[发明专利]一种环保摩擦材料及基于其的刹车片和制备方法

说明书

本发明提供了一种环保摩擦材料及基于其的刹车片和制备方法，所述环保摩擦材料由以下原料组分及质量百分比的原材料组成：改性酚醛树脂3％‑8％、钢纤维9％‑32％、矿物纤维5％‑20％、芳纶纤维1％‑5％、石墨粉10％‑30％、片状锌粉1％‑5％、硫酸钡5％‑20％、钛酸盐5％‑15％、氧化铝0.5％‑3％、氧化锆5％‑15％、颗粒氧化镁2％‑20％、氢氧化钙1％‑5％、橡胶基颗粒料3％‑15％。本发明环保摩擦材料和制备方法制成的刹车片无石棉，且不含铜等重金属成分，并且寿命长、制动性能稳定、不损伤对偶盘、落灰少，有效解决了现有技术中存在的不含铜导致的寿命降低、制动效能下降、损伤对偶盘等缺陷。

技术领域

本发明涉及汽车摩擦制动材料技术领域，具体涉及一种环保摩擦材料及基于其的刹车片和制备方法。

背景技术

近几年，全球的汽车产业得到了快速发展。刹车片作为汽车配件中的关键零部件之一，不仅决定着汽车的安全行驶和舒适行驶，也是影响汽车行业节能环保的重要因素之一。

随着美国华盛顿州和加利福尼亚州环保法规分别提出了对汽车刹车片中铜的含量进行了限制，全球刹车片行业已逐步向环保无铜化方向发展。

由于金属铜在摩擦材料中发挥着高导热、抗磨损、稳定摩擦系数等优异特性，因此传统的商用车用刹车片摩擦材料中仍然使用紫铜或者黄铜作为摩擦性能调节剂。而无铜商用车配方相对含铜配方往往会出现寿命降低、制动效能下降、损伤对偶盘等一系列问题。

对于全球市场，由于商用车载重远远大于小型家用车辆，使满载的商用车刹停而产生的制动动能转化为的热能同样远远高于普通的小型家用车辆，使用SAE J2115标准程序台架模拟实车测试时，刹车片表面瞬时温度可以达到500℃甚至更高，因此，对于商用车高性能无铜环保型摩擦材料的研发都具有更大的难度，因此开发一种能够用于商用车辆的无铜环保摩擦材料不仅是一种新的发展趋势，也是一个亟待解决的难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种环保摩擦材料及基于其的刹车片和制备方法，来解决现有摩擦材料中铜污染环境，而不含铜的小型家用车辆摩擦片寿命低、制动效能差、损伤对偶盘不适用于载重较大的商用车的问题。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种环保摩擦材料，其特征在于：由以下原料组分及质量百分比的原材料组成：改性酚醛树脂3％-8％、钢纤维9％-32％、矿物纤维5％-20％、芳纶纤维1％-5％、石墨粉10％-30％、片状锌粉1％-5％、硫酸钡5％-20％、钛酸盐5％-15％、氧化铝0.5％-3％、氧化锆5％-15％、颗粒氧化镁2％-20％、氢氧化钙1％-5％、橡胶基颗粒料3％-15％。

优选地，所述改性酚醛树脂4％-6％、钢纤维15％-20％、矿物纤维5％-12％、芳纶纤维2％-4％、石墨粉15％-20％、片状锌粉2％-4％、硫酸钡8％-15％、钛酸盐8％-12％、氧化铝1％-2％、氧化锆6％-10％、颗粒氧化镁5％-15％、氢氧化钙2％-4％、橡胶基颗粒料5％-10％。

优选地，所述改性酚醛树脂为硅改性酚醛树脂或硼改性酚醛树脂的一种。

进一步地，所述改性酚醛树脂的流动距离为10-40mm，150℃条件下的凝胶化时间为40-150S。流动距离和凝胶时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。

优选地，所述钢纤维长度为0.5-1mm，直径为40-120μm；所述矿物纤维长径比为50-80，长度为0.5-1mm；所述芳纶纤维长径比为40-90。

优选地，所述石墨粉由200-300目的细石墨粉和5-20目的粗石墨粉组合而成，其中所述粗石墨粉与所述细石墨粉的质量比为1:5-1:2。