CN103788925A - 一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于按重量份由如下原材料组成：增强纤维20－52、粘合剂4－16、摩擦性能调节剂23－86。通过增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂按重量称量好后制备成压塑料；将称好重量由纤维材料及粘合剂构成的底层材料平铺模具上，然后再将称好重量的摩擦材料组合物放置铺到底层上面，进行热压，最后热固化。用于复杂路况尤其是高原高寒山区、涉水路况的空气盘式制动器，提供了一种摩擦材料耐热衰退性好，涉水恢复性高、耐温度交变反复冲击、摩擦性能平稳的特点的摩擦材料。

Description

一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法，应用越野商用车制动器上。

背景技术

近几年，随着对汽车制动性能不断提高的需求，开发空气盘制动器成为必然。空气盘摩擦材料作为空气盘式制动器重要保安部件成为重点研究对象。目前，在国内行业上很多材料专业人士在开发空气盘摩擦材料，在技术上还很不成熟，专利查询获知，也没有针对越野性空气盘式制动器用摩擦材料的文献。

以摩擦材料为主题词对近两年专利文献进行检索，摩擦材料大部分针对使用某种特殊材料在摩擦材料应用研究以及其摩擦材料生产设备或检测方法的专利。其中涉及到摩擦材料及制备方法的专利很少，其中大概15篇左右对其进行报道。国内专利号CN 102618215 A公开介绍了纸一种再生汽车制动器摩擦材料及其制备方法，CN 102533221公开介绍一种盘式摩擦材料及其制备方法，CN 101597476A公开介绍了一种微孔摩擦材料及其制备方法。在这15篇专利中还公开介绍一些了湿式摩擦材料和摩擦片的制备方法，与本专利的申请不是同一摩擦材料。

上述介绍的几个专利，都涉及到不同摩擦材料 组分及其制备工艺方法，本发明所使用的摩擦材料组分和制备方法不同于前述介绍的专利； 

鉴于此，传统的摩擦材料系统面临诸多方面的技术问题。CN 102533221A所述材料组分，是传统的摩擦材料组合物用原材料，而且没有隔热性的底层材料，传导的热量对制动缸的橡胶密封材料造成加速老化的现象。CN 102533221 A所述的制备方法，混料采用两次投料方式并采用预先冷成型，增加了工序，致使产品成本提高。在热压工艺采用的单位压力过高，且温度也高，因此对热压设备要求比较高，且浪费能源。热处理温度对于盘式摩擦片较低，并且打开炉门自然冷却到室温，结果致使最终产品很难达到汽车的使用要求，并且产品容易产生裂纹或龟裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法，用于复杂路况尤其是高原高寒山区、涉水路况的空气盘式制动器，提供了一种摩擦材料耐热衰退性好，涉水恢复性高、耐温度交变反复冲击、摩擦性能平稳的特点的摩擦材料。

本发明的技术方案是这样实现的：一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于按重量份由如下原材料组成：增强纤维20－52、粘合剂4－16、摩擦性能调节剂23－86。

所述的增强纤维是铜纤维、钢纤维、Kevlar纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维、木纤维、胶原纤维、麻纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维的一种或几种。

所述的摩擦性能调节剂是腰果油摩擦粉、沉淀硫酸钡、人造石墨、石油焦炭、硫化物、铬铁矿粉、三氧化二铝、二硫化钼、云母、轮胎粉重晶石的一种或几种。

所述的硫化物为硫化铁、硫化锡、硫化锑、硫化锌、硫化镁、硫化亚铁、硫化锰，硫化铜、硫化钡的一种或几种。

所述的粘接剂是酚醛树脂、腰果壳油改性树脂、三聚氰胺改性树脂、硼改性树脂、丁晴橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶的一种或几种。

 所述的硫化物在摩擦材料混合物起到决定性作用，减小由于高温引起的热衰退、稳定制动力矩的作用，提高产品使用寿命和噪声。

一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

⑴混料：将增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂按重量称量好后，一次性投入到混料机中，混料时间在10 min -20min之间，制备好压塑料；

⑵热压：将称好重量由纤维材料及粘合剂构成的底层材料平铺模具上，然后再将称好重量的摩擦材料组合物放置铺到底层上面，压制温度为130℃-150℃，压力为10-15MPa，采用单缸压制，压制时间15s-20s，排气时间10 s -15 s共排气5次，

⑶热固化：在适当的烘干设备进行后续热处理，热处理在180℃-250℃，从室温下温度上升此温度区间3h-5h，然后在200℃±5℃存放6h-10h后，产品在密闭的烘干设备中自然降温到室温。

本发明的积极效果是从越野性能的使用条件入手，要求其下长坡性能稳定、涉水后恢复性好，制动平稳、抗热衰退性好的特点，其摩擦材料组合物及其制备方法都进行了优化；底层铺上了隔热层，阻隔由于热量的传导，导致气阻现象引起的安全性能，并防止橡胶密封件加速老化的特点，热传导温度低于100℃；通过材料试验、台架试验、道路试验及用户使用试验，试验结果证明该摩擦材料的性能满足整车使用要求，真正实现了摩擦材料的商品化，目前处于批量生产装车的状态。

其工艺方法1、单缸压制为一次性投入摩擦材料、底料、钢背，不需要进行冷型产品压制，节省工序，节约成本；2、单缸压制产品为等密度产品，优于平模压制的等厚度产品，在压制过程中能使每一腔产品所受压力一致，产品密度均匀，性能更稳定，产品质量更容易控制；3、 单缸压制不易产生较难清理的料边，有效改善外观质量；本发明中添加底料可以解决摩擦材料组合物的热传导问题，解决摩擦材料组合物与背板的粘接强度不足的问题。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步描述，实施例为进一步阐明本发明的特点，对于本领域的技术人员依照本发明进行的更改，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

按重量份数将增强纤维铜纤维52、粘合剂树脂4、摩擦性能调节剂摩擦粉23称量好后，一次性投入到混料机中，混料时间在15 min，制备好压塑料；

将重量100g纤维材料和粘合剂构成的底层材料称好后平铺在模具上，然后再将称好重量的摩擦材料组合物放置铺到底层材料上面，压制温度为135℃，压力为12.0MPa，采用单缸压制，压制时间15s，排气时间10 s，共排气5次，在电热鼓风干燥箱或其他烘干设备中进行后续热处理，热处理温度为200℃，从室温上升此温度区间时间为4h，然后在200℃存放10h后，产品在密闭的烘干设备中自然降温到室温。

通过对摩擦材料组合物试验，100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃六个温度点的平均摩擦系数为0.40，磨损率总和为0.63×10^-7 cm³/N.m，热传导性为82℃，粘接强度为6.8MPa，达到某企业的技术标准和国家GB5763-2008标准的要求。

一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物，其质量组分：

制备方法如下：

⑴混料：将增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂、硫化物、填料按重量称量好后，一次性投入到混料机中，混料时间在15 min，制备好压塑料；

⑵热压：将称好重量100g的底层材料平铺模具上，然后再将称好重量的摩擦材料组合物放置铺到底层材料上面，压制温度为135℃，压力为12.0MPa，采用单缸压制，压制时间15s，排气时间10 s，共排气5次，

⑶热固化：在适当的烘干设备进行后续热处理，热处理在200，从室温下温度上升此温度区间4h，然后在200℃存放10h后，产品在密闭的烘干设备中自然降温到室温。

通过对摩擦材料组合物试验，100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃六个温度点的平均摩擦系数为0.40，磨损率总和为0.63×10^-7 cm³/N.m，热传导性为82℃，粘接强度为6.8MPa，达到某企业的技术标准和国家GB5763-2008标准的要求。

实施例2

一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法，含有增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂，其质量组分：

制备方法同实施例1。

通过对摩擦材料组合物试验，100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃六个温度点的平均摩擦系数为0.42，磨损率总和为0.72×10^-7cm³/N.m，热传导性为85℃，粘接强度为7.2MPa，达到某企业的技术标准和国家GB5763-2008标准的要求。

实施例3

一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物及制备方法，含有增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂，其质量组分：

制备方法同实施例1。

通过对摩擦材料组合物试验，100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃六个温度点的平均摩擦系数为0.42，磨损率总和为0.72×10^-7cm³/N.m，热传导性为85℃，粘接强度为7.2MPa，达到某企业的技术标准和国家GB5763-2008标准的要求。

这种摩擦材料组合物经过材料试验、表1的台架试验，试验结果证明完全满足整车制动器使用要求，具有很高社会效益和经济效益。

Claims (7)

1.一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于按重量份由如下原材料组成：增强纤维20－52、粘合剂4－16、摩擦性能调节剂23－86。

2.根据权利要求1中所述的一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于所述的增强纤维是铜纤维、钢纤维、Kevlar纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、矿物纤维、碳纤维、木纤维、胶原纤维、麻纤维、玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维的一种或几种。

3.根据权利要求1中所述的一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于所述的摩擦性能调节剂是腰果油摩擦粉、沉淀硫酸钡、人造石墨、石油焦炭、硫化物、铬铁矿粉、三氧化二铝、二硫化钼、云母、轮胎粉重晶石的一种或几种。

4.根据权利要求1中所述的一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于所述的硫化物为硫化铁、硫化锡、硫化锑、硫化锌、硫化镁、硫化亚铁、硫化锰，硫化铜、硫化钡的一种或几种。

5.根据权利要求1中所述的一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于所述的粘接剂是酚醛树脂、腰果壳油改性树脂、三聚氰胺改性树脂、硼改性树脂、丁晴橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶的一种或几种。

6.根据权利要求1中所述的一种具有越野性空气盘用摩擦材料混合物，其特征在于所述的硫化物在摩擦材料混合物起到决定性作用，减小由于高温引起的热衰退、稳定制动力矩的作用，提高产品使用寿命和噪声。

7.一种具有越野性盘式摩擦块用摩擦材料组合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

⑴混料：将增强纤维、粘合剂、摩擦性能调节剂按重量称量好后，一次性投入到混料机中，混料时间在10 min -20min之间，制备好压塑料；

⑵热压：将称好重量由纤维材料及粘合剂构成的底层材料平铺模具上，然后再将称好重量的摩擦材料组合物放置铺到底层上面，压制温度为130℃-150℃，压力为10-15MPa，采用单缸压制，压制时间15s-20s，排气时间10 s -15 s共排气5次，

⑶热固化：在适当的烘干设备进行后续热处理，热处理在180℃-250℃，从室温下温度上升此温度区间3h-5h，然后在200℃±5℃存放6h-10h后，产品在密闭的烘干设备中自然降温到室温。