本发明涉及材料学
技术领域：
，尤其涉及一种无石棉摩擦材料及其制备方法及应用。
背景技术：
：摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料，任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。因此，摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。按增强纤维种类可将摩擦材料分为石棉摩擦材料和无石棉摩擦材料。石棉作为增强纤维在摩擦材料中的应用已有近百年历史，至今仍在摩擦材料和相关产业中上占有一定比重。由于石棉对人体的危害，美国环保部在二十世纪七十年代提出石棉为致癌物质。中国国家标准gb5763-2008已做修订，其明确规定衬片中不得含有石棉。因此，需寻找一种可替代石棉的增强纤维。当选择复合矿物纤维作为增强纤维，发现其与石棉单因素对比时的工艺性能不如石棉纤维，吸收性差，强度低，硬度也低于石棉纤维，但其摩擦性能和力学性能均能满足摩擦材料各项同技术要求。目前传统技术无法将复合矿物纤维作为增强纤维来制备摩擦材料，其性能无法满足实际使用要求。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例提供了一种无石棉摩擦材料及其制备方法及应用，主要目的是解决复合矿物纤维无法用于摩擦材料的问题。为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：一方面，本发明实施例提供了一种无石棉摩擦材料，所述摩擦材料包括以下质量百分比的原材料：酚醛树脂15％-20％，丁腈胶粉1％-5％，复合矿物纤维20％-30％，玻璃纤维5％-9％，天然石墨5％-8％，人造石墨3％-5％，石油焦碳粉3％-5％，腰果油摩擦粉2％-5％，氧化镁3％-5％，白云石粉10％-15％，增摩材料2％-5％，脱模剂0.4％-0.6％，着色剂0.8％-1.2％，蛭石1-5％。作为优选，所述摩擦材料包括以下质量百分比的原材料：酚醛树脂16％-19％，丁腈胶粉2％-5％，复合矿物纤维22％-28％，玻璃纤维6％-9％，天然石墨6％-8％，人造石墨4％-5％，石油焦碳粉4％-5％，腰果油摩擦粉3％-5％，氧化镁4％-5％，白云石粉12％-15％，增摩材料3％-5％，脱模剂0.5％-0.6％，着色剂0.9％-1.2％，蛭石2-5％。作为优选，所述摩擦材料包括以下质量百分比的原材料：酚醛树脂16％，丁腈胶粉4％，复合矿物纤维27.5％，玻璃纤维9％，天然石墨7％，人造石墨4％，石油焦碳粉3％，腰果油摩擦粉3％，氧化镁4％，白云石粉13％，增摩材料4％，脱模剂0.5％，着色剂1.0％，蛭石4％。作为优选，所述增摩材料为氧化铝和/或铬铁矿。作为优选，所述摩擦材料在100℃-300℃的温度下的摩擦系数为0.40-0.46，磨损率为0.12×10－7cm3/n·m-0.22×10－7cm3/n·m。作为优选，所述复合矿物纤维在800℃，1h，烧失量小于等于10％；所述复合矿物纤维的容量为0.13-15g/cm3；所述复合矿物纤维的水分含量小于1.5％。另一方面，本发明实施例提供了一种无石棉摩擦材料的制备方法，包括：配料、混合、预成型、热压、热处理及加工成型所述配料为上述摩擦材料的配方。再一方面，本发明实施例提供了一种复合矿物纤维在制备无石棉摩擦材料中的应用。又一方面，本发明实施例提供了一种无石棉摩擦材料在橡胶板或建筑材料中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计合理配方，其各组分及组分配比互相协同，达到了摩擦材料所要求的性能，弥补且克服了复合矿物纤维作为增强纤维用于摩擦材料的性能缺陷。本发明是基于复合矿物纤维－无石棉摩擦材料的研究，其目的是寻求新的资源和代用纤维，为国内提供资源丰富、价格低于其他非石棉纤维技术的新型无石棉摩擦材料，该纤维可作为主体进行纤维增强、混合纤维增强、辅助增强等复合摩擦材料，其具有较好的推广应用前景。具体实施方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。实施例1一种无石棉摩擦材料，包括以下原材料：酚醛树脂16.8g，丁腈胶粉5g，复合矿物纤维20g，玻璃纤维9g，天然石墨8g，人造石墨5g，石油焦碳粉5g，腰果油摩擦粉5g，氧化镁5g，白云石粉15g，增摩材料(li2o、铬铁矿等)5g，脱模剂0.4g，着色剂0.8g，蛭石1。实施例2一种无石棉摩擦材料，包括以下原材料：酚醛树脂16g，丁腈胶粉4g，复合矿物纤维27.5g，玻璃纤维7g，天然石墨7g，人造石墨4g，石油焦碳粉3g，腰果油摩擦粉3g，氧化镁4g，白云石粉13g，增摩材料4g，脱模剂0.5g，着色剂1.0g，蛭石4g。实施例3一种无石棉摩擦材料，包括以下原材料：酚醛树脂20g，丁腈胶粉1g，复合矿物纤维29g，玻璃纤维5g，天然石墨5g，人造石墨5g，石油焦碳粉5g，腰果油摩擦粉5g，氧化镁5g，白云石粉11.2g，增摩材料(li2o、铬铁矿等)2g，脱模剂0.6g，着色剂1.2g，蛭石5g。本发明选用的复合矿物纤维是一种包括多种矿物纤维、辅以少量有机纤维复合而成的新型摩擦材料增强纤维，也可用于其他无石棉制品，例如非石棉橡胶板和建筑材料。本发明选用的复合矿物纤维具有特性：烧失量(800℃下1小时)不大于10％；容重0.13～0.15克/cm3，水份小于1.5％。本发明采用复合矿物纤维代替石棉作为摩擦材料的增强纤维，仅单物质性能对比结果如表1和表2所示。表1.复合矿物纤维与石棉纤维单因素性能对比1：表2.复合矿物纤维与石棉纤维单因素性能对比2：冲击强度(j/cm2)洛氏硬度石棉纤维0.7099.2矿物纤维0.3068.0表3.实施例2制备的摩擦材料的性能检测结果从上述表1和表2的单因素对比结果来看，石棉纤维具有独特的性能，特别是工艺性能好，吸附性强，对基体浸润性好，冲击强度高，难度大，耐高温性能好，摩擦系数随温度升高呈上升趋势，磨损偏大。上述复合矿物纤维工艺性能不如石棉纤维，吸附性差，强度低，硬度也低于石棉纤维，但从摩擦性能和力学性能来看，其均能满足摩擦材料各项同技术要求。本发明鉴于以上复合矿物纤维本身特性，通过调节配方来满足无石棉摩擦材料的各项技术要求，有独特的性能，磨损小，硬度低，能克服制动过程中产生的噪音，并提高使用寿命。本发明考虑到配方各组分的作用和相互间的影响因素，寻求合理的综合技术指标和经济效益，满足工艺性能，最后确定了可行配方。本发明的摩擦材料配方具体为：(质量百分比)酚醛树脂15％-20％，丁腈胶粉1％-5％，复合矿物纤维20％-30％，玻璃纤维5％-8％，天然石墨5％-8％，人造石墨3％-5％，石油焦碳粉3％-5％，腰果油摩擦粉2％-5％，氧化镁3％-5％，白云石粉10％-15％，增摩材料2％-5％，脱模剂0.4％-0.6％，着色剂0.8％-1.2％，蛭石1-5％。本发明摩擦材料的最优配方为：(质量百分比)酚醛树脂18％，丁腈胶粉4％，复合矿物纤维27.5％，玻璃纤维7％，天然石墨7％，人造石墨4％，石油焦碳粉3％，腰果油摩擦粉3％，氧化镁4％，白云石粉13％，增摩材料4％，脱模剂0.5％，着色剂1.0％，蛭石4％。本发明无石棉摩擦材料具有以下性能：a、具有的摩擦性能、抗衰退性能好、磨损小、强度高、无噪音，满足各类车型的整车制动性能要求；b、代用纤维的可靠性、增强效应、无害、安全性；c、适合于工业化生产；d、性能要优于石棉摩擦材料。通过本发明研发的上述配方，成功利用复合矿物纤维制备摩擦材料，制备的摩擦材料性能满足使用要求，克服了复合矿物纤维本身的缺陷。本发明的摩擦材料可用于橡胶板或建材材料等领域。本发明的处理工艺为干法生产工艺：配料、混合、预成型、热压、热处理、加工、包装、成品入库。本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。当前第1页12