[发明专利]无石棉摩擦材料及生产方法

说明书

本发明涉及的是机动车辆和机械制动控制的制动摩擦片材料制造技术，特别是中、重型汽车鼓式制动器摩擦衬片材料制造技术。

在传统的摩擦材料制造技术中，石棉是用于制造汽车刹车摩擦衬片和其它机械制动摩擦衬片的主要原材料之一，其含量可达50％左右。但石棉已被公认是致癌物质，石棉粉尘不仅对环境造成严重污染，且对人体健康危害很大。另外，石棉摩擦材料在性能上还存在有硬度高、热膨胀、热衰退问题。因此，人们已开始研制开发无石棉摩擦材料，作为石棉摩擦材料的替代品。从目前情况看主要有半金属体系即以金属纤维替代石棉为增强材料的摩擦材料，如82年的英国2100275号专利公开的摩擦材料是以金属纤维——钢纤维、碳纤维等原料代替石棉，CN88105160专利公开的摩擦材料是以钢纤维替代石棉，其含钢纤维含量在5-50％，CN93115918专利公开的摩擦材料是以钢纤维和水镁石纤维替代石棉。虽然半金属体系摩擦材料的摩擦性能较好，但金属纤维价格昂贵，故原材料和生产成本很高，而且比重大，硬度也较高，使用时存在容易损伤对偶材料等问题。目前研究开发的另一类无石棉摩擦材料是以玻璃纤维及其它有机或无机纤维混合为增强材料替代石棉，如CN90109428专利公开的摩擦材料是以短切玻璃纤维10-25％和聚丙腈纤维10-25％替代石棉。作为主要增强材料的玻璃纤维不仅在生产过程中对直接接触的职工身体健康有一定的危害性，其产品摩擦性能也不理想，其磨损率通常是石棉材料的数倍，特别是在高温300℃时其磨损率更大，材料耐磨性差，摩擦元件使用寿命就短，安全可靠性下降，同时热衰退及热恢复性能均不理想。虽然以玻璃纤维及其它有机或无机纤维混合为增强材料替代石棉，增强材料成本较钢纤维低，但其配方都是以丁腈橡胶和改性酚醛树脂共混物做为粘合剂，丁腈橡胶与改性酚醛树脂材料共混加工生产工艺较复杂，且丁腈橡胶的价格也很昂贵，同样也提高了生产成本，使得无石棉摩擦材料的成本高于石棉摩擦材料约一至二倍。CN93102131专利公开的摩擦材料是以玻璃纤维16％和凯夫拉纤维4％替代石棉，其虽提高了材料的耐磨性，摩擦性能也较好，但也同样是使用丁腈橡胶和改性酚醛树脂共混物做为粘合剂，产品成本也同样较高。

本发明的目的是提供一种无石棉、玻璃纤维、丁腈橡胶、且摩擦性能优良的刹车摩擦片材料及生产方法，以解决上述现有技术问题，特别是成本较高的问题。

本发明摩擦材料包括有改性酚醛树脂、金属粉、氧化镁、氧化锌、重晶石粉、硅灰石、石墨、陶土、废旧轮胎粉、纤维材料组合构成，纤维材料为毛发和钢纤维，金属粉为原铁粉、铝粉、铜粉之一或是其混合物。

本发明是通过下述的原料配比及生产工艺来实现的：

一、组成配比(重量百分比)；改性酚醛树脂15-30％、金属粉10-40％、钢纤维1-5％、重晶石粉3-25％、硅灰石3-30％、废旧轮胎粉2-10％、毛发1-15％、石墨1-10％、氧化锌1-15％、氧化镁1-15％、陶土3-30％，毛发与钢纤维比为1-10∶1。

二、生产工艺方法；

1、称量混料：将上述原料按配比称量后，加入混料机搅拌均匀；

2、预热：将上述均混好的物料置于烘箱内，在110-130℃的温度下预热30分钟；

3、热压成型：将上述预热后的物料(按制品规格所需称量)用模具在165-170℃的温度和压力250kg/cm²下热压成型，热压成型时间根椐制品摩擦片的厚度而决定，一般在5-20分钟；

4、硫化处理：将上述制品进行硫化处理，硫化温度170±3℃、硫化时间1.5-2小时(根据片的厚度而定)；

5、磨制加工制得成品。