CN104854213B - 摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是提供一种摩擦材料，其既不含任何铜组分也不含金属纤维，并且具有稳定的摩擦性质和出色的耐磨性且不太倾向于侵蚀匹配材料。本发明涉及既不含金属纤维也不含铜组分的摩擦材料。该摩擦材料包含10～35体积％的具有多个凸部形状的钛酸钾，3～10体积％的莫氏硬度为7以上的研磨材料，以及10～30体积％的弹性体改性的酚醛树脂。

Description

摩擦材料
技术领域
本发明涉及一种摩擦材料。更具体来说，本发明涉及一种在机动车辆、轨道车辆、工业机器等的制动器垫或制动器衬片、离合器等中使用的摩擦材料。
背景技术
在制动器例如盘式制动器和鼓式制动器或离合器等中使用的摩擦材料，从起始原料例如具有强化功能的纤维基材、具有摩擦功能并用于调节纤维基材的摩擦性能的摩擦改进剂以及将这些成分整合在一起的粘合剂来形成。
由于最近向着提高车辆的性能和速度的趋势，制动器的作用变得越来越重要，并且制动器必须具有足够高的摩擦系数(有效性)。此外，在高速下制动后，摩擦材料加热至高温，并因此进入与在低温和低速下制动时不同的摩擦状态。期望得到随着温度变化摩擦系数变化很小的稳定的摩擦性质。
目前已知，将适量金属纤维掺入到普通摩擦材料中，能够有效提高摩擦材料的强度、稳定其摩擦系数、在高温下维持摩擦系数、提高散热效率、改进耐磨性等。在专利文献1中公开了一种在将注意力引向金属纤维的这种用途时生产的摩擦材料，所述摩擦材料含有5～10质量％的钢纤维、5～10质量％的平均纤维长度为2～3mm的铜纤维和2～5质量％的粒径为5～75μm的锌粉。
根据专利文献1，所述摩擦材料由于包含了在给定范围内的量的铜纤维，因此可以在低温下具有改进的摩擦系数，并且可以在高速下制动期间抑制高温下摩擦系数的降低。这些效应被认为由下述机制产生。在摩擦材料与匹配材料(盘形转子)之间的摩擦期间，由于摩擦材料中包含的金属的铺展性，在匹配材料的表面上形成粘附性涂层膜，并且该涂层膜起到保护膜的作用。这种涂层膜被认为极大有助于摩擦系数的低温稳定化和高摩擦系数的高温持留性。
同时，存在着来自于盘形转子或制动器垫的摩擦材料中包含的金属组分的磨损碎屑刺入摩擦材料中，并在那里聚集成大金属块并残留在制动器垫与盘形转子之间的情况。存在着由此通过聚集形成的金属块引起对盘形转子的异常磨损的情况(专利文献2)。
目前，摩擦材料中包含的大多数金属组分是金属纤维，主要包括钢纤维和铜纤维。存在着这样的可能性，即纤维的大量包含可能引起对盘形转子的异常磨损。
此外，由于摩擦材料中包含的铜组分在制动后作为磨损碎屑排放，因此其对自然环境的影响已被指出。因此，专利文献3公开了一种抑制摩擦材料中的铜组分消散的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2010-77341
专利文献2：JP-A-2007-218395
专利文献3：JP-A-2010-285558
发明概述
本发明待解决的问题
如上所述，出于降低匹配材料(盘形转子)的异常磨损和达到降低环境负担的目的，已调查了各种不同的摩擦材料，包括既不含铜纤维也不含任何金属组分的摩擦材料，以及其中金属组分的消散被抑制的摩擦材料。然而，对于既不含铜纤维也不含任何金属组分的摩擦材料来说，获得与含有铜组分的常规摩擦材料等同的摩擦性质和耐磨性是困难的，并且在摩擦材料的性能方面存在改进空间。
因此，本发明的目的是提供一种摩擦材料，其既不含任何铜组分也不含金属纤维，并且具有稳定的摩擦性质和出色的耐磨性且不太倾向于侵蚀匹配材料。
解决所述问题的手段
本发明人发现，通过以给定量组合使用莫氏硬度为7以上的研磨材料、具有多个凸部形状的钛酸钾和弹性体改性的酚醛树脂，在既不含金属纤维也不含任何铜组分的摩擦材料的情况下出现的问题，即在高负荷和高速下摩擦系数降低、对匹配材料的侵蚀增加和低温下摩擦系数的不稳定性，得到克服，并同时平衡了这些性质。由此完成了本发明。在本说明书中，表述“不含任何铜组分”意味着铜纤维、铜粉、含铜合金(黄铜、青铜等)和含铜化合物，均不作为摩擦材料的起始原料掺入。
也就是说，消除了上述问题的本发明包括下列构成。
(1)一种摩擦材料，该摩擦材料既不含金属纤维也不含铜组分，该摩擦材料包含10～35体积％的具有多个凸部形状的钛酸钾，3～10体积％的莫氏硬度为7以上的研磨材料，以及10～30体积％的弹性体改性的酚醛树脂。
(2)上述(1)的摩擦材料，其中，所述莫氏硬度为7以上的研磨材料是选自由稳定化氧化锆、硅酸锆和氧化铝所组成的组中的至少一种。
(3)上述(1)或(2)的摩擦材料，其中，所述弹性体改性的酚醛树脂是丙烯酸橡胶改性的酚醛树脂和硅酮橡胶改性的酚醛树脂中的至少一种。
本发明的效果
因此，根据本发明，通过使用具有特定形状的钛酸钾、弹性体改性的树脂和莫氏硬度不低于给定值的研磨材料，能够获得既不含金属纤维也不含任何铜组分的摩擦材料，并且尽管如此，所述摩擦材料具有稳定的摩擦性质和出色的耐磨性，并且不太倾向于侵蚀匹配材料。
具体实施方式
本发明的研磨材料是既不含金属纤维也不含任何铜组分的摩擦材料，并且其特征在于包含10～35体积％的具有多个凸部形状的钛酸钾、3～10体积％的莫氏硬度为7以上的研磨材料以及10～30体积％的弹性体改性的酚醛树脂.。
优选地，本发明的摩擦材料应该含有常用的纤维基材，例如有机纤维或无机纤维，以及填充剂，例如有机填充剂或无机填充剂。填充剂与研磨材料一起用作摩擦改进剂。还优选地，摩擦材料应该含有粘合剂，例如热固性树脂，其根据需要整合那些组分。本发明的摩擦材料在下面详细描述。在本文中“重量％”具有与“质量％”相同的意义。
[摩擦改进剂]
本发明的摩擦材料含有填充剂和研磨材料作为摩擦改进剂。填充剂包括以摩擦材料计10～35体积％的量的具有多个凸部形状的钛酸钾，其是一种无机填充剂，并且可以包括其他无机填充剂和有机填充剂。研磨材料包括3～10体积％的量的莫氏硬度为7以上的研磨材料，并且可以包括其他研磨材料。
这些成分在下面详细解释。
(具有多个凸部形状的钛酸钾)
本发明的摩擦材料含有具有多个凸部形状的钛酸钾。这意味着本发明中的钛酸钾颗粒具有带有多个突出部的三维形状。
表述“具有多个凸部形状”意味着钛酸钾颗粒投影在平坦表面上的图像可以具有至少不同于普通多边形、圆形、椭圆形等的在两个以上方向上具有突出部的形状。那些突出部是对应于使用电子显微镜获取的照片(投影图像)的从叠置于其上的多边形、圆形、椭圆形等(基本图形)突出的部分。本发明的钛酸化合物的具体三维形状的实例包括回力镖形、十字形、变形虫形、各种动物或植物的部分(例如手、角、叶等)或其整体形状，或所述部分或整体形状的类似物，以及金平糖形状。本文中的术语变形虫形意味着具有多个在不规则方向上延伸的突出部的形状。
具体来说，由于本发明中使用的钛酸钾的多个凸部形状，作为粘合剂的树脂被机械粘合到本发明的钛酸钾，并且作为结果，本发明的钛酸钾易于在结构上固持在包括纤维基材和粉状或颗粒状摩擦改进剂的基质中。因此认为，尽管既不含金属纤维也不含任何铜组分，但由于本发明的钛酸钾与莫氏硬度为7以上的研磨材料和弹性体改性的酚醛树脂相组合使用在其中，因此这种摩擦材料在高速高负载条件下保持高摩擦系数并显示出耐磨性。
在将本发明的钛酸钾用作摩擦材料的成分的情形中，优选地，所述钛酸钾应该是六钛酸钾(K2O·6TiO2)或八钛酸钾(K2O·8TiO2)，因为这些钛酸盐不太易于释放碱金属离子，所述碱金属离子是构成摩擦材料的基质的树脂(粘合剂)劣化的原因。
本发明的具有多个凸部形状的钛酸钾的平均粒径优选为1～50μm，更优选为5～20μm。本文中的平均粒径可以使用例如激光衍射型粒径分布分析仪来测定。
本发明的具有多个凸部形状的钛酸钾是已知的无机摩擦改进剂，并且能够通过例如在国际公开WO 2008/123046中描述的方法来获得。例如，将用于构成常规形状的钛酸钾的元素的氧化物、盐等使用Henschel混合机混合在一起，然后利用振动磨机混合并同时将成分机械化学粉碎，从而获得具有高反应性的混合物，并将这种混合物燃烧。由此，能够生产本发明的具有特定形状的钛酸钾。
优选地，本发明的具有多个突出部的钛酸钾，应该以整个摩擦材料计10～35体积％的量被包含，并且其含量更优选为10～20体积％。通过将其下限设定在10体积％以上，能够充分获得本发明的效果。通过将其上限设定在35体积％以下，不仅能够提供制动器垫所要求的基质强度，而且能够获得足够的压缩变形量，并且能够获得令人满意的振动性质。
(莫氏硬度为7以上的研磨材料)
莫氏硬度为7以上的研磨材料被用于本发明的摩擦材料中。从由于其莫氏硬度而获得高速高负载制动所需的高摩擦系数的观点来看，莫氏硬度为7以上的研磨材料的使用是优选的。
莫氏硬度为7以上的研磨材料的实例包括氧化铝、二氧化硅、碳化硅、莫来石、稳定化氧化锆和硅酸锆。研磨材料起到研磨匹配材料以提高摩擦系数的作用。
从使用其以获得高速高负载制动所需的高摩擦系数的观点来看，在那些研磨材料中，优选的是将选自由稳定化氧化锆、硅酸锆和氧化铝所组成的组中的至少一个成员用作研磨材料。使用稳定化氧化锆和/或硅酸锆是更加优选的。那些研磨材料可以单独或组合其两种以上使用。
特别优选地，应该包含热稳定的稳定化立方氧化锆，以便获得高速高负载制动所需的高摩擦系数。
在本发明中使用的稳定化氧化锆，通过例如向作为天然氧化锆的斜锆石中以百分之几的量添加例如氧化钙(CaO)、氧化钇(Y2O3)或氧化镁(MgO)的稳定剂，并对所述混合物进行电熔/稳定化处理来制备。通过这种处理，将单斜氧化锆转变成立方氧化锆。由此，氧化锆不经历相转变并且变得热稳定。
对其稳定化程度，即氧化锆晶体中立方晶体的比例，没有限制，这是因为稳定化程度不影响初始摩擦系数的稳定化。然而，已知在稳定化程度低于50％的部分稳定化氧化锆的情况下，作为匹配材料的盘形转子因此显示出大大增加的磨损量。也就是说，取决于匹配材料的硬度，这样的氧化锆导致匹配材料显示出增加的磨损量。因此，可取的是氧化锆具有50％以上的稳定化程度。然而，在匹配材料的磨损量不是太大的情况下，稳定化程度可以低于50％。
顺带来说，获得仅由在立方晶系中的稳定剂的固溶体构成的100％稳定化氧化锆所必需的稳定剂的添加量，如下例所述。下面的添加量是基于天然氧化锆。
氧化钙(CaO)：4～8质量％
氧化钇(Y2O3)：6～10质量％
氧化镁(MgO)：4～8质量％
在本发明中，优选地，应该包含以摩擦材料计的3～10体积％的量的莫氏硬度为7以上的研磨材料，并且其含量更优选为3～6体积％。只要其含量在这个范围内，就可以提高在高速高负荷制动期间的摩擦系数，并且可以减少对匹配材料的侵蚀。
在本发明中，优选地，莫氏硬度为7以上的研磨材料应该具有3～20μm的平均粒径。只要其平均粒径在这个范围内，就可以提高在高速高负荷制动期间的摩擦系数，并且可以减少对匹配材料的侵蚀。顺带来说，本发明中的平均粒径根据通过激光衍射粒径分布方法测定的50％粒径来表示。
(其他摩擦改进剂)
作为在本发明中使用的其他摩擦改进剂，可以使用常用的有机填充剂和无机填充剂。莫氏硬度小于7的研磨材料也可以使用。
有机填充剂的实例包括：包括丙烯腈/丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯橡胶(BR)的各种橡胶、橡胶粉尘、有机粉尘例如腰果粉尘和聚四氟乙烯(PTFE)。
无机填充剂的实例包括例如铝、锡和锌的金属粉末、蛭石、云母、氢氧化钙、硫酸钡、碳酸钙、天然石墨、片状石墨、弹性石墨、膨胀石墨、硫化锡、板状、片状或粉状钛酸钾、钛酸锂钾和钛酸镁钾。然而，应该指出，本发明的具有多个凸部形状的钛酸钾不包括在该钛酸钾中。
莫氏硬度小于7的研磨材料的实例，包括氧化镁、氧化铁和铬铁矿。
那些其他摩擦改进剂可以单独或组合两种以上使用，并且以粉状或颗粒状形式使用。其粒径等根据使用摩擦改进剂的情况适合地选择。
在本发明中，包含本发明的具有多个凸部形状的钛酸钾和莫氏硬度为7以上的研磨材料两者的摩擦改进剂，以整个摩擦材料计，以通常30～80体积％、优选地60～80体积％的量使用。
[纤维基材]
有机或无机纤维基材均可用于本发明中。然而，从对自然环境的伤害较小和对匹配材料的侵蚀的观点来看，优选地，摩擦材料应该既不含金属纤维例如铜纤维，也不含任何铜组分。
有机纤维的实例包括芳香族聚酰胺(芳纶)纤维、纤维素纤维和聚丙烯酸纤维。
无机纤维的实例包括钛酸钾纤维、生物可溶性无机纤维、玻璃纤维、碳纤维和岩棉。
这些纤维基材的每种可以单独使用，或者其两种以上可以组合使用。
在本发明中，在无机纤维材料中，优选地使用生物可溶性无机纤维作为纤维基材。本发明中的生物可溶性无机纤维，是以所述纤维即使在已进入人体时，也在短时间内分解并从身体排出为特征的无机纤维。术语“生物可溶性无机纤维”意味着具有其中碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总含量(钠、钾、钙、镁和钡的氧化物的总含量)为18质量％以上的化学组成，并满足下列条件的无机纤维：在通过呼吸的短期生物持久性试验中，20μm和更短的纤维具有10天以下的质量半衰期；或者在通过气管内注入的短期生物持久性试验中，20μm和更长的纤维具有40天以下的质量半衰期；或者在腹膜内试验中没有过度致癌性的迹象；或者在长期呼吸试验中，纤维既不显示或引起相关的致病性，也不显示或引起肿瘤形成(EU指令97/69/EC，Note Q(免于致癌性的分类))。
这样的生物可溶性无机纤维优选地是具有包含选自SiO2、MgO和SrO的至少一个成员的化学组成的生物可溶性无机纤维。其具体实例包括生物可溶性陶瓷纤维例如SiO2-CaO-MgO纤维和SiO2-MgO-SrO纤维，以及生物可溶性岩棉例如SiO2-CaO-MgO-Al2O3纤维。
优选地，从纤维具有与氧化铝-二氧化硅纤维等同的出色耐热性并且还具有出色的生物可溶性和耐水性的观点来看，在本发明中使用的陶瓷纤维应该是作为生物可溶性陶瓷纤维的SiO2-MgO-SrO纤维。这些生物可溶性无机纤维通过将用于无机纤维的原材料成形成纤维来生产，例如，通过常用的熔体纺丝方法。
作为生物可溶性岩棉或生物可溶性陶瓷纤维，例如SiO2-CaO-MgO纤维、SiO2-CaO-MgO-Al2O3纤维和SiO2-MgO-SrO纤维，可以使用商业化产品例如RB220-Roxul 1000(由Lapinus N.V.制造)、Fine Flex E Bulk Fiber T(由Nichias Corp.制造)和BIOSTAR BulkFiber(由ITM Co.,Ltd.制造)。
优选地，生物可溶性无机纤维应该具有0.1～10μm的纤维直径和1～1,000μm的纤维长度。更优选地，无机纤维具有0.2～6μm的纤维直径和10～850μm的纤维长度。只要其纤维直径和纤维长度在那些范围之内，就可以有效地表现出本发明的效果。
可以在本发明中使用的生物可溶性无机纤维一般含有在生产期间未被成形成纤维而保留下来的微粒(颗粒物质)。优选地，这些微粒的含量应该为以纤维基材计的0.1～70质量％。在微粒含量超过所述范围的上限的情况下，对盘形转子的侵蚀增强。同时，在微粒含量低于所述范围的下限的情况下，不能预期清洁盘形转子的效果。也可以在生产期间将生物可溶性无机纤维与微粒分离开，并在使用前将两者以任何所需比例掺混。
对生物可溶性无机纤维没有特别限制，只要纤维满足上面示出的定义即可。生物可溶性无机纤维可以是其表面已经历用硅烷偶联试剂等的表面处理的生物可溶性无机纤维。
在本发明中，纤维基材的使用量以整个摩擦材料计通常为2～35体积％，优选为5～28体积％。
[粘合剂]
(弹性体改性的酚醛树脂)
本发明的摩擦材料含有弹性体改性的酚醛树脂。用于改性酚醛树脂的弹性体可以是为酚醛树脂提供可塑性的任何弹性体，并且其实例包括交联的天然橡胶和合成橡胶。
优选地，使用丙烯酸橡胶、硅酮橡胶等作为用于改性酚醛树脂的弹性体。可以单独使用一种弹性体改性的酚醛树脂，或者可以组合使用两种以上弹性体改性的酚醛树脂。
优选地，本发明的弹性体改性的酚醛树脂的含量以整个摩擦材料计应该为10～30体积％，并且其含量更优选为10～20体积％。只要其含量在10～30体积％的量之内，即使在不存在源自于金属组分的粘附性涂层膜的情况下，也可以获得稳定化的低温摩擦系数。
可用于本发明的粘合剂的实例，除了弹性体改性的酚醛树脂之外，还包括热固性树脂例如酚醛树脂(包括直线型(straight)酚醛树脂和各种改性的酚醛树脂)、密胺树脂、环氧树脂和聚酰亚胺树脂。各种改性的酚醛树脂包括烃类树脂改性的酚醛树脂、环氧化物改性的酚醛树脂等。
在本发明中，包含弹性体改性的酚醛树脂的粘合剂的使用量以整个摩擦材料计，通常为10～30体积％，优选为14～20体积％。
[摩擦材料的生产]
本发明的摩擦材料可以通过将上面示出的成分混合，对混合物进行预成形，然后按照普通生产过程进行处理例如热成形、加热和碾磨，来生产。
装备有摩擦材料的制动器垫可以通过下列步骤(1)至(4)来生产。
(1)使用金属板材冲压机，将钢板(压板)成形成给定形状的步骤。
(2)对成形成给定形状的钢板进行脱脂处理、化学处理和底漆处理，并向其施加胶粘剂的步骤。
(3)将已经历上述步骤(1)和(2)的压板与用于摩擦材料的预成形坯在给定温度和压力下在热成形步骤中热成形，以将两个元件彼此整体粘合的步骤。
(4)在其后进行后固化，并最后对得到的产物进行精加工例如磨光、表面燃烧和涂层的步骤。
实施例
下面将参考实施例对本发明进行详细解释。然而，本发明不应被解释为限于下面的实施例。
<实施例1至11和比较例1至6>
按照表1中示出的每个配方(体积％)，利用混合机将用于摩擦材料的成分均匀混合，由此获得摩擦材料混合物。随后，将摩擦材料混合物在室温和6MPa的压力下预成形，随后在140～170℃的温度加热和30～80MPa的面压力下，进行5分钟的压力成形，然后在150～300℃的温度和980～7,840N的夹紧力下热处理1～4小时。由此获得摩擦材料A至Q。
用作填充剂的钛酸钾是具有多个凸部形状的钛酸钾，并具有10μm的平均粒径(TERRACESS JP，由Otsuka Chemical Co.,Ltd.制造)。
作为有机纤维，使用芳纶纤维。作为无机纤维，使用微粒含量为30质量％的生物可溶性SiO2-MgO-SrO陶瓷纤维(Biostar 600/70，由ITM Co.Ltd.制造)。
在本发明中使用的研磨材料的莫氏硬度值如下：稳定化氧化锆和硅酸锆的莫氏硬度为7；氧化铝的莫氏硬度为9；在比较例6(摩擦材料Q)中使用的氧化铁(Fe3O4)的莫氏硬度为6。
用于评估获得的摩擦材料A至Q的方法如下所示。
(1)摩擦性质
摩擦性质评估按照JASO C406(通用性能试验)来进行。进行低温有效性试验(试验条件：制动的初始速度，50km/h；制动减速度，2.94m/s2；制动前的制动器温度，50℃)以评估低温摩擦性质，并且确定摩擦系数μ。此外，进行第二有效性试验(试验条件：制动的初始速度，130km/h；制动减速度，7.35m/s2)以评估高速高负载摩擦性质，并且确定摩擦系数μ。
一般来说，较高的摩擦系数μ的值倾向于是优选的。然而，由于在低温有效性试验中过高的摩擦系数μ的值易于引起制动器噪音，因此优选的值在0.30±10％之内，即0.27～0.33。同时，在第二有效性试验中，摩擦系数μ越高，摩擦材料越优选。然而，将摩擦系数μ和对匹配材料的侵蚀之间的平衡考虑在内，以适合地将摩擦系数调节到所需值。
(2)耐磨性
进行按照JASO C427(在不同温度下的磨耗试验)的评估，以评估在对应于300℃的制动器温度和1,000次的制动操作数量的条件下，制动器垫(摩擦材料)的磨损量。优选的是，指示耐磨性的垫磨损量的值较小。
(3)对匹配材料的侵蚀
进行按照JASO C406:2000(测力计试验方法)的摩擦性质评估，并在其后评估盘形转子(匹配材料)的磨损量。使用的盘形转子是对应于FC200的盘形转子。
上述评估(1)至(3)的结果与每种摩擦材料的配方一起示出在表1中。
Figure BDA0000727726390000151
Figure BDA0000727726390000161
比较例2的摩擦材料M含有铜纤维和直线型酚醛树脂，并且其配方对应于常规通用于NAO(非石棉有机物)摩擦材料的配方。本发明的摩擦材料A至K(实施例1至11)在摩擦性质、耐磨性和对匹配材料的侵蚀每个方面，显示出与摩擦材料M等同的高性能。
与作为参比的摩擦材料M相比金属纤维含量已提高的摩擦材料，显示出增加的垫磨损量以及因此低的耐磨性，并具有增加的对匹配材料的侵蚀的值。此外，这种摩擦材料在低温有效性试验中具有增加的摩擦系数，并具有引起制动器噪音的可能性(比较例1，摩擦材料L)。
同时，与摩擦材料M相反不含金属纤维的摩擦材料N(比较例3)，与含有金属纤维的摩擦材料L和M相比，在低温有效性试验中显示出较大的摩擦系数值。此外，这种摩擦材料仍显示出高的转子磨损量值，其表明对匹配材料的侵蚀。尽管降低在摩擦材料N中使用的研磨材料的量引起耐磨性提高，但在高负载下的有效性低(比较例4，摩擦材料O)。此外，在低温有效性试验中摩擦材料O的摩擦系数仍然高，并且这种摩擦材料具有引起制动器噪音的可能性。
相反，通过将作为粘合剂的直线型酚醛树脂用丙烯酸橡胶改性的酚醛树脂代替，获得了显示出稳定的摩擦性质的摩擦材料A，其中尽管这种摩擦材料既不含任何铜组分也不含金属纤维，但在低温有效性试验中摩擦系数并不过高(实施例1)。
已发现，具有与用作参比的常规摩擦材料M等同的性能的摩擦材料，作为既不含任何铜组分也不含金属纤维的摩擦材料，通过不使用直线型酚醛树脂而是使用弹性体改性的酚醛树脂例如丙烯酸橡胶改性的酚醛树脂或硅酮橡胶改性的酚醛树脂作为粘合剂来获得。然而，即使在只改变粘合剂时，也不可能获得稳定的摩擦性质、出色的耐磨性和减轻的对匹配材料的侵蚀(比较例5，摩擦材料P；以及比较例6，摩擦材料Q)。
实施例1的摩擦材料A与比较例5的摩擦材料P之间的比较显示，使用具有多个凸部形状的钛酸钾代替包含在填充剂中的片状钛酸钾，使之可以获得在摩擦性质和耐磨性方面出色并且对匹配材料的侵蚀降低的摩擦材料。
从实施例1的摩擦材料A与比较例6的摩擦材料Q之间的比较也可以看出，在使用莫氏硬度低于7的研磨材料(氧化铁：Fe3O4)作为唯一研磨材料的情况下，不仅未获得稳定的摩擦性质，而且耐磨性和侵蚀匹配材料的性质也不令人满意。应该理解，使用包含一种以上莫氏硬度为7以上的材料例如稳定化氧化锆、硅酸锆和氧化铝的研磨材料，是必需的。
因此，只要摩擦材料是本发明的既不含金属纤维也不含任何铜组分的摩擦材料，并包含10～35体积％的具有多个凸部形状的钛酸钾、3～10体积％的莫氏硬度为7以上的研磨材料和10～30体积％的弹性体改性的酚醛树脂，就可以获得具有稳定的摩擦性质并且不太易于侵蚀匹配材料的摩擦材料。
尽管已详细地并参考特定实施方式对本发明进行了描述，但对于本领域技术人员来说，显然可以在其中做出各种改变和修改，而不背离其精神和范围。本申请是基于2012年12月21日提交的日本专利申请(申请号2012-280239)，其内容通过参考并入本文。
工业实用性
由于本发明的摩擦材料既不含任何铜组分也不含金属纤维，因此这种摩擦材料对环境施加很小的负担。此外，由于这种摩擦材料以相应的特定量包含具有特定形状的钛酸钾、研磨材料和弹性体改性的酚醛树脂，因此尽管这种摩擦材料既不含任何铜组分也不含金属纤维，但仍具有稳定的摩擦性质、出色的耐磨性和降低的侵蚀匹配材料的倾向，这些性质等同于或优于常规摩擦材料的所述性质。因此，本发明的摩擦材料在用于机动车辆、轨道车辆、工业机器等的制动器垫、制动器衬片、离合器等的应用是特别有用的，并且这种摩擦材料具有极高的技术意义。

Claims (1)

1.一种摩擦材料，该摩擦材料既不含金属纤维也不含铜组分，该摩擦材料包含：
20体积％的具有多个凸部形状的钛酸钾；
莫氏硬度为7以上的研磨材料，该研磨材料包含3体积％的稳定化氧化锆和7体积％的硅酸锆；以及
粘合剂，该粘合剂包含20体积％硅酮橡胶改性的酚醛树脂，
其中，所述摩擦材料包含7体积％的腰果粉尘、23体积％的硫酸钡、2体积％的云母、10体积％的石墨、1体积％的锌、5体积％的芳纶纤维和2体积％的生物可溶性陶瓷纤维。
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