：将步骤一中除去表面油脂的钢纤维浸入到用水稀释80-100倍的食人鱼溶液15min-25min，其中食人鱼溶液是由稀释100倍浓硫酸和稀释10倍30％双氧水质量比为3-7:1配置的，然后取出钢纤维进行沥干；
步骤三：将偶联剂、醇、水、nah2po4、酒石酸钠和柠檬酸放入反应容器中混匀得到偶联剂溶液，其中，偶联剂、醇、水、nah2po4、酒石酸钠和柠檬酸质量比为5-10:40-60:30-50:1-4:1-2:0.2-1，用磷酸、硫酸或醋酸将溶液调节ph至2-5，其中醇为甲醇、乙醇或异丙醇，将步骤二中得到的钢纤维放入上述偶联剂溶液中进行水解，保持水解过程中温度为20℃～40℃；具体步骤为搅拌10min-50min，再静止1-5h；取出钢纤维沥干，再将刚纤维浸入偶联剂溶液20min-40min后取出再次沥干；
步骤四：将步骤三中得到的钢纤维放入干燥箱中采用70℃-90℃干燥1h-3h，打散结团的钢纤维，得到改性钢纤维。
所述酸碱度调节剂为氧化钙。
所述填料由重晶石和复合填料组成，其质量比为1:2。
按重量百分比计，所述复合填料由75沉淀硫酸钡和25％轻质高润土组成。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称取原材料酚醛树脂、橡胶、石墨，投入到混料机，然后混料4min，混料温度30℃；
(2)将氧化钙和氧化铝粉末一并投入到混料机内，混料4min，混料温度30℃；
(3)将重晶石和复合填料一并投入到混料机内，混料10min，混料温度30℃，得到粉末状混合材料，所述材料粒径为100-200目。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的应用，将所述材料进行压制成型，得到汽车制动蹄摩擦块，成型温度120℃，成型时间8min，成型压力45mpa。
实施例2
一种金属化木质功能材料，其材料由下述重量份的组分组成：酚醛树脂20份，橡胶15份，石墨15份，增摩剂15份，改性钢纤维15份，酸碱度调节剂10份，填料30份。
所述橡胶为丁睛橡胶。
所述增摩剂为氧化铝，其粒径为100-200目。
所述改性钢纤维是由偶联剂覆膜制得，具体制备方法引用专利zl2014104677529。所述改性钢纤维制备方法参照实施例1。
所述酸碱度调节剂为氧化钙。
所述填料由重晶石和复合填料组成，其质量比为3:1。
按重量百分比计，所述复合填料由85％沉淀硫酸钡和25％轻质高润土组成。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称取原材料酚醛树脂、橡胶、石墨，投入到混料机，然后混料6min，混料温度60℃；
(2)将氧化钙和氧化铝粉末一并投入到混料机内，混料6min，混料温度50℃；
(3)将重晶石和复合填料一并投入到混料机内，混料12min，混料温度50℃，得到粉末状混合材料，所述材料粒径为100-200目。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的应用，将所述材料进行压制成型，得到汽车制动蹄摩擦块，成型温度140℃，成型时间12min，成型压力55mpa。
实施例3
一种金属化木质功能材料，其材料由下述重量份的组分组成：酚醛树脂15份，橡胶10份，石墨10份，增摩剂12份，改性钢纤维10份，酸碱度调节剂8份，填料20份。
所述橡胶为丁睛橡胶。
所述增摩剂为氧化铝，其粒径为100-200目。
所述改性钢纤维是由偶联剂覆膜制得，具体制备方法引用专利zl2014104677529。所述改性钢纤维制备方法参照实施例1。
所述酸碱度调节剂为氧化钙。
所述填料由重晶石和复合填料组成，其质量比为3:1。
按重量百分比计，所述复合填料由80％沉淀硫酸钡和20％轻质高润土组成。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称取原材料酚醛树脂、橡胶、石墨，投入到混料机，然后混料5min，混料温度50℃；
(2)将氧化钙和氧化铝粉末一并投入到混料机内，混料5min，混料温度40℃；
(3)将重晶石和复合填料一并投入到混料机内，混料11min，混料温度40℃，得到粉末状混合材料，所述材料粒径为100-200目。
一种汽车驻车制动蹄的摩擦材料的应用，将所述材料进行压制成型，得到汽车制动蹄摩擦块，成型温度130℃，成型时间10min，成型压力50mpa。
以下为本发明部分实验数据：
将实例1、实例2、实例3中的摩擦块按照qc/t237-1999进行驻车台架试验。实例1的驻车台架试验报告如表1-1、表1-2、表1-3、表1-4所示，实例2的驻车台架试验报告如表2-1、表2-2、表2-3、表2-4所示，实例3的驻车台架试验报告如表3-1、表3-2、表3-3、表3-4所示，其中制动输入量表示作用于制动输入点，方向与在车上工作方向的作用力相同；驻车制动力矩表示驻车时从静止到滑动的最大力矩。若输入量差别不大，输出制动力矩越大，表明驻车效果越好。
由台架试验报告可看出，拉锁力(制动输入量)300n左右情况下，静态驻车制动力矩在600n.m以上。
实例1的驻车台架试验报告如下：
表1-1磨合前检查试验结果
表1-2磨合前静效能试验结果
表1-3磨合后静效能试验结果
表1-4磨合后静效能试验结果
实例2的驻车台架试验报告如下：
表2-1磨合前检查试验结果
表2-2磨合前静效能试验结果
表2-3磨合后静效能试验结果
表2-4磨合后静效能试验结果
实例3的驻车台架试验报告如下：
表3-1磨合前检查试验结果
表3-2磨合前静效能试验结果
表3-3磨合后静效能试验结果
表3-4磨合后静效能试验结果
将实例1、实例2、实例3中的摩擦块，进行制动器和制动盘实车状态下装配，把间隙调整到设计状态0.2～0.4mm，全部浸入水中5min.取出后在制动器拉臂输入端施加1000n的拉力，保持96h后，用扭矩仪检测盘片与制动盘的脱开力矩。进行锈粘结试验。脱开力矩越小，表明摩擦块耐锈蚀能力越强。测试实例1、实例2、实例3中的摩擦块，得到脱开力矩最大值分别为为4n·m，5n·m，4n·m。通过刹车片锈粘结试验表明，使用改性钢纤维和氧化钙，能起到有效的防锈粘接作用。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。