CN117658526A - 环保的摩擦材料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保的摩擦材料组合物。基本不含单质金属、金属合金和三硫化锑的摩擦材料，其中固体润滑剂包含金属硫化物。所公开的摩擦材料组合物被认为比常规组合物更环保。但是，以似乎基本不影响相应制动组件的摩擦性能和噪音行为的方式实现从所公开的组合物中基本消除单质金属、金属合金和三硫化锑。此外，认为至少一些所公开的组合物增加制动组件的使用寿命并减少转子的磨损。更长的制动组件寿命和更低的转子磨损在减少非排气相关的运载工具排放物方面提供额外的益处，这进一步减轻交通排放物的环境影响。
Description
技术领域
各种实例涉及摩擦材料，更具体但不仅限于，涉及用于运载工具，如机动车的制动组件(例如制动片和制动衬片等)的摩擦涂层。
背景技术
轮式运载工具的典型刹车系统(也称为“制动系统”)通过摩擦将移动运载工具的动能转换为热能。这种转换用于使运载工具减速和/或停止。随时间经过并且由于反复刹车事件，制动系统的组件可能磨损。例如，制动转子或制动鼓和制动片由于使用而磨损。已知的是，当磨损达到一定程度时必须更换这些组件。制动片通常磨损得更快，通常每更换一次转子/鼓需要更换两次或三次制动片。制动片的主要部件是结构背板和接触转子的摩擦材料。
制动片磨损可将摩擦材料释放到环境中，并可导致非发动机排气的、与交通相关的排放物，特别是在具有高交通密度和制动频率的区域内。因此，一些政府和管理机构已经引入与制动片组合物相关的法规。例如，美国的州级立法，如华盛顿州SB 6557或加利福尼亚州SB 346基本禁止在制动系统组件中使用某些化学品。
发明内容
本文尤其公开了基本不含单质金属、金属合金和三硫化锑的摩擦材料的各个方面、特征和实施方案，其中固体润滑剂包含金属硫化物。三硫化锑是通常用作常规组合物中的固体润滑剂的一类准金属硫化物。所公开的摩擦材料组合物被认为比常规组合物更环保。但是，以似乎基本不影响相应制动组件的摩擦性能和噪音行为的方式实现从所公开的组合物中基本消除单质金属、金属合金和三硫化锑。此外，认为至少一些所公开的组合物增加制动组件的使用寿命并减少转子的磨损。更长的制动组件寿命和更低的转子磨损在减少非排气相关的运载工具排放物方面提供额外的益处，这进一步减轻交通排放物的环境影响。
一个实例提供摩擦材料，其包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料。所述摩擦材料基本不含单质金属和金属合金。
在上述摩擦材料的一些情况下，摩擦材料基本不含选自单质铁、钢、单质锡、单质锌、单质铜、单质铝、单质铅、单质钛、锡合金、锌合金、铜合金、铝合金和镁合金的单质金属和金属合金。
另一个实例提供摩擦材料，其包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料。所述摩擦材料基本不含选自纤维形式、碎屑形式和粉末形式的一种或多种形式的金属和金属合金。
再一个实例提供用于机动车的制动构件，所述制动构件包含摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料。所述摩擦材料基本不含单质金属和金属合金。替代性地或附加地，所述摩擦材料基本不含选自纤维形式、碎屑形式和粉末形式的一种或多种形式的金属和金属合金。
又一个实例提供用于机动车的制动系统。所述制动系统包含转子轮盘和制动构件。所述制动构件包含摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料。所述摩擦材料基本不含单质金属和金属合金。替代性地或附加地，所述摩擦材料基本不含选自纤维形式、碎屑形式和粉末形式的一种或多种形式的金属和金属合金。
附图简述
其它方面、特征、实施方案和益处从作为实例的以下详述和附图中变得更加明显，其中：
图1是图解可用于实践一些示例性实施方案的制动系统的示意图。
图2是图解根据几个非限制性实例的摩擦材料组合物的表。
图3以图表显示根据一些实例按照SAE J2522标准，2.0部分的程序获得的抛光摩擦水平的代表性试验结果。
详述
在下面的描述中，阐述了许多细节，如示例性物质组合物、示例性装置、示例性方法等，以提供对本公开的一个或多个方面的理解。相关领域的普通技术人员将显而易见的是，这些具体细节仅是实例，其无意限制本申请的范围。
本文列举的任何数值范围包括从下限值到上限值的所有值。例如，如果一个范围被表述为1％至50％，所述表述旨在明确列举其较窄的范围，如2％至40％，10％至30％，1％至3％等。这些具体实例仅代表意图涵盖的范围的有限子集，并且在所列举的范围的最低值和最高值之间并包括最低值和最高值的所有可能的数值组合应被视为在本申请中明确指出。
与量结合使用的修饰词“大约”包括指定值并具有由上下文决定的含义(例如其包括至少与特定量的测量相关的误差度)。修饰词“大约”也应被认为公开了由两个端点的绝对值规定的范围。例如，表述“大约2至大约4”也公开了范围“2至4”。术语“大约”可以是指所示数值+或-10％。例如，“大约10％”可以是指9％至11％的范围，且“大约1”可以是指0.9-1.1。“大约”的其它含义可由上下文显而易见，如四舍五入，因此例如“大约1”也可能是指0.5至1.4。
下面更详细描述具体官能团和化学术语的定义。对本公开而言，根据元素周期表，CAS版本，Handbook of Chemistry and Physics，第75版，封面内页确定化学元素，并且一般如其中所述定义具体官能团。另外，本公开依赖于如相关领域公认的有机化学、无机化学和材料科学的一般原理。例如，根据一些这样原理的具体官能部分和反应性描述在OrganicChemistry，Thomas Sorrell，University Science Books，Sausalito，1999；Smith andMarch，March′s Advanced Organic Chemistry，第5版，John Wiley&Sons，Inc.，New York，2001；Larock，Comprehensive Organic Transformations，VCH Publishers，Inc.，NewYork，1989；Carruthers，Some Modern Methods of Organic Synthesis，第3版，CambridgeUniversity Press，Cambridge，1987中；各自的全部内容经此引用并入本文。
在本文中，术语“基本不含”某组分是指所指组合物含有小于该组合物的0.5重量％的该组分。这包括小于0.4重量％、小于0.3重量％、小于0.2重量％、小于0.1重量％、小于0.05重量％和小于0.01重量％。“基本不含”某组分的组合物还包括完全不含该组分的组合物。作为一个非限制性实例，如果某物质不是在组合物的制造过程中有意添加的，而是可能通过污染或由于一种或多种原材料中的相应杂质而以痕量或无法检出的量无意引入，组合物被理解为“基本不含”或“不含”该物质。
图1是图解可用于实践一些示例性实施方案的制动系统100的示意图。制动系统100包含转子轮盘102，其表面104用作摩擦表面。在所示实例中，表面104具有在转子轮盘102的相反侧上的部分。在施加制动时，各表面部分被相应的一个制动片110接触。各制动片110固定附着于各自的结构背板108。背板108可以是实心金属板，且制动片110形式的摩擦材料衬片可以借助铆钉或高温胶粘剂附着于背板108。当制动片110接触表面104时，转子轮盘102的旋转减慢或停止，由此导致固定附接到转子轮盘102上的运载工具轮(图1中未明确显示)的旋转也减慢或停止。摩擦材料是制动构件108/110的一部分，其将运载工具的动能转换成热。有利地，本文公开的(一种或多种)摩擦材料可以承受相对高的温度而没有过度磨损。
在运行中，当驾驶员的脚198踩在制动踏板190上时，推杆180推动并施加压力于主缸170的活塞160。这种压力使得制动液150从主缸170流出到与制动卡钳130相连的制动管路或管道140。制动液150的流动使得液压压力施加到制动卡钳130的活塞(图1中未明确显示)上。当活塞在施加的液压压力下运动时，活塞运动导致结构背板108和制动片110也运动，并进一步导致制动片110压靠转子轮盘102的表面104。制动片110推在转子轮盘102的表面104上的力取决于由驾驶员的脚198施加到制动踏板190的力的大小和持续时间。释放制动踏板190使得所涉部件的返回机构能够将这些部件返回到初始位置，这导致排出的制动液150回到主缸170，由此使制动系统100准备好进行另一个制动动作。
本文公开的至少一些实施方案提供用于制动片110的摩擦材料。在一些实例中，该摩擦材料是无石棉有机(NAO)摩擦复合材料。所公开的摩擦材料组合物往往比常规组合物更环保。例如，至少一些所公开的组合物不含单质金属和金属合金，例如，金属/合金纤维、金属/合金长丝、金属/合金碎块或碎屑、金属/合金粉末或金属/合金粉尘的形式。至少一些所公开的组合物不含金属铜、钢、铝、锌和/或锡。至少一些所公开的组合物不含硫化锑，例如三硫化锑，一种已知的不合意化学品。在环保组合物的背景下并且以不牺牲相应制动片110的摩擦性能和噪音行为的方式实现从所公开的摩擦材料中基本消除各种形式的单质金属、金属合金和三硫化锑。此外，至少一些所公开的组合物倾向于增加相应制动片110的使用寿命并减少转子轮盘102的磨损。更长的制动片寿命和更低的转子磨损在减少非排气相关的运载工具排放物方面提供额外的益处，这进一步减轻总体上的交通相关排放物，特别是制动相关排放物的环境影响。
本文公开的摩擦材料可以使用已知的制造方法成型为制动片(例如110)或衬片。这些方法通常包括混合(如干混)、模制和固化(稳定化)步骤。根据粘合剂(树脂)的反应性、制动片尺寸和其它相关特性，可以使用在150℃至200℃之间的温度下的热模制方法。由所公开的摩擦材料制备的制动片110可以借助例如胶粘剂、铆钉或任何其它常规施加手段施加到背板108上。在一些实施方案中，制动片110围绕金属柄脚(metal tang)和/或另一元件，如摩擦材料磨损指示器形成。
尽管上面参照将摩擦材料设置或涂覆在制动片的背板上描述了制动系统100，但各种实施方案不限于此。更具体地，应该理解的是，根据本公开的摩擦材料可以类似地施加到其它表面。例如，该摩擦材料可以设置在制动盘、制动鼓、离合器片或在使用过程中可能经受磨损或磨耗的其它表面的至少一个区域上。另外，尽管上面已经描述了机动车的制动片，但本文公开的(一种或多种)摩擦材料的各种用途不限于机动车，而是可以应用于例如自行车、摩托车、飞机或具有制动总成或其它磨损表面的运载工具。
根据各种实例，摩擦材料组合物包含粘合剂、固体润滑剂、磨料颗粒、至少一种填料和任选纤维。填料可以是有机填料、无机填料、或有机和无机填料的合适组合。在一些实例中，粘合剂可以是酚类和/或热固性粘合剂。通常，该组合物的成分混合在一起，例如在常规混合器中。该混合物在模具中压制并烘烤以形成适用于制动片110的刚性耐热复合材料。
粘合剂通常构成最终摩擦材料组合物的大约6重量％至15％重量。粘合剂的一种示例性成分是酚醛树脂，其在一些情况下可以单独使用。一些粘合剂制剂可以改性，以除酚醛树脂外还包含硅酮、丙烯酸系树脂、环氧树脂和亚硝酸盐改性剂的一种或多种。在另一些实例中，也可以使用其它合适的粘合剂材料。在一些实例中，粘合剂体系可包含两种不同类型的粘合剂体系的混合物，其中至少一种通常是酚醛型树脂。粘合剂通常提供热固性基质，其在最终摩擦材料组合物中将所有其它成分保持在一起。
纤维通常构成最终摩擦材料组合物的大约0重量％至20％重量。也就是说，摩擦材料组合物的一些实例是无纤维的。可用于摩擦材料组合物的示例性纤维包括一种或多种非金属纤维，如纤维素纤维、芳族聚酰胺纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、丙烯酸系纤维、棉纤维、陶瓷纤维、矿物纤维或矿棉纤维，及其各种组合。在一些实例中，纤维可以以碎屑或粉末的形式混入该混合物中。所用纤维基本不含单质金属和金属合金。纤维通常为相应的摩擦材料提供完整性和结构强度。在一些实例中，可以混合各种纤维和纤维长度以改进摩擦材料的相关特性。由于环境原因，一些纤维制剂可能不含芳族聚酰胺。在本文中，“金属”或“金属合金”是通常硬质、有光泽、可锻、可熔和可延展的固体材料，具有良好导电性和导热性(例如，铁、锡、锌、铜和铝，以及合金，如黄铜和钢)。在本文中，石墨及其各种衍生物不被认为是“金属”或“金属合金”。
固体润滑剂通常构成最终摩擦材料组合物的大约1重量％至10重量％。将固体润滑剂包含在摩擦材料中，以减少制动片和转子轮盘在使用过程中的磨损。在各种实例中，所用的固体润滑剂不含锑。固体润滑剂的一个示例性成分是金属硫化物，其选自：硫化铁(例如FeS、Fe2S3或Fe3S4)、硫化锌(例如ZnS)、硫化铋(例如Bi2S3)、硫化锰(例如MnS、MnS2或Mn2S3)和硫化锡(例如SnS或SnS2)。金属硫化物可选自过渡金属硫化物和/或后过渡金属硫化物。一些所选金属硫化物可以是半导体，例如宽带(＞2eV)半导体。固体润滑剂的一些制剂可以包含两种或更多种不同的非锑硫化物的各种组合，并包含至少一种金属硫化物。
该摩擦材料可包含至少1.0重量％、至少2.0重量％、至少3.0重量％、至少4.0重量％、至少5.0重量％、至少6.0重量％、至少7.0重量％、至少8.0重量％或至少9.0重量％的非锑硫化物。该摩擦材料可包含10.0重量％或以下、9.0重量％或以下、8.0重量％或以下、7.0重量％或以下、6.0重量％或以下、5.0重量％或以下、4.0重量％或以下、3.0重量％或以下、2.0重量％或以下、或1.0重量％或以下的非锑硫化物。该摩擦材料可包含大约1.0重量％至大约8.0重量％、大约1.0重量％至大约6.0重量％、大约1.0重量％至大约5.0重量％、大约1.0重量％至大约4.0重量％、或大约2.0重量％至大约4.0重量％的非锑硫化物。在一些实例中，该摩擦材料包含大约1.0重量％至大约6.0重量％，如大约2.0重量％至大约4.0重量％的非锑硫化物。在一些实例中，该摩擦材料包含大约3.0重量％、大约4.0重量％或大约5.0重量％的非锑硫化物。
磨料通常构成最终摩擦材料组合物的大约2重量％至15重量％。可用于摩擦材料组合物的示例性磨料包括氧化铝、氧化镁、硅酸锆(或锆石粉)、硅石、二氧化硅、碳化硅、莫来石、亚铬酸铁、复合无机硅酸盐如硅酸钙镁、硅酸钙镁锆、硅酸钙镁铝和硅酸镁铝。磨料通常根据它们的莫氏硬度分类。硬磨料，即在莫氏硬度表上具有较高值的磨料，通常以相对低的浓度使用，而柔和磨料，即在莫氏硬度表上具有较低值的磨料，通常以较高浓度使用以实现相同的所需摩擦水平。
该摩擦材料可包含至少4.0重量％、至少6.0重量％、至少8.0重量％、至少10.0重量％、至少12.0重量％或至少14.0重量％的磨料。该摩擦材料可包含15.0重量％或以下、13.0重量％或以下、11.0重量％或以下、9.0重量％或以下、7.0重量％或以下、或5.0重量％或以下的磨料。该摩擦材料可包含大约4.0重量％至大约14.0重量％、大约5.0重量％至大约13.0重量％、或大约6.0重量％至大约12.0重量％的磨料。
摩擦材料中包含的填料和其它成分通常构成最终摩擦材料组合物的剩余部分，例如大约20％至80％。如本文公开的有机填料可包括但不限于三聚氰胺粉尘、聚合腰果壳液(CNSL)粉尘、磨碎橡胶颗粒、纤维素及其各种组合。如本文公开的无机填料可包括但不限于硫酸钡、硅灰石、滑石、钛酸盐、碳酸钙、氟化钙、石灰、煤、石墨、焦炭、活性炭、玻璃气泡和/或玻璃珠(例如，extendospheres)、云母、蛭石及其各种组合。其它成分可用作改性剂以建立特定的性能特征。例如，其它成分可用于为该制剂提供体积、降低成本、提供降噪，并有助于用相对均匀的摩擦传递层涂覆转子轮盘表面104。
图2是图解根据一些实施方案的摩擦材料组合物的几个非限制性实例的表。在所示实例中，粘合剂部分在摩擦材料组合物的8重量％至11重量％的范围内。纤维部分在摩擦材料组合物的5重量％至9重量％的范围内。固体润滑剂部分在摩擦材料组合物的4重量％至7重量％的范围内。磨料部分在摩擦材料组合物的6重量％至12重量％的范围内。填料部分在摩擦材料组合物的65重量％至73重量％的范围内。
如图2中所示，组合物#1包含硫化铋(Bi2S3)，其为后过渡金属硫化物。各组合物##2-4包含各自的过渡金属硫化物。所示实例表明金属硫化物中的金属可以是二价、三价和四价的。如上所述，也可以使用其中具有一价金属的金属硫化物。所有组合物##1-4都不含锑，也不含单质金属和金属合金。例如，组合物##1-4不含单质金属，如单质铁、锡、锌、铜、铅、镁和铝，也不含金属合金，如各种铁合金(例如钢、不锈钢、铸铁、工具钢、合金钢)以及铝、铜、锡、锌和镁的各种合金。
图3以图表显示根据一些实例按照SAE J2522标准，2.0部分获得的抛光摩擦水平的代表性试验结果。更具体地，图3中所示的曲线302绘制本文公开的代表性摩擦材料的估算摩擦系数(μ)。也显示在图3中的曲线304是参考曲线，其绘制含有三硫化锑(Sb2S3)的无铜NAO摩擦材料的估算系数μ。
减轻初始热衰减(initial fade)效应的方法是通过焦烧(scorching)或抛光(burnishing)。抛光是通过在安装之前对摩擦材料施以爆发的机械力和/或热而预调节摩擦材料的至少顶层的方法。预调节也可用于除去摩擦材料表面中的表面不连续，这可以改进例如摩擦材料与转子轮盘(例如102)之间的表面接触，并因此改进性能。如图3中所示，本文公开的摩擦材料实现大约0.40的稳态μ值，其高于含有Sb2S3的对比无铜NAO摩擦材料的稳态μ值。曲线302还表明比曲线304更好的性能一致性(例如，更小的变化)。
旨在评估所公开的摩擦材料的噪音行为的进一步试验揭示，生成的噪音水平类似于含有Sb2S3的对比无铜NAO摩擦材料。此外，至少一些所公开的组合物还倾向于有益地减少制动片的重量损失，减少转子的磨损，和增加制动构件的使用寿命。
根据上文公开的一个示例性实施方案，例如在概述部分中和/或参考图1-3的任一个或一些或全部的任何组合，提供用于制动系统(例如100)的摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料；并且其中所述摩擦材料基本不含单质金属和金属合金。
在上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料基本不含选自单质铁、钢、单质锡、单质锌、单质铜、单质铝、单质铅、单质钛、锡合金、锌合金、铜合金、铝合金和镁合金的单质金属和金属合金。在本文中，黄铜是“铜合金”的一个实例，也是“锌合金”的一个实例。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料进一步包含小于大约20.0重量％的非金属纤维。
根据上文公开的另一个示例性实施方案，例如在概述部分中和/或参考图1-3的任一个或一些或全部的任何组合，提供用于制动系统(例如100)的摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料；并且其中所述摩擦材料基本不含一种或多种形式的金属和金属合金，所述形式包括纤维形式、长丝形式、毛形式(wool form)、碎块形式、碎屑形式、丝形式和粉末形式的一些或全部。
在上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料进一步包含大约0.1重量％至20.0重量％的非金属纤维。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料进一步包含小于大约20.0重量％的非金属纤维。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，非金属纤维选自纤维素纤维、芳族聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、丙烯酸系纤维、棉纤维、陶瓷纤维和矿棉纤维。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，所述一种或多种填料包括无机填料和/或有机填料。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，无机填料选自硫酸钡、硅灰石、滑石、钛酸盐、碳酸钙、氟化钙、石灰、煤、石墨、焦炭、活性炭、玻璃气泡、玻璃珠和蛭石。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，有机填料选自三聚氰胺粉尘、聚合腰果壳液粉尘、磨碎橡胶颗粒和纤维素。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料基本不含任何形式的金属和/或金属合金。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，该摩擦材料基本不含锑。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，金属硫化物包括过渡金属硫化物或后过渡金属硫化物。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，金属硫化物包括一价金属的硫化物、二价金属的硫化物、三价金属的硫化物或四价金属的硫化物。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，金属硫化物选自硫化铁、硫化锌、硫化铋、硫化锰和硫化锡。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，粘合剂包含苯酚-甲醛树脂。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，磨料选自氧化铝、氧化镁、氧化锆、硅酸锆、硅石、二氧化硅、碳化硅、莫来石、云母、亚铬酸铁、硅酸钙镁、硅酸钙锆、硅酸钙镁铝和硅酸镁铝。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，摩擦材料由以下成分组成，总计100重量％：大约4.0重量％至大约7.0重量％的固体润滑剂；大约8.0重量％至11.0重量％的粘合剂；大约6.0重量％至12.0重量％的磨料；大约5.0重量％至9.0重量％的非金属纤维；和大约65.0重量％至73.0重量％的所述一种或多种填料。
在任何上述摩擦材料的一些实施方案中，粘合剂提供热固性基质以将至少固体润滑剂、磨料和所述一种或多种填料保持在一起。
根据上文公开的又一个示例性实施方案，例如在概述部分中和/或参考图1-3的任一个或一些或全部的任何组合，提供用于机动车的制动构件(例如108/110)，所述制动构件包含摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料；并且其中所述摩擦材料基本不含一种或多种形式的单质金属和金属合金，所述形式包括纤维形式、长丝形式、毛形式、碎块形式、碎屑形式和粉末形式的一些或全部。
根据上文公开的又一个示例性实施方案，例如在概述部分中和/或参考图1-3的任一个或一些或全部的任何组合，提供用于机动车的制动系统(例如100)，所述制动系统包含：转子轮盘(例如102)；和制动构件(例如108/110)，其包含摩擦材料，所述摩擦材料包含：大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和一种或多种填料；并且其中所述摩擦材料基本不含一种或多种形式的单质金属和金属合金，所述形式包括纤维形式、长丝形式、毛形式、碎块形式、碎屑形式和粉末形式的一些或全部。
要理解的是，以上描述旨在举例说明而非限制性的。在阅读以上描述时将显而易见除所提供的实例之外的许多实施方式和应用。范围的确定不应该参考以上描述，而是应该参考所附权利要求书，以及这些权利要求有权享有的等同物的完整范围。预计和预期的是，在本文讨论的技术中将会有未来的发展，并且所公开的系统和方法将纳入这些未来的实例中。总之，应该理解的是，本申请能够进行修改和变动。
权利要求书中使用的所有术语旨在被赋予其最广泛的合理解释以及如本文所述的技术领域的技术人员所理解的其普通含义，除非在此作出相反的明确指示。特别地，如“一”、“该”、“所述”等单数冠词的使用应被解读为表示一个或多个所示要素，除非权利要求中明确提出相反的限制。
提供本公开的摘要以便读者迅速确定该技术公开的性质。提交时要理解的是，其并非用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在前面的“详述”中，可以看出，出于精简本公开的目的，将各种特征组合在各种实例中。这种公开方法不应被解释为反映如下意图，即所要求保护的主题包含的特征多于各项权利要求中的明确列举。相反，如以下权利要求所反映，发明主题可能涉及单个公开实例的并非所有特征。因此，将以下权利要求并入“详述”中，其中各项权利要求独立地限定单独要求保护的主题。
尽管本公开包括对示例性实例的参考，但本说明书无意以限制性意义解释。有可能对所描述的方面、特征和实例作出各种修改。
除非另有明确说明，各数值和范围应被解释为近似的，就像词语“大约”或“近似”在该数值或范围之前一样。
Claims (20)
1.用于制动系统的摩擦材料，所述摩擦材料包含：
大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；
大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；
大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和
一种或多种填料；和
其中所述摩擦材料基本不含选自纤维形式、碎屑形式和粉末形式的一种或多种形式的金属和金属合金。
2.权利要求1的摩擦材料，其进一步包含小于大约20.0重量％的非金属纤维。
3.权利要求2的摩擦材料，其中所述非金属纤维选自纤维素纤维、芳族聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、丙烯酸系纤维、棉纤维、陶瓷纤维和矿棉纤维。
4.权利要求1的摩擦材料，其中所述一种或多种填料包括无机填料和/或有机填料。
5.权利要求4的摩擦材料，其中所述无机填料选自硫酸钡、硅灰石、滑石、钛酸盐、碳酸钙、氟化钙、石灰、煤、石墨、焦炭、活性炭、玻璃气泡、玻璃珠和蛭石。
6.权利要求4的摩擦材料，其中所述有机填料选自三聚氰胺粉尘、聚合腰果壳液粉尘、磨碎橡胶颗粒和纤维素。
7.权利要求1的摩擦材料，其中所述摩擦材料基本不含任何形式的金属和/或金属合金。
8.权利要求1的摩擦材料，其中所述摩擦材料基本不含锑。
9.权利要求1的摩擦材料，其中所述金属硫化物包括过渡金属硫化物或后过渡金属硫化物。
10.权利要求1的摩擦材料，其中所述金属硫化物包括一价金属的硫化物、二价金属的硫化物、三价金属的硫化物或四价金属的硫化物。
11.权利要求1的摩擦材料，其中所述金属硫化物选自硫化铁、硫化锌、硫化铋、硫化锰和硫化锡。
12.权利要求1的摩擦材料，其中所述粘合剂包含苯酚-甲醛树脂。
13.权利要求1的摩擦材料，其中所述磨料选自氧化铝、氧化镁、氧化锆、硅酸锆、硅石、二氧化硅、碳化硅、莫来石、云母、亚铬酸铁、硅酸钙镁、硅酸钙锆、硅酸钙镁铝和硅酸镁铝。
14.权利要求1的摩擦材料，其中所述摩擦材料由以下成分组成，总计100重量％：
大约4.0重量％至大约7.0重量％的固体润滑剂；
大约8.0重量％至11.0重量％的粘合剂；
大约6.0重量％至12.0重量％的磨料；
大约5.0重量％至9.0重量％的非金属纤维；和
大约65.0重量％至73.0重量％的所述一种或多种填料。
15.权利要求1的摩擦材料，其中所述粘合剂提供热固性基质以将至少固体润滑剂、磨料和所述一种或多种填料保持在一起。
16.用于机动车的制动构件，所述制动构件包含权利要求1的摩擦材料。
17.用于机动车的制动系统，所述制动系统包含：
转子轮盘；和
制动构件，所述制动构件包含权利要求1的摩擦材料。
18.用于制动系统的摩擦材料，所述摩擦材料包含：
大约1.0重量％至大约10.0重量％的包含金属硫化物的固体润滑剂；
大约6.0重量％至15.0重量％的粘合剂；
大约2.0重量％至15.0重量％的磨料；和
一种或多种填料；和
其中所述摩擦材料基本不含单质金属和金属合金。
19.权利要求18的摩擦材料，其中所述摩擦材料基本不含选自单质铁、钢、单质锡、单质锌、单质铜、单质铝、单质铅、单质钛、锡合金、锌合金、铜合金、铝合金和镁合金的单质金属和金属合金。
20.权利要求18的摩擦材料，其进一步包含小于大约20.0重量％的非金属纤维。
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|---|---|---|---|
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