CN102449098A - 摩擦材料组合物、使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，进而含有特定量的选自锌、作为纤维基材的纤维素纤维和作为纤维基材的耐火纤维中的至少任一种以及作为纤维基材的铁系纤维，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上并且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。由此，可以提供一种在将摩擦材料组合物作为乘用车用制动器摩擦块时，和以往产品相比，其对对面材料攻击性小，在反复进行高速行驶时制动这种情况下的制动时的摩擦系数高，并且能够抑制摩擦块磨损与摩擦块不均匀磨损的摩擦材料组合物，使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件。

Description

摩擦材料组合物、使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件
技术领域
本发明涉及一种适合于汽车等的制动所用的盘式制动器摩擦块、制动摩擦衬片等摩擦材料的摩擦材料组合物以及使用摩擦材料组合物的摩擦材料。
背景技术
在汽车等中，为了使其制动而使用盘式制动器摩擦块、制动摩擦衬片等摩擦材料。所述摩擦材料，通过与用于制动的对象材料，例如圆盘转子、制动鼓等进行摩擦而发挥制动效果。因此，其不仅需要高摩擦系数和摩擦系数的稳定性，而且还要求不容易削磨作为对面材料的圆盘转子(转子磨损)、难以产生鸣音(鸣音特性)、摩擦块寿命长(摩擦块寿命)等。
此外，近年来对于摩擦材料，还要求其即使在连续的高速(车速为200km/h以上)·高减速度(0.8G以上)制动时制动器温度异常升高的苛刻制动条件下，摩擦系数的下降也要少(高速衰退特性)。
目前摩擦材料有，以钢纤维作为纤维基材、并且使用硬质研磨粒子作为研磨材料的Low Steel材料(以下，也称为“LS材料”)，以及不含钢纤维、并且基本不含有硬质研磨粒子的Non Asbest Organic材料(以下，也称为“NAO材料”)。
前者的高速衰退特性优异，但转子磨损、鸣音特性差。后者的转子磨损、鸣音特性优异，但高速衰退特性差。此外，NAO材料与LS材料相比，其高速衰退时的摩擦块磨损量以及摩擦块的不均匀磨损大。
迄今为止，作为尝试改善NAO材料衰退特性的例子，可以列举使用大量的硫化橡胶粉代替腰果粉(cashew dust)，从而提高热传导率，进行改善的报道(例如，参见专利文献1)，和通过添加活性氧化铝和氟系聚合物而进行改善的报道(例如，参见专利文献2)等。然而，在前述高速范围(车速为200km/h以上)下的衰退特性的改善效果与LS材料的特性相比，仍然不充分。
现有技术
专利文献1：日本特开2007-254564号公报
专利文献2：WO2004/069954号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，虽然有很多尝试对NAO材料的高速衰退特性进行改善的例子，但尚没有提出将LS材料所具有的在车速为200km/h以上的高速范围下的良好的高速衰退特性和NAO材料的较少的转子磨损兼备的摩擦材料的例子，现状为仍需求一种更加改善的摩擦材料。
另一方面，LS材料的高速衰退特性以及转子磨损，与钢纤维量和硬质研磨粒子有关联，如果这些材料的含量少，则高速衰退特性变差，而如果这些材料的含量多，则转子磨损变差(增大)。因此，使用LS材料的组成而兼有高速衰退特性和转子磨损的改善是非常困难的。
在本发明中，其课题是获得一种不仅可以得到在反复由车速200km/h以减速度0.8G进行紧急制动，并且伴随有异常的制动器温度上升的高速衰退条件下，也显示出和LS材料同样的摩擦系数，并且高速衰退时的摩擦块磨损·不均匀磨损量也少的摩擦材料，而且其转子磨损也少的兼有LS材料和NAO材料两者长处的摩擦材料组合物。
解决问题的方法
本发明人等为了实现上述目标，对于各种摩擦材料组成的组合与高速衰退特性和转子磨损的关系进行了深入研究，并由此解决了问题。
具体来说是发现了，通过在摩擦材料组合物中，含有特定量的选自锌、作为纤维基材的纤维素纤维和作为纤维基材的耐火纤维中的至少任一种，以及作为纤维基材的铁系纤维，并且使作为研磨材料的特定无机研磨材料的含量为一定范围以下，可以获得不仅可以得到在反复由车速200km/h以减速度0.8G进行紧急制动，并且伴随有异常的制动器温度上升的高速衰退条件下，也显示出和LS材料同样的摩擦系数，并且高速衰退时的摩擦块磨损·不均匀磨损量也少的摩擦材料组合物，而且其转子磨损也少的兼有LS材料和NAO材料两者长处的摩擦材料组合物、摩擦材料以及摩擦部件。
也就是说，本发明如下所述。
(1)一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，进而含有锌和作为所述纤维基材的铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
(2)如上述(1)所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
(3)如上述(1)或(2)所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有耐火纤维作为所述纤维基材。
(5)如上述(4)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有纤维素纤维作为所述纤维基材。
(7)如上述(6)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
(9)如上述(1)～(8)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
(10)如上述(9)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
(11)如上述(9)或(10)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
(12)如上述(9)～(11)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量，在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
(13)如上述(9)～(12)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
(14)如上述(9)～(13)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量，在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
(15)一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，含有作为所述纤维基材的纤维素纤维和铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上并且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
(16)如上述(15)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
(17)如上述(15)或(16)所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
(18)如上述(15)～(17)中任一项所述的摩擦材料组合物，其进一步含有锌。
(19)如上述(18)所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
(20)如上述(15)～(19)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有耐火纤维作为所述纤维基材。
(21)如上述(20)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
(22)如上述(15)～(21)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
(23)如上述(15)～(22)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
(24)如上述(23)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
(25)如上述(23)或(24)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
(26)如上述(23)～(25)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量，在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
(27)如上述(23)～(26)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
(28)如上述(23)～(27)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量，在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
(29)一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，含有作为所述纤维基材的耐火纤维和铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上并且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
(30)如上述(29)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
(31)如上述(29)或(30)所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
(32)如上述(29)～(31)中任一项所述的摩擦材料组合物，其进一步含有锌。
(33)如上述(32)所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
(34)如上述(29)～(33)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有纤维素纤维作为所述纤维基材。
(35)如上述(34)所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
(36)如上述(29)～(35)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
(37)如上述(29)～(36)中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
(38)如上述(37)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
(39)如上述(37)或(38)所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
(40)如上述(37)～(39)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量，在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
(41)如上述(37)～(40)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
(42)如上述(37)～(41)中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量，在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
(43)将上述(1)～(42)中任一项所述的摩擦材料组合物成型得到的摩擦材料。
(44)将上述(1)～(42)中任一项所述的摩擦材料组合物成型得到的摩擦材料和背衬一体化所形成的摩擦部件。
发明效果
本发明可以提供一种在将摩擦材料组合物作为乘用车用制动器摩擦块时，和以往产品相比，其对对面材料攻击性小，在反复进行高速行驶时制动这种情况下的制动时的摩擦系数高，并且能够抑制摩擦块磨损和摩擦块不均匀磨损的摩擦材料组合物，使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件。
本申请的公开内容，和2009年6月1日申请的日本特愿2009-131993号、2009年6月1日申请的日本特愿2009-131996号以及2009年6月1日申请的日本特愿2009-131999号所记载的主题相关，并且这些公开内容通过引用而援引至本申请中。
具体实施方式
以下，对于本发明的摩擦材料组合物、使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件进行详述。
本发明的摩擦材料组合物，其特征在于，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，含有选自锌、作为纤维基材的纤维素纤维和作为纤维基材的耐火纤维中的至少任一种，和作为所述纤维基材的铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上并且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
通过上述构成，由于研磨性高的研磨材料、会引起和转子表面粘附摩擦的铁系纤维的量少，因此转子磨损少，并且锌和特定量铁系纤维的组合、纤维素纤维和特定量铁系纤维的组合、和/或耐火纤维和特定量铁系纤维的组合表现出了优异的高速衰退特性。
此处所述的“莫氏硬度为8以上的无机研磨材料”，适合为α-氧化铝、碳化硅、碳化硼、氮化钛、碳化钛、碳化硼、氮化硅等无机研磨材料。另外，它们的粒径为1μm以上。粒径是激光衍射粒度分布测定中的D50(中值粒径)。
此外，莫氏硬度为8以上并且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量，优选为1wt％以下。如果含量为1wt％以下，则不会对转子磨损、鸣音特性产生不良影响。
此处所述的“铁系纤维”，适合为钢纤维或不锈钢纤维等铁系合金纤维，但是从转子磨损的观点考虑，优选为钢纤维。此外，在使用不锈钢纤维等铁系合金纤维时，从转子磨损观点考虑，钢纤维和铁系合金纤维的合计量为2～10wt％并且铁系合金纤维的含量为1wt％以下是优选的。此外，从转子磨损观点考虑，更优选含有2～8wt％铁系纤维。
通过含有锌，改善了高速衰退时的摩擦系数。锌的添加量优选为2～5wt％。如果锌的添加量为2wt％以上，则容易得到高速衰退特性。如果为5wt％以下，则可以避免摩擦块磨损变大。另外，锌的形状没有特别限制，但优选为粉末状。
作为前述纤维基材，优选含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维。如果芳族聚酰胺纤维的添加量为1.5wt％以上，则容易得到高速衰退特性效果。另外，芳族聚酰胺纤维优选为具有原纤(分支)的形状。
通过含有耐火纤维作为前述纤维基材，进一步提高了高速衰退时的摩擦系数。此处所述的耐火纤维，是PAN(polyacrylonitrile，聚丙烯腈)系碳纤维的前体纤维，其是在200～350℃、大气中对PAN纤维进行加热处理而得到的纤维。
耐火纤维的添加量优选为1～10wt％。如果耐火纤维的添加量为1wt％以上，则有改善高速衰退特性的效果，并且如果为10wt％以下，则通常使用时的摩擦系数很难降低。另外，从分散性、增强效果的观点考虑，耐火纤维的平均纤维长度优选为1～10mm，平均纤维直径优选为10～15μm。
通过含有纤维素纤维作为前述纤维基材，进一步提高了高速衰退时的摩擦系数。纤维素纤维的含量优选为1～10wt％。如果纤维素纤维的含量为1wt％以上，则容易得到高速衰退特性的改善效果。如果为10wt％以下，则可以避免通常使用时摩擦系数下降。
本发明的摩擦材料用组合物中所含的粘合剂，可以使用通常摩擦材料中所使用的热固性树脂。作为热固性树脂，例如，可以列举酚醛树脂、丙烯酸改性酚醛树脂、硅酮改性酚醛树脂、腰果(cashew)改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、烷基苯改性酚醛树脂等各种改性酚醛树脂等。特别优选酚醛树脂、丙烯酸改性酚醛树脂、硅酮改性酚醛树脂，并且它们可以单独使用，或将2种以上组合使用。
此外，粘合剂在全部组合物中优选含有5～20wt％，并更优选含有5～10wt％。通过为该范围，可以避免摩擦材料的强度下降，此外，摩擦材料的气孔率减少，弹性模量提高，由此可以避免鸣音等音振性能变差。
作为本发明中可以使用的上述以外(铁系纤维、芳族聚酰胺纤维、耐火纤维、纤维素纤维)的纤维基材，可以列举金属纤维、无机纤维、有机纤维、碳系纤维等。
作为金属纤维，作为前述铁系纤维以外的金属纤维，可以使用铜纤维、黄铜纤维、青铜纤维、钛纤维、铝纤维等，并且可以使用1种，或将2种以上组合使用。
作为无机纤维，可以使用陶瓷纤维、生物分解性陶瓷纤维、矿物纤维、玻璃纤维、钛酸钾纤维、硅酸盐纤维、硅灰石等，并且可以使用1种，或将2种以上组合使用。从减少环境物质的观点考虑，优选不含有可吸入性的钛酸钾纤维、陶瓷纤维。
作为有机纤维，作为前述芳族聚酰胺纤维和纤维素纤维以外的有机纤维，可以使用丙烯酸纤维、酚醛树脂纤维等，并且可以使用1种，或将2种以上组合使用。
作为碳系纤维，可以使用将前述耐火纤维进一步进行碳化处理的PAN系碳纤维，以及沥青系碳纤维、PAN系碳纤维、活性碳纤维等，并且可以使用1种，或将2种以上组合使用。
铁系纤维、芳族聚酰胺纤维等全部纤维基材，在全部组合物中优选含有5～40wt％，并更优选含有10～30wt％。通过为该范围，可以得到作为摩擦材料的最佳气孔率，并且可以防止鸣音，得到适当的材料强度，以及可以使成型性更加良好。
本发明中可以使用的研磨材料，可以使用前述莫氏硬度为8以上的研磨材料以外的材料。作为莫氏硬度为8以上的研磨材料以外的研磨材料，可以列举硅酸锆、氧化锆、莫来石、铬铁矿、氧化钛、氧化镁、二氧化硅、氧化铁、γ-氧化铝等活性氧化铝等，它们可以单独使用，或将2种以上组合使用。特别是，如果使用γ-氧化铝，则可以抑制高温时的衰退现象。
活性氧化铝的比表面积，其通过BET法算出的值为150m2/g以上，优选为180m2/g以上，并进一步优选为200～300m2/g的范围。如果比表面积为150m2/g以上，则有在高温等时效果下降少的倾向。另外，比表面积的测定，例如，可以通过利用氮气吸附的BET法进行。
γ-氧化铝，例如，可以通过在低温下干燥氢氧化铝，得到铝凝胶，再将该凝胶在500～800℃的温度下进行烧成(活化处理)而得到。此外，还可以使用市售商品，例如，水泽化学工业株式会社制造的活性氧化铝(商品名：Neobead，比表面积：230m2/g)等。
此外，前述研磨材料(莫氏硬度为8以上的研磨材料以外的研磨材料)的含量，在摩擦材料用组合物中优选为10～40wt％，并更优选为15～35wt％。通过为该范围，可以使制动器的效果、耐磨损性、鸣音特性良好。
另外，γ-氧化铝的含量，在摩擦材料组合物中优选为1～10wt％。
作为本发明中可以使用的无机填料，例如，可以使用三硫化锑、硫化锡、二硫化钼、硫化铁、硫化铋、硫化锌、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、白云石、焦炭、石墨、云母、氧化铁、蛭石、粒状钛酸钾、硫酸钙、板状钛酸钾、滑石、粘土、沸石等，它们可以单独使用，或将2种以上组合使用。
此外，前述无机填料的含量，在摩擦材料用组合物中优选为10～40wt％，并更优选为15～35wt％。通过为该范围，可以避免耐热性变差，并且在摩擦材料其它成分的含量均衡方面也是优选的。
作为本发明的摩擦材料用组合物中所含的有机填料，例如，可以列举腰果粉、轮胎橡胶粉、丙烯酸橡胶粉、异戊二烯橡胶、NBR粉、SBR粉等，并且它们可以单独使用，或将2种以上组合使用。此外，前述有机填料的含量，在摩擦材料用组合物中优选为1～20wt％，并更优选为1～10wt％。通过为该范围，可以提高摩擦材料的弹性模量，避免鸣音等音振性能变差，并且可以避免耐热性变差，以及避免因热过程而导致的强度下降。
在使用腰果粉作为有机填料时，如果预先用液状橡胶进行包覆，则可以抑制腰果粉产生偏析，因此优选。液状橡胶的量，相对于腰果粉，优选为3～17wt％。如果液状橡胶的量为3wt％以上，则腰果粉不容易脱落，可以得到粘附力的效果。另一方面，如果液状橡胶的量为17wt％以下，则由于液状橡胶的粘附力，而使腰果粉难以受到凝集的不良影响，容易分散，因此可以抑制产生偏析。
包覆的腰果粉的含量，在防止产生鸣音和防止产生龟裂这一点上，在摩擦材料组合物中优选为1～10wt％。
作为液状橡胶，优选使用NBR、SBR、IR、丙烯酸橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶等，并且液状橡胶的粘土在20℃时的熔融粘度优选为10000～100000cps，更优选为30000～80000cps，并进一步优选为40000～60000cps。如果粘度为上述范围，则包覆充分，腰果粉难以凝集，因此优选。
用液状橡胶包覆腰果粉的方法，没有特别限制，并优选使用加压捏合机等进行加压混炼的方法。
本发明的摩擦材料组合物，可以用作汽车等的盘式制动器摩擦块、制动摩擦衬片等的摩擦材料，或者还可以通过对本发明的摩擦材料用组合物以目标形状实施成型、加工、贴合等工序而用作离合器衬片、电磁制动器、保持制动器等的摩擦材料。
此外，本发明的摩擦材料用组合物，除了前述材料以外，还可以根据需要配合其它材料，例如，可以配合铜粉、黄铜粉、青铜粉等金属粉末、PTFE(聚四氟乙烯)等氟系聚合物等有机添加剂等。
特别是，如果使用PTFE，则可以抑制高温时的衰退现象。PTFE的含量，在摩擦材料组合物中优选为0.3～6wt％，更优选为1～5wt％，并进一步优选为1～3wt％的范围。
氟系聚合物，优选以粉末状使用，但即使作为乳液使用，并通过湿式混合而包含在摩擦材料组合物中，也可以期待同样的效果。
将本发明的摩擦材料组合物用作构成摩擦面的摩擦材料本身，可以得到摩擦部件。作为使用该摩擦材料组合物的摩擦部件，例如，可以列举下述结构等。
(1)仅仅摩擦材料的结构。
(2)具有背衬，和形成在该背衬上的、由构成摩擦面的本发明的摩擦材料组合物所形成的摩擦材料的结构。
(3)在上述(2)的结构中，在背衬和摩擦材料之间，进一步存在用于提高背衬粘接效果的以表面改性为目的的底漆层和以粘接背衬和摩擦材料为目的的粘接层的结构。
此外，本发明的摩擦材料，可以通过通常所使用的方法进行制造，其可以对本发明的摩擦材料组合物进行成型，并优选热压成型而制造。详细而言，使用Lodige混合机、加压捏合机、Eirich混合机等混合机将本发明的摩擦材料组合物均匀混合，通过成形模具将该混合物预成型，并在成型温度为130℃～160℃、成型压力为20～50MPa的条件下将所得的预成型物成型2～10分钟，再在150～250℃下对所得的成型物进行热处理2～10小时。
此外，根据需要进行涂装、焦化处理、研磨处理。
本发明的摩擦材料组合物，由于具有高增强效果，因此还可以成型为摩擦部件的底层材料来使用。“底层材料”是存在于摩擦部件的构成摩擦面的摩擦材料和背衬之间、且用于提高摩擦材料和背衬的剪切强度的层。
实施例
对于本发明的摩擦材料组合物，使用实施例进一步地说明。
(盘式制动器摩擦块的制作)
按照表1～表5所示的配合比率配合材料，得到实施例1～20和比较例1～4的摩擦材料组合物。
另外，用IR橡胶包覆腰果粉的方法，如下所述。首先，使用加压捏合机(株式会社森山制作所制造)，在0.49MPa的压力下，对100质量份腰果粉和10质量份液体IR橡胶进行加压混炼3分钟。
使用Lodige混合机(株式会社Matsubo制造，商品名：Lodige混合机M20)混合该摩擦材料组合物，使用成型压力机(王子机械工业株式会社制造)对该混合物进行预成型，并使用成型压力机(三起精工株式会社制造)在成型温度为145℃、成型压力为30MPa的条件下对所得的预成型物进行热压成型5分钟，再将所得的成型品在200℃下进行热处理4.5小时，并使用旋转研磨机研磨，进行500℃的焦化处理，得到实施例1～20和比较例1～4的盘式制动器摩擦块。
另外，在实施例和比较例中，制作摩擦材料投影面积为52cm2的盘式制动器摩擦块。
(腰果粉脱落的评价)
分别将用前述方法所得的实施例1～20和比较例1～4的摩擦材料组合物装入到聚乙烯制的袋子中，振动10次，测定脱落到该袋子下部的腰果粉的质量，由此进行评价。评价基准如下所述。
A：脱落量为腰果粉配合量的1wt％以下。
B：脱落量为腰果粉配合量的3wt％以上。
(热衰退特性的评价)
使用通过前述方法所制作的实施例1～20和比较例1～4的盘式制动器摩擦块，并使用制动器动态试验机进行热衰退特性的评价。实验使用常规的pin-slide式的colette型卡尺和株式会社Kiriu制造的通风盘式转子(FC190)，并由日产汽车株式会社制造的skyline V35的惯性力矩进行评价。
实施根据SAE J2522的效力试验，评价FADE1SECTION中总计15次的制动中所产生的摩擦系数中的最小值。
(高速衰退特性的评价)
使用通过前述方法所制作的实施例1～20和比较例1～4的盘式制动器摩擦块，并使用制动器动态试验机进行高速衰退特性的评价。实验使用常规的pin-slide式的colette型卡尺和株式会社Kiriu制造的通风盘式转子(FC190)，并由日产汽车株式会社制造的skyline V35的惯性力矩进行评价。
进行基于JASO C427的对摩擦(初速度为50km/h，终速度为0km/h，减速度为0.3G，制动前制动器温度为100℃，制动次数为200次)，然后进行高速衰退试验(初速度为200km/h，终速度为0km/h，减速度为0.8G，第1次制动前制动器温度为100℃，并以60秒钟的间隔实施15次制动)，测定高速衰退试验中摩擦系数的最小值、摩擦块磨损量、滑动方向的摩擦块不均匀磨损量。
(转子磨损的评价)
从由实施例1～20和比较例1～4的摩擦材料组合物所制作的盘式制动器摩擦块的摩擦材料表面上切出25mm×25mm×8mm的试验片，并用73.5kPa的压力将其按压在以相当于130km/h的周速进行旋转的圆盘转子上拖拽22小时后，测定转子磨损量。圆盘转子使用株式会社Kiriu制造的通风盘式转子(FC190)。
结果示于表1～5。
[表1]
Figure BPA00001479311700131
[表2]
Figure BPA00001479311700141
[表3]
Figure BPA00001479311700151
[表4]
Figure BPA00001479311700161
[表5]
Figure BPA00001479311700171
实施例1～20与作为LS材料的比较例4相比，显示出了同等的高速衰退特性，并且可知转子磨损显著地小。此外通过和作为以往NAO材料的比较例2、3的比较可知，实施例1～20显示出了显著高的高速衰退特性，并且显示出了同等的转子磨损。
此外，由实施例1～3和比较例1的比较可知，少量的铁系纤维和锌的组合在改善高速衰退特性方面具有显著的效果。
由实施例11和比较例1的比较可知，少量的铁系纤维和纤维素纤维的组合在改善高速衰退特性方面具有显著的效果。
由实施例16和比较例1的比较可知，少量的铁系纤维和耐火纤维的组合在改善高速衰退特性方面具有显著的效果。
由实施例7～10、13～15、18～20可知，用液状橡胶包覆腰果粉具有抑制腰果粉脱落的效果。
由实施例8～10、14、15、19、20可知，γ-氧化铝和PTFE粉末的组合在改善热衰退特性方面有效果。
工业实用性
本发明用于乘用车用制动器摩擦块的摩擦材料，具有下述的优异效果。
根据本发明，可以提供一种和以往产品相比，其对对面材料攻击性小，在反复进行高速行驶时制动这种情况下的制动时的摩擦系数高，并且能够抑制摩擦块磨损和摩擦块不均匀磨损的摩擦材料组合物，使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件。

Claims (44)

1.一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，进而含有锌和作为所述纤维基材的铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
2.如权利要求1所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
3.如权利要求1或2所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
4.如权利要求1～3中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有耐火纤维作为所述纤维基材。
5.如权利要求4所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
6.如权利要求1～5中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有纤维素纤维作为所述纤维基材。
7.如权利要求6所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
8.如权利要求1～7中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
9.如权利要求1～8中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
10.如权利要求9所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
11.如权利要求9或10所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
12.如权利要求9～11中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
13.如权利要求9～12中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
14.如权利要求9～13中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
15.一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，含有作为所述纤维基材的纤维素纤维和铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
16.如权利要求15所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
17.如权利要求15或16所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
18.如权利要求15～17中任一项所述的摩擦材料组合物，其进一步含有锌。
19.如权利要求18所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
20.如权利要求15～19中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有耐火纤维作为所述纤维基材。
21.如权利要求20所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
22.如权利要求15～21中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
23.如权利要求15～22中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
24.如权利要求23所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
25.如权利要求23或24所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
26.如权利要求23～25中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
27.如权利要求23～26中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
28.如权利要求23～27中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
29.一种摩擦材料组合物，其为含有粘合剂、纤维基材、研磨材料、无机填料、有机填料的摩擦材料组合物，含有作为所述纤维基材的耐火纤维和铁系纤维2～10wt％，并且作为所述研磨材料的莫氏硬度为8以上且粒径为1μm以上的无机研磨材料的含量为1wt％以下。
30.如权利要求29所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述耐火纤维。
31.如权利要求29或30所述的摩擦材料组合物，其含有1.5wt％以上的芳族聚酰胺纤维作为所述纤维基材。
32.如权利要求29～31中任一项所述的摩擦材料组合物，其进一步含有锌。
33.如权利要求32所述的摩擦材料组合物，其中所述锌的含量为2～5wt％。
34.如权利要求29～33中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有纤维素纤维作为所述纤维基材。
35.如权利要求34所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％所述纤维素纤维。
36.如权利要求29～35中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有1～10wt％腰果粉作为所述有机填料，并且所述腰果粉被3～17wt％液状橡胶包覆。
37.如权利要求29～36中任一项所述的摩擦材料组合物，其含有活性氧化铝作为所述研磨材料，并且含有氟系聚合物作为所述有机填料。
38.如权利要求37所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是通过BET法算出的比表面积为150m2/g以上的活性氧化铝。
39.如权利要求37或38所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝是γ-氧化铝。
40.如权利要求37～39中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述活性氧化铝的含量在摩擦材料组合物中为1～10wt％。
41.如权利要求37～40中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物是聚四氟乙烯的粉末。
42.如权利要求37～41中任一项所述的摩擦材料组合物，其中所述氟系聚合物的含量在摩擦材料组合物中为0.3～6wt％。
43.将权利要求1～42中任一项所述的摩擦材料组合物成型得到的摩擦材料。
44.将权利要求1～42中任一项所述的摩擦材料组合物成型得到的摩擦材料和背衬一体化所形成的摩擦部件。
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