CN107002792B - 摩擦材料 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种摩擦材料，其为通过将包含粘合材料、有机纤维、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，其连续性地减低低频噪音的产生，效力与耐磨耗性良好。为了解决该课题，在摩擦材料组合物中，不包含劈开性物质，而是含有相对于摩擦材料组合物总量而言8～12重量％的作为粘合材料的酚类热固性树脂，含有相对于摩擦材料组合物总量而言9～18重量％的作为有机摩擦调整材料的腰果壳油摩擦粉、相对于摩擦材料组合物总量而言6～12重量％的作为有机摩擦调整材料的橡胶颗粒，其中，相对于摩擦材料组合物总量而言，腰果壳油摩擦粉与橡胶颗粒合计为18～25重量％，并且含有相对于摩擦材料组合物总量而言4～10重量％的作为无机摩擦调整材料的铝颗粒。

Description

摩擦材料

技术领域

本发明涉及用于轿车鼓式制动器的制动蹄的通过将摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料。

背景技术

以往，人们使用了鼓式制动器作为汽车的制动装置，作为鼓式制动器的摩擦构件，使用了通过在钢铁等金属制的基体构件上贴附摩擦材料而得到的制动蹄。

在鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料被称为制动衬片，其通过将配混了预定量的纤维基材、粘合材料、润滑材料、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、填充材料等的摩擦材料组合物进行成型而制造。

近年来，人们要求刹车具有高的安静性，不仅要求减低在制动时产生的高频噪音，而且要求减低也被称作咕音(groan noise)的低频噪音的产生。

低频噪音是下述那样产生的：由于反复进行制动，因而使得摩擦材料的成分移附于对象材料的滑动面而形成覆膜，由于在该覆膜与摩擦材料之间引起粘滑运动，因而产生100～1000Hz左右的嘈杂音。

为了提供减低了低频噪音的产生的摩擦材料，因而进行了摩擦材料组合物的改良。

引用文献1中记载了一种摩擦材料组合物，其包含金属纤维、有机纤维、无机纤维以及粘合剂，且在全部组合物中含有2～10重量％的石墨以及1～25重量％的容易在层间劈开的板状结构的矿物；并且记载了一种摩擦材料，其特征在于，通过将该组合物混合之后进行加热加压成型，此后焙烧而得到。

根据引用文献1的发明，通过在摩擦材料组合物中添加预定量的石墨、以及云母和/或蛭石等的容易在层间劈开的板状结构的矿物，从而可抑制低频噪音。

引用文献2中记载了一种摩擦材料，其为包含纤维基材、树脂结合剂、云母以及其它的填充剂的摩擦材料，其特征在于，前述云母包含合成氟云母。

根据引用文献2的发明，关于引发粘滑运动的摩擦材料与对象材料的黏着，通过使得填充于摩擦材料中的云母鳞片状地劈开，发生剥离而形成滑性的表面从而抑制并避免。其结果，可减低低频噪音。

为了这样地抑制低频噪音，因而将石墨、云母、蛭石等具有劈开性的物质添加于摩擦材料组合物，这成为本领域的技术性常识。

然而，关于通过添加这些劈开性物质而获得的效果，在盘式制动器的盘式制动器垫中使用的摩擦材料中显著地显现，在鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料方面，倾向于不显现效果，相反地容易产生低频噪音。

可推定出，这是由于在盘式制动器的盘式制动器垫中使用的摩擦材料与在鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料在使用环境上存在有差异。

作为轿车的前轮用的刹车装置，主要采用了盘式制动器，盘式制动器垫的摩擦材料大多是在高温高载荷的严酷环境下应用。因此摩擦材料容易磨耗，摩擦材料的摩擦面保持时常为新的状态。

其结果，可连续性地获得劈开性物质的作用效果，持续低频噪音的抑制效果。

另一方面，作为轿车的后轮用的刹车装置，主要采用了鼓式制动器，施加于制动蹄的摩擦材料的负荷比较小，不易进行摩擦材料的磨耗。在摩擦材料的摩擦面是新的之时劈开性物质存在于摩擦材料的摩擦面，因而可获得低频噪音的抑制效果，但是在维持劈开性物质从摩擦材料的摩擦面消失，并且不进行摩擦材料的磨耗这样的状态时，则无法获得基于劈开性物质而得到的低频噪音抑制效果。

进一步，在变成为劈开性物质从摩擦材料的摩擦面消失了的状态之时使用鼓式制动器，对摩擦材料施加强的剪切力时，则在摩擦材料内部存在的劈开性物质的层间瞬间地发生偏离，容易产生粘滑运动。其结果，容易产生低频噪音。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-239784号公报

专利文献2：日本特开平9-71768号公报

发明内容

发明想要解决的课题

本发明的课题在于提供一种摩擦材料，其为通过将包含粘合材料、纤维基材(有机纤维)、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，所述摩擦材料连续性地减低低频噪音的产生，效力与耐磨耗性良好。

用于解决问题的方案

本发明人等根据上述的机制，发现了如下的事实，以至于完成发明：

将包含粘合材料、有机纤维、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料中，为了连续性地减低低频噪音，意外地发现了，从摩擦材料组合物中去除以往被认为是具有抑制低频噪音的效果的石墨、云母、蛭石等具有劈开性的原料是最有效的；进一步发现了，通过使用含有特定量的作为粘合材料的酚类热固性树脂、特定量的作为有机摩擦调整材料的腰果壳油摩擦粉以及橡胶颗粒、特定量的作为无机摩擦调整材料的一部分的铝颗粒的摩擦材料组合物，从而可提供抑制低频噪音并且效力良好的摩擦材料。

本发明是在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的通过将摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，以以下的技术为基础。

(1)一种摩擦材料，其为通过将包含粘合材料、有机纤维、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，其特征在于，

前述摩擦材料组合物不包含劈开性物质，而是含有相对于摩擦材料组合物总量而言8～12重量％的作为粘合材料的酚类热固性树脂，含有相对于摩擦材料组合物总量而言9～18重量％的作为有机摩擦调整材料的腰果壳油摩擦粉、相对于摩擦材料组合物总量而言6～12重量％的作为有机摩擦调整材料的橡胶颗粒，其中，相对于摩擦材料组合物总量而言，腰果壳油摩擦粉与橡胶颗粒合计为18～25重量％，并且含有相对于摩擦材料组合物总量而言4～10重量％的作为无机摩擦调整材料的铝颗粒。

(2)根据(1)所述的摩擦材料，其中，酚类热固性树脂是直链酚醛清漆酚醛树脂。

(3)根据(1)或者(2)所述的摩擦材料，其中，橡胶颗粒的一部分或者全部为未硫化的NBR颗粒。

发明的效果

本发明可提供一种摩擦材料，其为在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，其连续性地减低低频噪音的产生，效力与耐磨耗性良好。

具体实施方式

在本发明中，关于用作粘合材料的酚类热固性树脂，列举出：直链酚醛清漆酚醛树脂，利用腈橡胶和/或丙烯酸类橡胶等各种弹性体、腰果油和/或硅油等各种油将酚醛树脂进行改性而得到的树脂，将酚醛类与芳烷基醚类与醛类进行反应而获得的芳烷基改性酚醛树脂，将各种弹性体、氟聚合物等分散于酚醛树脂中而得到的热固性树脂等在摩擦材料中通常使用的树脂；它们可单独使用一种或者将两种以上组合而使用。

其中，单独使用直链酚醛清漆酚醛树脂时，则可有效地抑制低频噪音，因而优选。

可推定出这是因为，直链酚醛清漆酚醛树脂的固化物的弹性低于由弹性体进行了改性的酚醛树脂和/或分散有弹性体的酚醛树脂的固化物的弹性，在鼓式制动器的使用时不易产生摩擦材料相对于对象材料的粘滑运动。

关于作为有机摩擦调整材料的腰果壳油摩擦粉，可将如下的腰果壳油摩擦粉单独使用或者组合使用：利用糠醛、甲醛等醛类将腰果壳液或者其聚合物进行固化、粉碎而获得的腰果壳油摩擦粉，或者利用六亚甲基四胺等固化剂将腰果壳液或者其聚合物进行固化、粉碎而得到的腰果壳油摩擦粉。腰果壳油摩擦粉的含量相对于摩擦材料组合物总量而言设为9～18重量％。

另外，关于作为有机摩擦调整材料而言的橡胶颗粒，可使用轮胎胎面橡胶的粉碎粉、腈橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、丙烯酸类橡胶、硅橡胶、丁基橡胶等硫化橡胶粉末或未硫化橡胶粉末。

其中，优选使用未硫化的腈橡胶粉末，通过添加未硫化的NBR颗粒作为橡胶颗粒的一部或者全部，从而提高低频噪音的抑制效力。

橡胶颗粒的含量相对于摩擦材料组合物总量而言设为6～12重量％，且，相对于摩擦材料组合物总量而言，将腰果壳油摩擦粉与橡胶颗粒按合计设为18～25重量％。

在无机摩擦调整材料的一部分中使用铝颗粒。通过添加铝颗粒，从而可在刹车鼓的滑动面形成铝的覆膜，可抑制引起低频噪音的粘滑运动的产生。

关于铝颗粒，优选使用利用粉化法而制造的平均粒径为50～300μm的铝颗粒。

予以说明的是，在本发明中，作为平均粒径，使用了通过激光衍射粒度分布法测定出的50％粒径的数值。

本发明的摩擦材料由摩擦材料组合物形成，该摩擦材料组合物除了包含上述的酚类热固性树脂、腰果壳油摩擦粉、橡胶颗粒、铝颗粒之外，还进一步包含通常在摩擦材料中使用的纤维基材(有机纤维)、无机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料。

作为纤维基材，可使用芳纶纤维、纤维素纤维、聚丙烯腈纤维等通常在摩擦材料中使用的有机纤维。关于有机纤维的含量，为了确保摩擦材料的强度，因而相对于摩擦材料组合物总量而言优选设为5～10重量％。

作为除了上述的铝颗粒以外的无机摩擦调整材料，列举出氧化锆、氧化镁、硅酸锆、氧化硅、α-氧化铝、γ-氧化铝、四氧化三铁等颗粒状无机摩擦调整材料，硅灰石、海泡石、玄武岩纤维、玻璃纤维、生物可溶性人造矿物纤维、岩棉等纤维状无机摩擦调整材料，铜颗粒、黄铜颗粒、青铜颗粒、锌颗粒等金属颗粒或者合金颗粒，它们可单独使用一种或者组合两种以上而使用。

铜颗粒、黄铜颗粒、青铜颗粒等铜成分以磨耗粉的方式释出，因而对自然环境的影响令人担忧，因此优选不将其添加于摩擦材料组合物。

关于无机摩擦调整材料的含量，与上述的铝颗粒一起，相对于摩擦材料组合物总量而言优选设为7～15重量％。

作为pH调整材料，可使用氢氧化钙等通常在摩擦材料中使用的pH调整材料。

pH调整材料的含量相对于摩擦材料组合物总量而言优选设为3～15重量％。

作为上述的粘合材料、有机纤维、有机摩擦调整材料、无机摩擦调整材料、pH调整材料的剩余部分，使用无机填充材料。作为无机填充材料，列举出相对于作为刹车鼓材质的铸铁的磨削性小的重质碳酸钙、硫酸钡、高岭土、木节粘土等无机颗粒，它们可单独使用一种或者将两种以上组合而使用。

本发明的轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料经由如下工序而制造：使用混合机将按预定量配混了的摩擦材料组合物均匀地进行混合的混合工序；将所获得的摩擦材料原料混合物投入于热成型模具，进行加热加压而进行成型的加热加压成型工序；将所获得的成型品进行加热而完结粘合材料的固化反应的热处理工序；形成摩擦面的研磨工序。

根据需要，在加热加压成型工序之前，实施如下的工序：将摩擦材料原料混合物进行造粒的造粒工序；将摩擦材料原料混合物进行混炼的混炼工序；将摩擦材料原料混合物或通过造粒工序获得了的造粒物、通过混炼工序获得了的混炼物投入于预备成型模具，成型出预备成型物的预备成型工序。

实施例

以下示出实施例和比较例，具体说明本发明，但是本发明不受限于下述的实施例。

[实施例1～13、比较例1～13的摩擦材料的制造方法]

利用Loedige混合机将表1、表2中所示的组成的摩擦材料组合物混合5分钟，在预备成型模具内在10MPa下加压20秒而进行了预备成型。将该预备成型物在热成型模具内在成型温度150℃、成型压力40MPa的条件下成型6分钟，然后在180℃进行热处理(后固化)5小时，进行研磨而形成摩擦面，制作出制动衬片(实施例1～13、比较例1～13)。

表1

表2

关于实施例1～13、比较例1～13的制动衬片，对低频噪音、效力、耐磨耗性进行了评价。将评价基准示于表3，将评价结果示于表4、表5。

表3

表4

表5

产业上的可利用性

本发明可提供一种实用价值极高的摩擦材料，其是在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，其能连续性地减低低频噪音的产生，效力与耐磨耗性良好。

Claims (3)

1.一种摩擦材料，其为通过将包含粘合材料、有机纤维、无机摩擦调整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、无机填充材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的在轿车鼓式制动器的制动蹄中使用的摩擦材料，其特征在于，

所述摩擦材料组合物不包含石墨、云母和蛭石，而是含有相对于摩擦材料组合物总量而言8～12重量％的作为粘合材料的酚类热固性树脂，含有相对于摩擦材料组合物总量而言9～18重量％的作为有机摩擦调整材料的腰果壳油摩擦粉、相对于摩擦材料组合物总量而言6～12重量％的作为有机摩擦调整材料的橡胶颗粒，其中，相对于摩擦材料组合物总量而言，腰果壳油摩擦粉与橡胶颗粒合计为18～25重量％，并且含有相对于摩擦材料组合物总量而言4～10重量％的作为无机摩擦调整材料的铝颗粒。

2.根据权利要求1所述的摩擦材料，其特征在于，所述酚类热固性树脂单独包含直链酚醛清漆酚醛树脂。

3.根据权利要求1或2所述的摩擦材料，其特征在于，包含未硫化的NBR颗粒作为所述橡胶颗粒的一部分或者全部。