CN108473848B - 包含硅酸钙的湿式摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

一种用于离合器盘的摩擦材料，其包括：多个纤维；和填充材料，其包含基于填充材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多100％的硅酸钙颗粒。一种用于离合器的填充材料，其包括：多个纤维；填充材料，其包含基于摩擦材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多40％的硅酸钙颗粒；该硅酸钙颗粒的特征在于至少40m2/g的比表面积和至多60μm的平均颗粒尺寸；和粘合剂。在示例方面中，硅酸钙颗粒的特征在于球形结构。在另一示例方面，硅酸钙颗粒的特征在于大约105m2/g的比表面积和大约10μm的平均颗粒尺寸。

Description

包含硅酸钙的湿式摩擦材料
技术领域
本公开总体涉及用于离合器盘的湿式摩擦材料，具体而言，涉及具有较高摩擦系数的湿式摩擦材料。
背景技术
通过引用并入本文的6121168号美国专利描述了一种作为湿式纸基摩擦材料中的摩擦改进剂的多孔的、圆柱形颗粒形式的硅藻土。US6586373号美国专利描述了一种包含填充剂的湿式摩擦材料，该填充剂包含盘形硅藻土和具有8至9.5的高莫氏硬度的另一种填充材料，比如氮化硅、氧化铝、硅酸铝等。2014/0087982号美国专利描述了油料中的润滑添加剂的微囊。
发明内容
示例方面广泛地包括用于离合器盘的摩擦材料，该摩擦材料包括：多个纤维；和填充材料，其包含基于填充材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多100％的硅酸钙颗粒。在示例方面中，该填充材料包含基于填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多60％的硅酸钙颗粒。在示例方面中，该填充材料包含基于填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多30％的硅酸钙颗粒。在示例方面中，该填充材料包含基于填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多10％的硅酸钙颗粒。在示例方面中，硅酸钙颗粒中的至少大部分的特征在于球形结构。在示例方面中，硅酸钙颗粒还包括核。在示例方面中，该核包含大孔隙。在示例方面中，该核包含摩擦改进剂。在示例方面中，摩擦改进剂与自动变速器流体相容。在示例方面中，硅酸钙颗粒的特征在于大约95％的孔隙率和至少35μm且至多85μm的平均颗粒尺寸。在示例方面中，硅酸钙颗粒为
Figure BDA0001706579640000011
在示例方面中，硅酸钙颗粒具有按BET法测量至少40m2/g的比表面积。在另一示例方面中，硅酸钙颗粒具有按BET法测量至少100m2/g的比表面积。在示例方面中，硅酸钙颗粒具有按BET法测量大约105m2/g的比表面积和大约10μm的平均颗粒尺寸。在示例方面中，硅酸钙颗粒具有按重量计算至多190％的吸油量。在示例方面中，硅酸钙颗粒为
Figure BDA0001706579640000021
Figure BDA0001706579640000022
其他示例方面广泛地包括用于离合器的填充材料，该填充材料包括：多个纤维；填充材料，其包含基于摩擦材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多40％的硅酸钙颗粒；该硅酸钙颗粒的特征在于至少40m2/g的比表面积和至多60μm的平均颗粒尺寸；和粘合剂。在示例方面中，硅酸钙颗粒的特征还在于球形结构，并且吸油量为按重量计算至多300％。在示例方面中，硅酸钙颗粒的特征还在于大约105m2/g的比表面积、大约10μm的平均颗粒尺寸和按重量计算至多190％的吸油量。
其他示例方面广泛包括扭矩转换器，其包括：离合器；板；设置在离合器与板之间的如以上所描述的摩擦材料。
附图说明
现在将在本发明的以下详细描述连同所附附图中更加充分地说明本发明的操作的性质和方式，在附图中：
图1图示根据示例方面的、包含硅酸钙的摩擦材料的示意剖视图；
图2图示根据示例方面的球形多孔颗粒的示意半剖切视图；
图3图示具有根据示例方面的摩擦材料的扭矩转换器的剖视图；以及
图4为绘示对于根据示例方面的包含硅酸钙的摩擦材料(图4A)和对于已知的摩擦材料(图4B)，相应的摩擦系数与速度的曲线图。
具体实施方式
在开始时，应当领会，在不同附图中出现的相同的附图标记代表相同的或功能上相似的结构元件。此外，应当理解，本发明不仅限于本文所描述的具体实施例、方法理论、材料和修改，而且其当然可以变化。还应当理解，本文所使用的术语仅仅是为了描述具体方面的目的，而并非意图限定本发明的范围，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。
除非另外限定，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。尽管可以在实践或测试本发明时使用任何类似于或等同于本文描述的那些方法、装置或材料，但是现在描述以下示例性的方法、装置和材料。
参照图1-4来进行以下描述。
本领域中已知的湿式摩擦材料例如用于离合器。在示例方面中，用于离合器的摩擦材料包括多个纤维和包含硅酸钙的填充材料。图1为包含硅酸钙的摩擦材料100的示意剖视图。在示例方面中，硅酸钙由球形的和/或合成的颗粒组成。在示例方面中，硅酸钙的特征在于以下特性中的至少一项：高比表面积、高孔隙率、小平均颗粒尺寸、中空性(或含有核)、低吸油量或其任意组合。在示例方面中，硅酸钙颗粒可用来承载、可访问、吸引或封装摩擦改进剂。摩擦改进剂为例如自动变速器流体(ATF)中的添加剂。在示例方面中，倘若维持与金属离合器(即钢板)以及与离合器或扭矩转换器的ATF的相容性，则本领域中已知的用于润滑的许多摩擦改进剂是合适的。摩擦改进剂通过摩擦改进剂粘合于离合器金属表面的极性头部和来自分子尾部的排斥力来与金属表面相互作用，例如帮助金属表面分离。
摩擦材料100可以用在本领域已知的任何离合器板106上。在示例性实施例中，摩擦材料牢固地固定到板106。摩擦材料100包含纤维材料102和填充材料104，填充材料104包含硅酸钙。摩擦材料100还包含粘合剂B，比如酚醛树脂、乳胶、硅烷或其混合物。纤维材料102可以为本领域中已知的任何有机或无机纤维，例如包括但不限于，纤维素纤维、棉纤维、聚芳基酰胺纤维、碳纤维或其任意组合。
在示例方面中，填充材料104包含至少多个硅酸钙颗粒。在另一示例方面中，填充材料104还包含除硅酸钙之外的至少一种含硅材料。可以使用本领域中已知的任何含硅材料。在示例性实施例中，含硅材料包括但不限于：
Figure BDA0001706579640000031
硅藻土或二氧化硅。二氧化硅也称为硅土或SiO2。通常硅藻土为无定形的。
已知硅酸钙通常作为通过使氧化钙与二氧化硅以各种比率反应而获得的一组化合物中的一种，例如3CaO·SiO2、Ca3SiO5；2CaO·SiO2、Ca2SiO4；3CaO·2SiO2、Ca3Si2O7和CaO·SiO2、CaSiO3。硅酸钙为衍生自石灰岩和硅藻土的自由流动的白色粉末，并且也称为正硅酸钙。硅酸钙可以自然衍生或者可以通过特定特征和性能来合成制造。
期望硅酸钙的比如高表面积、高孔隙率、小颗粒尺寸、中空性或其组合等等性能。在不受理论约束的情况下，相信硅酸钙提供与ATF相容的摩擦改进剂的改进和增加的相互作用，同时还提供更好的性能，即提供摩擦系数在高速下以及在范围广泛的压强和温度水平下的正斜率。而且，一些硅酸钙颗粒的低吸附性能可以增加湿式摩擦纸的耐久性和性能。在不受理论约束的情况下，相信具有低吸附性能的高表面积颗粒允许ATF容易地流动通过填充剂，因而均匀地分布润滑剂以改善性能。
本发明中可用的硅酸钙颗粒例如包括填充剂A和填充剂B，其性能在以下表1中示出。对照示例填充剂C为硅藻土。
表1
Figure BDA0001706579640000041
硅酸钙可以从各种来源和供应商获得。填充剂A包含非限制性的示例：可以从荷兰鲁尔蒙德的
Figure BDA0001706579640000042
Intelligent Fibres获得的
Figure BDA0001706579640000043
填充剂B包含非限制性的示例：可以从加利福尼亚隆波克Celite公司获得的
Figure BDA0001706579640000051
根据产品资料，
Figure BDA0001706579640000052
Figure BDA0001706579640000053
可以含有高达6％的结晶二氧化硅，该结晶二氧化硅包含少于2％的石英和/或少于4％的方晶石。
填充剂A通常的特征为球形硅酸钙，该球形硅酸钙为在自生压强下水热合成的合成水合硅酸钙。这种材料由于钙离子的存在而呈现出一些碱性，并且在水中的按重量计算4％分散中，pH值达到大约10的数值。填充剂A有时也称为硬硅钙石，其在相对湿度大约50％的环境空气中在两种不同温度——即650℃和750℃下分别煅烧24小时。具有51m2/g的BET表面积和0.35ml/g的(小于100纳米的)孔隙体积的原始硬硅钙石在煅烧时转化为结晶相。在650℃下煅烧之后，硅酸钙保留其对应于硬硅钙石的结晶度，BET表面积为47.4m2/g，并且孔隙体积(小于100纳米)为0.30ml/g。在750℃下煅烧之后，硬硅钙石通过失去一个水分子转化为硅灰石(具有结晶相CaSi03)，从而使得载体碱性减小。而且，由于在750℃下煅烧，载体的孔隙体积减小至大约0.09ml/g(对于小于100纳米的孔隙尺寸)，并且BET表面积相应地减少至38m2/g。布鲁诺、埃麦特和泰勒(BET)理论指的是多层吸附，并且通常采用非腐蚀性气体(像氮气、氩气、二氧化碳等)作为被吸附物来确定表面积数据。粉末的比表面积由气体在固体表面上的气体的物理吸附并通过计算与该表面上的单分子层对应的被吸附气体量来确定。物理吸附由被吸附气体分子与测试粉末的吸附表面积之间的相对弱的力(范德华力)导致。通常在液态氮的温度下来进行这种确定。被吸附气体量可以通过体积或连续流过程来测量。填充剂A具有大于40m2/g的比表面积。
Figure BDA0001706579640000054
经由结晶化和受控晶体生长工艺来合成，其中，颗粒形成有球形的多孔结构。这些颗粒的孔隙率非常高，大约为95％。这些球形的多孔颗粒的平均颗粒尺寸为至少35μm到至多85μm；在示例方面中，平均颗粒尺寸为大约60μm。在示例方面中，可以使用特定的球形多孔结构，其中，
Figure BDA0001706579640000055
包含位于外侧或颗粒壳体处的微型孔隙和位于内侧的大型孔隙。换言之，颗粒包含内部大型孔隙，使得该颗粒表现为中空的球形颗粒。在示例方面中，中空的球形颗粒可以用作至少一个摩擦改进剂的载体，其中，该颗粒可以承载有能够与ATF相容的液体和/或固体摩擦改进剂，并且该摩擦改进剂封装在大型孔隙中。球形的中空硅酸钙颗粒可以用作示例方面中的摩擦改进剂载体。
填充剂B通常的特征为先前称为吸附剂助滤剂的合成水合硅酸钙，合成水合硅酸钙具有从多种多样的液体系统(包括动植物油脂、溶剂、有机化学品和增塑剂)中去除各种有机和无机酸的能力。填充剂B具有大约105m2/g的BET比表面积。在不受理论约束的情况下，相信高比表面积和细颗粒尺寸允许与摩擦改进剂的更多表面相互作用，摩擦改进剂例如存在于AFT中。填充剂B的平均颗粒尺寸为大约10μm。按重量计算小于10％的填充剂B颗粒被325滤网保留。换言之，按重量计算至少90％的填充剂B颗粒具有小于44μm的等效球直径。
对照示例填充剂C为硅藻土，例如
Figure BDA0001706579640000061
其具有1.1μm的中等颗粒尺寸、120的吸油量和30m2/g的比表面积。
Figure BDA0001706579640000062
230的结晶二氧化硅含量按重量计算小于0.1％。
在不受理论约束的情况下，相信具有高比表面积、小平均颗粒尺寸和/或高孔隙体积的硅酸钙有助于增加与ATF的表面活性摩擦改进剂的相互作用。可替代地或者另外地，相信中空和/或球形的硅酸钙颗粒为车辆提供(如果期望的话)与相容于ATF的摩擦改进剂的相互作用、承载和/或封装。对于用于离合器应用的湿式摩擦材料，可以使用本领域已知的任何摩擦改进剂。(一种或多种)摩擦改进剂通常作为添加剂包的一部分而包含于ATF配方中。在示例方面中，(一种或多种)摩擦改进剂对于ATF以量小于添加剂包的总量而存在，即按体积计算大约3％至20％。在另一示例方面中，(一种或多种)摩擦改进剂对于ATF以量小于添加剂包的总量而存在，即按体积计算大约6％至12％。
一般的摩擦改进剂包含脂肪胺、脂肪酰胺、脂肪酯、固体石蜡、氧化蜡、磷酸脂、硫化脂、长链烷基胺、长链烷基亚磷酸酯、长链烷基磷酸酯、硼化长链极或本领域已知的其他物质。在示例方面中，摩擦改进剂包括大致笔直的亲油尾端部分，其包含10至24个碳(10-24C)以及活性极头部基团部分。在另一示例方面中，尾部部分包含18至24个碳(18-24C)。头部部分通过表面吸附在摩擦表面上形成层。摩擦改进剂必须为相容的，这意味着摩擦改进剂不仅对摩擦材料而且对离合器板(通常由钢制成)不会进行腐蚀或引起降解。在示例方面中可用的摩擦改进剂的非限制性示例为硬脂酸。优选地，可以在示例方面中使用与ATF相容的至少一种摩擦改进剂。
在示例方面中，硅酸钙为摩擦材料中的组分。在示例方面中，硅酸钙包括摩擦材料中0.1％至100％的填充剂。在示例方面中，硅酸钙作为填充剂的至少一种组分包含在摩擦材料中，以便改进与ATF中的摩擦改进剂的相互作用。
硅酸钙为按照以下量的摩擦材料中的组分。在示例方面中，填充剂104包含基于填充剂的总重量的按重量计算至多100％的硅酸钙。在示例方面中，填充材料104为基于填充材料104的总重量的按重量计算0.1％至100％之间的硅酸钙。在另一示例方面中，摩擦材料100为基于摩擦材料100的总重量的按重量计算0.1％至40％之间的硅酸钙。在示例方面中，包括富二氧化硅材料的填充材料(比如硅藻土填充剂)至少部分地被硅酸钙替代而作为摩擦材料的填充材料，其范围为基于填充材料的总重量的按重量计算大约0.1％至大约100％。
在一个示例方面中硅酸钙的合适量为基于填充材料的总重量的按重量计算至少0.1％到至多100％，在一个示例方面中为至少1％到至多80％，在另一示例方面中为至少5％到至多60％，在另一示例方面中为至少5％到至多45％，并且在另一示例方面中为至少5％到至多30％，并且在另一示例方面中为至少5％到至多15％，并且在又一示例方面中为至少5％到至多10％。
在示例方面中，摩擦材料100包含基于摩擦材料的总重量的按重量计算至多40％的硅酸钙。其中，用于摩擦材料的示例配方包含按重量计算近似或加减5％的按重量计算等量的纤维、填充剂和树脂成分，摩擦材料中的硅酸钙含量为基于摩擦材料的总重量的按重量计算大约0.1％到大约40％的范围中。在一个示例方面中硅酸钙的合适量为基于摩擦材料的总重量的按重量计算至少0.1％到至多40％，在一个示例方面中为至少1％到至多30％，在另一示例方面中为至少2％到至多20％，在另一示例方面中为至少2％到至多17％，在另一示例方面中为至少2％到至多15％，并且在又一示例方面中为至少2％到至多10％。
以下详细说明示例配方，其中，惯例上用作填充剂的硅藻土填充剂的至少一部分被硅酸钙添加物取代。在本文的示例方面中，作为表1中填充剂A的非限制性的硅酸钙示例用作示例1中摩擦材料的填充剂中的组成材料。在本文的示例方面中，作为表1中填充剂B的非限制性的硅酸钙示例用作示例2中的摩擦材料的填充剂中的组成材料。对照示例3包含如表1的填充剂C中的硅藻土。
示例1：摩擦材料包含10％的填充剂A
Figure BDA0001706579640000081
硅酸钙、35％的硅藻土、55％的纤维(40％的纤维素纤维、10％的聚芳基酰胺纤维、5％的碳纤维)和乳胶粘合剂。百分比按重量计算。换言之，示例2的填充材料包含基于填充剂的总重量的按重量计算大约22％的硅酸钙；或者基于包含粘合剂的摩擦材料的总重量的按重量计算大约7％的硅酸钙。
示例2：摩擦材料包含10％的填充剂B
Figure BDA0001706579640000082
硅酸钙、35％的硅藻土、55％的纤维(40％的纤维素纤维、10％的聚芳基酰胺纤维、5％的碳纤维)和乳胶粘合剂。百分比按重量计算。换言之，示例3的填充材料包含基于填充剂的总重量的按重量计算大约22％的硅酸钙；或者基于包含粘合剂的摩擦材料的总重量的按重量计算大约7％的硅酸钙。
示例3：摩擦材料包含45％的填充剂、55％的纤维和乳胶粘合剂。百分比按重量计算。填充剂为100％的本领域中已知的硅藻土或填充剂C
Figure BDA0001706579640000083
在示例方面中，硅酸钙通过比如使用溶剂或熔融的方法而预装载有摩擦改进剂。这对于具有球形多孔结构的硅酸钙颗粒是尤其有用的。在示例方面中，球形的多孔硅酸钙颗粒形成有开放的内部结构，该内部结构由被紧密结合的晶体的外部壳体所围绕的针状物构建。这些球形的多孔硅酸钙颗粒的特征在于位于壳体外表面的微型孔隙和位于内表面或核的大型孔隙。换言之，具有球形多孔结构的硅酸钙颗粒包括包含大型孔隙的核，其中，该大型孔隙为至少1μm到至多10μm。在示例方面中，大型孔隙为大约5μm。其中，ATF通常定制为包含与除了用于离合器或扭矩转换器的摩擦材料部分之外的区域相容的添加剂包轮廓，例如，可替地，球形的多孔颗粒可以预装载或封装有选自以下组的摩擦改进剂：脂肪胺、脂肪酸、脂肪酰胺、脂肪酸酯、固体石蜡、氧化蜡、磷酸脂、硫化脂、长链烷基胺、长链烷基亚磷酸脂、长链烷基磷酸酯、硼化长链极或其任意组合。在示例方面中，与ATF相容的至少一种摩擦改进剂预装载或封装在包含球形多孔硅酸钙颗粒的大型孔隙的核之内。在示例方面中，摩擦改进剂封装在球形的多孔硅酸钙颗粒内部。在第一示例方面中，与ATF相容的摩擦改进剂溶解在丙酮中以形成溶液。然后将球形的多孔硅酸钙颗粒在该溶液中搅拌24小时，并且随后将该溶液倒出。然后将封装的硅酸钙颗粒用作本领域已知的包含纤维的纸制造工艺中的填充材料。有利地，具有填充有摩擦改进剂的核的填充颗粒随机分布在摩擦材料中。如通过球形多孔颗粒150剖面的图2中示意性示出的，球形硅酸钙颗粒150承载摩擦改进剂152，摩擦改性剂152具有在球形颗粒150的外直径处对齐的极性头部154和尾部156。在应用或使用期间，随着油流动通过这些填充颗粒，摩擦改进剂解吸并移动到摩擦材料表面，其在摩擦材料的表面处提供期望的摩擦特性。在第二示例方面中，硅酸钙颗粒与熔化的摩擦改进剂混合，因而消除了对溶剂的需要。
图3为包含图1中示出的摩擦材料100的示例性扭矩转换器200的部分剖视图。扭矩转换器200包含壳体202、连接到壳体的叶轮204、与叶轮204流体连通的涡轮206、定子208、配置为不可转动地连接到变速器的输入轴(未示出)的输出毂210、扭矩转换器离合器212以及减振器214。离合器212包含摩擦材料100和活塞216。如本领域中已知的，活塞216能够移位，以使摩擦材料100与活塞216及壳体202接合来将扭矩通过摩擦材料100和活塞216从壳体202传递到输出毂210。流体218用来操作离合器212。
虽然在图3中示出扭矩转换器200的具体示例配置，但应当理解，摩擦材料100在扭矩转换器中的使用不限于如图3中所配置的扭矩转换器。也就是说，材料100可用于本领域中已知的任何扭矩转换器配置中使用摩擦材料的任何离合器装置。
图4A为绘示对于按以上示例1和2中配方制造的摩擦材料100相应的摩擦系数与速度的曲线图。图4B为绘示对于如示例3中的没有硅酸钙添加物的已知摩擦材料的摩擦系数与速度的曲线图。曲线图x方向上的速度为摩擦材料相对于摩擦材料所接触的板的速度。例如，该速度为摩擦材料与板之间的滑动速度。曲线302和304是针对于按以上示例1中配方制造的材料100，其中，填充材料在1940kPa和2960kPa下分别包含相对于填充材料的总重量的按重量计算22％的硅酸钙填充剂A。曲线306和308是针对于按以上示例2中配方制造的材料100，其中，填充材料分别在1940kPa和2960kPa下包含相对于填充材料的总重量的按重量计算22％的硅酸钙填充剂B。曲线310和312分别针对于在1940kPa和2960kPa下的以上示例3中包含纤维和硅藻土填充剂的已知摩擦材料。所有曲线都针对于在90℃下采集的数据。如以上所提及的，期望具有低静摩擦系数并使得用于离合器的摩擦材料的动摩擦系数最大化。
有利地，图4A中的材料100相较于图4B中所示的已知摩擦材料增加了用于离合器的静摩擦系数。例如，材料100在曲线302中所示的0.014m/s下具有0.123的静态系数，而已知材料的曲线310中所示的同样在0.014m/s下的静态系数更小，为大约0.120。在示例方面中，材料100具有至少0.120的静态系数。
关于动摩擦系数，有利地，图4A中曲线的摩擦系数从0.056m/s持续增加到1.646m/s。相比之下，曲线310和312的摩擦系数在0.056m/s至1.646m/s之间变平或减小。例如，对于摩擦材料100，曲线302、304、306和308的摩擦系数分别从0.145增加到0.149、从0.145增加到0.146、从0.140增加到0.142和从0.137增加到0.139。曲线310和312所代表的没有硅酸钙添加物的已知摩擦材料具有在0.056m/s至1.646m/s之间变平或减小的摩擦系数，分别从0.140至0.138和从0.138至0.138。
当然，在不脱离所要求的本发明的精神或范围的情况下，对本发明的以上示例的变化和修改对本领域普通技术人员应当是显而易见的。虽然通过参照具体的优选和/或示例性实施例来描述本发明，但清楚的是，可以在不脱离所要求的本发明的范围或精神的情况下进行改变。

Claims (10)

1.一种用于离合器盘的摩擦材料，所述摩擦材料包括：
多个纤维；和
填充材料，其包含基于所述填充材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多100％的硅酸钙颗粒；其中，所述硅酸钙颗粒包括核，摩擦改进剂预装载在所述核内。
2.一种用于离合器的摩擦材料，其包括：
多个纤维；
填充材料，其包含基于所述摩擦材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多40％的硅酸钙颗粒；所述硅酸钙颗粒的特征在于至少40m2/g的比表面积和至多60μm的平均颗粒尺寸，其中，所述硅酸钙颗粒包括核，摩擦改进剂预装载在所述核内；和
粘合剂。
3.一种扭矩转换器，其包括：
离合器；
板；
摩擦材料，其设置在所述离合器与所述板之间，所述摩擦材料包括：
多个纤维；
填充材料，其包含基于所述摩擦材料的总重量的按重量计算至少0.1％且至多40％的硅酸钙颗粒；所述硅酸钙颗粒的特征在于至少40m2/g的比表面积和至多60μm的平均颗粒尺寸，其中，所述硅酸钙颗粒包括核，摩擦改进剂预装载在所述核内；和
粘合剂。
4.根据权利要求1或2所述的摩擦材料或根据权利要求3所述的扭矩转换器，其中，所述填充材料包含基于所述填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多60％的所述硅酸钙颗粒。
5.根据权利要求4所述的摩擦材料或扭矩转换器，其中，所述填充材料包含基于所述填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多30％的所述硅酸钙颗粒。
6.根据权利要求5所述的摩擦材料或扭矩转换器，其中，所述填充材料包含基于所述填充材料的总重量的按重量计算至少5％且至多10％的所述硅酸钙颗粒。
7.根据权利要求1或2所述的摩擦材料或根据权利要求3所述的扭矩转换器，其中，所述硅酸钙颗粒中的特征在于球形结构，其中，所述硅酸钙颗粒还包括包含大孔隙的核。
8.根据权利要求7所述的摩擦材料或扭矩转换器，其中，所述核包含与自动变速器流体相容的摩擦改进剂。
9.根据权利要求7所述的摩擦材料或扭矩转换器，其中，所述硅酸钙颗粒的特征在于，大约95％的孔隙率、至少35μm且至多85μm的平均颗粒尺寸和按BET法测量的至少40m2/g的比表面积。
10.根据权利要求1或2所述的摩擦材料或根据权利要求3所述的扭矩转换器，其中，所述硅酸钙颗粒的特征在于，大约10μm的平均颗粒尺寸、按BET法测量的大约105m2/g的比表面积和按重量计算至多190％的吸油量。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200124126A1 (en) * 2018-10-22 2020-04-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wet friction material with coated filler particles
US11940028B2 (en) * 2019-03-25 2024-03-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Flexible wet friction materials including silanes

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994506A (en) * 1989-08-31 1991-02-19 Redco N.V. Brake linings
US5104972A (en) * 1990-11-23 1992-04-14 Shell Oil Company Removal of hydrogenation catalyst from polymer solutions by contact with silicates
US6524681B1 (en) * 1997-04-08 2003-02-25 3M Innovative Properties Company Patterned surface friction materials, clutch plate members and methods of making and using same
US6586373B2 (en) * 2000-11-02 2003-07-01 Nsk-Warner Kabushiki Kaisha Wet friction material
CN102816409A (zh) * 2012-08-24 2012-12-12 金洁 一种离合器用摩擦材料
CN105086935A (zh) * 2014-05-12 2015-11-25 Itt制造企业有限责任公司 摩擦材料

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56107053A (en) * 1980-01-30 1981-08-25 Akebono Brake Ind Abrasive material
JPH01112038A (ja) * 1987-10-27 1989-04-28 Toyota Motor Corp 湿式摩擦材
JPH0723737B2 (ja) * 1988-02-23 1995-03-15 トヨタ自動車株式会社 ディスクブレーキパッド
JPH02146327A (ja) 1988-11-29 1990-06-05 Akebono Brake Res & Dev Center Ltd 摩擦材
JPH055091A (ja) 1991-02-08 1993-01-14 Akebono Brake Res & Dev Center Ltd 摩擦材
JPH04314779A (ja) * 1991-04-15 1992-11-05 Ask:Kk 非石綿系摩擦材料
JPH04318092A (ja) * 1991-04-16 1992-11-09 Aisin Chem Co Ltd 摩擦材
JPH05247445A (ja) * 1992-03-03 1993-09-24 Nisshinbo Ind Inc 非石綿系摩擦材
US5709827A (en) * 1992-08-11 1998-01-20 E. Khashoggi Industries Methods for manufacturing articles having a starch-bound cellular matrix
US5383963A (en) * 1993-02-22 1995-01-24 Kubota Corporation Composite fibers of potassium hexatitanate and titanium dioxide
DE19817611B4 (de) * 1998-04-21 2005-04-21 Schott Ag Reibbelag für Drehmomentübertragungseinrichtungen
JP3526753B2 (ja) 1998-07-13 2004-05-17 株式会社ダイナックス 摩擦特性と被圧縮疲労強度を両立させた湿式ペーパー摩擦材
US6379446B1 (en) * 2000-04-03 2002-04-30 E. Khashoggi Industries, Llc. Methods for dispersing fibers within aqueous compositions
JP2002161265A (ja) * 2000-11-28 2002-06-04 Ube Material Industries Ltd ゾノトライト粉末及び摩擦材料組成物
JP4558982B2 (ja) * 2001-06-18 2010-10-06 宇部マテリアルズ株式会社 ゾノトライト粉末、及び摩擦材料製造用組成物
JP4041705B2 (ja) * 2002-07-19 2008-01-30 日産自動車株式会社 自動車内装成形品
JP2004138121A (ja) 2002-10-16 2004-05-13 Nsk Warner Kk 湿式摩擦材
JP2008291108A (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Advics:Kk 摩擦材
US8172051B2 (en) 2008-10-03 2012-05-08 Federal-Mogul Products, Inc. Friction material for brakes
US8863917B2 (en) 2008-10-03 2014-10-21 Federal-Mogul Products, Inc. Friction material for brakes
EP2385975B1 (en) 2009-01-09 2017-12-13 Borgwarner Inc. Friction material including a plurality of binder particles with friction modifying particles bound thereto
JP5540395B2 (ja) * 2009-06-12 2014-07-02 曙ブレーキ工業株式会社 摩擦材
CN102971550B (zh) 2010-04-20 2016-05-11 联合莫古尔摩擦制品有限公司 用于制动衬片的无铜摩擦材料
CN102259876A (zh) 2010-05-28 2011-11-30 延增国 一种硅酸钙摩擦材料的制备方法
CN102796270B (zh) 2012-08-24 2015-03-11 朱育盼 一种离合器用摩擦材料的制备方法
US20140087982A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Microencapsulation of lubricant additives
ITMI20130998A1 (it) 2013-06-17 2014-12-18 Freni Brembo Spa Materiale di attrito per pastiglie frenanti e relative pastiglie frenanti
AT516209A1 (de) * 2014-08-22 2016-03-15 Miba Frictec Gmbh Reibbaugruppe
AT516208A1 (de) * 2014-08-22 2016-03-15 Miba Frictec Gmbh Reibbaugruppe
CN104845583A (zh) * 2015-03-31 2015-08-19 杭州桑拉科技有限公司 一种工业气动离合制动器用摩阻材料及其制备方法
EP3085985B1 (en) * 2015-04-21 2021-06-09 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Composition for friction material
US9771994B2 (en) * 2015-11-06 2017-09-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wet friction materials including cristobalite as filler material
JP2019504141A (ja) * 2015-12-04 2019-02-14 シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ シランを含有する可撓性湿式摩擦材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994506A (en) * 1989-08-31 1991-02-19 Redco N.V. Brake linings
US5104972A (en) * 1990-11-23 1992-04-14 Shell Oil Company Removal of hydrogenation catalyst from polymer solutions by contact with silicates
US6524681B1 (en) * 1997-04-08 2003-02-25 3M Innovative Properties Company Patterned surface friction materials, clutch plate members and methods of making and using same
US6586373B2 (en) * 2000-11-02 2003-07-01 Nsk-Warner Kabushiki Kaisha Wet friction material
CN102816409A (zh) * 2012-08-24 2012-12-12 金洁 一种离合器用摩擦材料
CN105086935A (zh) * 2014-05-12 2015-11-25 Itt制造企业有限责任公司 摩擦材料

Also Published As

Publication number Publication date
US20170204953A1 (en) 2017-07-20
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