[发明专利]陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型超大粒径陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料，组成包括树脂基摩擦材料基体及陶瓷颗粒；树脂基摩擦材料基体的组成包括粘结剂、增强组分、摩擦改性剂和填料；陶瓷颗粒粒径为1.0～5.0mm。本发明还提供了上述新型陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料制备方法，将树脂基摩擦材料粉料的各组分按比例混合均匀后加入陶瓷颗粒，混匀，热压成型后，进行热处理，得到新型陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料。本发明所制得陶瓷颗粒复合树脂基摩擦材料具有很好可加工性，树脂基体与陶瓷颗粒界面结合十分良好，制成的汽车制动片成品具有优良的摩擦学性能：良好的抗热衰退性、稳定的摩擦系数、较低的磨耗以及对偶磨损等。

技术领域

本发明涉及抗热衰退摩擦材料及其制备方法，尤其涉及一种新型的超大粒径陶瓷颗粒复合树脂基摩擦材料及其制备方法。

背景技术

车辆用制动片和离合器衬片起着传动、转向、减速和制动等作用，直接关系到行驶安全，所以越来越引起汽车厂商和摩擦材料行业的密切关注。树脂基摩擦材料是目前汽车零配件市场上应用最为广泛的摩擦材料，它以树脂作为粘结剂，将其它组分联结在一起而形成。但是由于摩擦材料在工作时会将大量的动能转化为热能，使得摩擦材料表面温度剧烈升高，这会导致此类摩擦材料中的树脂等有机组分发生降解，从而使得摩擦材料系数骤降，降低制动效率，即所谓的“热衰退”现象，给驾驶人带来安全隐患。因此，近年来国内外很多同行都在致力于解决树脂基摩擦材料高温“热衰退”的问题。陶瓷因其良好的热稳定性和较高的硬度，引起了许多行内人士的关注，例如Tong Zhang、MK.Abdul和VlastimilMatejka等人先后在《Wear》杂志上发表过相关论文，更有许多陶瓷摩擦材料的相关专利问世，其设计理念是把陶瓷组分定位成摩擦性能调节剂添加到树脂基摩擦材料中用以稳定高温阶段的摩擦系数。另外，他们的研究及发明所涉及的陶瓷组分都是属于纳米或者微米级别的微小颗粒。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大粒径陶瓷颗粒复合树脂基摩擦材料及其制备方法，相比于前人之前的应用对象为小粒径(<200μm)陶瓷颗粒，我们颠覆了传统的设计理念，采用大粒径颗粒陶瓷与树脂基摩擦材料复合，形成了具有维持宏尺度陶瓷独立结构的复合摩擦材料。

为了达到上述目的本发明提供了一种新型陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料，其组成包括树脂基摩擦材料基体及陶瓷颗粒；

所述树脂基摩擦材料基体的组成及质量分数为：粘结剂5～40％、增强组分5～10％、摩擦改性剂10～30％和填料30～80％；

所述粘结剂为酚醛树脂或者改性酚醛树脂中的一种或两种混合，所述增强组分为短切碳纤维、纳米碳管、玻璃纤维、芳纶纤维、钛酸钾纤维中的一种或几种的混合；

所述填料优选矿石组分，最优情况下，选择重晶石、硅灰石中的一种或两种混合；

所述摩擦改性剂主要功能是提高材料整体的导热性能、降低陶瓷颗粒对对偶的磨损、预防噪音，优选石墨、二硫化钼、蛭石、铝粉、铜粉中的一种或几种混合。

蛭石可有效预防噪音，有噪音产生时，添加少量蛭石。

所述陶瓷颗粒加入量与所述粘结剂的体积比为(1～10)：1；所述陶瓷颗粒的粒径为1.0～5.0mm；

优选方式下，所述陶瓷颗粒可以为单一粒径或1.0～5.0mm范围内任意粒径混杂；所述陶瓷颗粒的形状为球形、方形、不规则状中的一类或几类混杂；所述陶瓷颗粒优选氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆陶瓷中一种或几种混合。

本发明还提供了上述新型陶瓷颗粒复合树脂基抗热衰退摩擦材料的制备方法，将所述树脂基摩擦材料的各组分粉料按比例混合均匀后加入所述陶瓷颗粒，混匀；之后，将混匀的材料置入预先加热好的模具中进行热压成型；最后，对热压成型的坯料进行热处理；