WO2023204651A1 - 부식 방지 첨가제를 포함하는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

부식 방지 첨가제를 포함하는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2023204651A1
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sodium
corrosion
acid
brake pad
additive
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PCT/KR2023/005424
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김정구
유진석
김용원
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성균관대학교산학협력단
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    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
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Definitions

  • the present invention relates to a brake pad containing an anti-corrosion additive and a method of manufacturing the same. More specifically, during braking of an electric vehicle, the anti-corrosion additive is adsorbed to the brake disc due to friction with the brake disc, thereby preventing the formation of rust on the brake disc. It relates to a brake pad that can be suppressed and a method of manufacturing the same.
  • the braking participation rate of the brake disc is significantly lower than that of an internal combustion engine vehicle, and as a result, sufficient friction is not generated in the brake disc, making it impossible to remove rust on the brake disc.
  • This rust causes problems such as noise and vibration during braking, emerging as a new problem for electric vehicles.
  • brake discs use friction to brake a car, existing surface treatment methods cannot be used to prevent rust. Additionally, since proven brake performance must be provided for safety, it is also impossible to change the brake disc to a material with excellent corrosion resistance.
  • a corrosion inhibitor is added to the brake pad.
  • the corrosion inhibitor of the brake pad is naturally adsorbed to the brake disc due to friction with the brake disc, thereby suppressing the formation of rust.
  • Brake pads with added inhibitors are required.
  • the present invention provides a brake pad and a method of manufacturing the same that can improve the braking performance of an electric vehicle by suppressing rust formation on the brake disc.
  • the brake pad according to the present invention includes a base material including a binder, reinforcing fiber, filler, lubricant, and abrasives, and a corrosion prevention additive for the base material. It may contain 10 to 50 wt%.
  • the binder, the fiber reinforcement, the supplement, the lubricant, and the abrasive are provided in volume ratios of 15%, 10%, 60%, 10%, and 5%, respectively, and the anti-corrosion additive is added to the base material. 10wt% may be added.
  • the bonding material is provided as a phenolic resin
  • the fiber reinforcement is at least one of aramid fiber, steel fiber, mineral fiber, and cellulose fiber.
  • the supplementary material is provided as barite
  • the lubricant is provided as graphite
  • the abrasive material is provided as zircon, silicon carbide, quartz, and magnesium oxide. At least one of them may be provided.
  • the corrosion prevention additives include sodium phosphate monobasic [NaH 2 PO 4 ], sodium phosphate dibasic [Na 2 HPO 4 ], sodium phosphate tribasic [Na 3 PO 4 ], potassium phosphate monobasic [KH 2 PO 4 ], potassium phosphate dibasic [K 2 HPO 4 ], potassium phosphate tribasic [K 3 PO 4 ], calcium phosphate [Ca 3 (PO 4 ) 2 ], dicalcium phosphate [CaHPO 4 ], calcium hydroxyphosphate [Ca 5 ( OH)(PO 4 ) 3 ], lime monophosphate [Ca(H 2 PO 4 ) 2 ], sodium nitrite [NaNO 2 ], potassium nitrite [KNO 2 ], calcium nitrite [Ca(NO 2 ) 2 ], third Sodium borate (trisodium orthoborate) [Na 3 BO 3 ], sodium metaborate [NaBO 2 ], sodium tetrahydroxyborate [NaBH 4 O 4
  • the corrosion prevention additives include Imidazole [C 3 H 4 N 2 ], Pyrazole [C 3 H 4 N 2 ], 1,2.3-Triazole [C 2 H 3 N 3 ], 1,2,4-Triazole [ C 2 H 3 N 3 ], Benzotriazole[C 6 H 5 N 3 ], Tetrazole[CH 2 N 4 ], Pentazole[HN 5 ], Hexamethylenetetramine[C 6 H 12 N 4 ], Ascorbic acid[C 6 H 8 O 6 ], Thiourea[C 3 H 4 N 2 ], Morpholine, Benzylamine, Cyclohexylamine carbonate, Cyclohexylamine benzoate, dicyclohexylamine capryl Dicyclohexylamine caprylate, guanidine chromate, hexamethyleneimine benzoate, hexamethyleneamine nitrobenzoate, dicyclohexylamine benzoate, 6-aminobenzoate Thiazole [6-a
  • the corrosion prevention additive may be selected from tribasic sodium phosphate [Na 3 PO 4 ], sodium nitrite [NaNO 2 ], and sodium molybdate [Na 2 MoO 4 ].
  • the corrosion prevention additive may be added in powder or capsule form.
  • the base material in powder form and the anti-corrosion additive are mixed for 10 to 20 minutes, and in the forming step of the mixture, the mixture is mixed at a pressure of 5 to 50 MPa and a temperature of 150 to 200 ° C.
  • the mixture formed in the molding step may be heat treated at a temperature of 150 to 250° C. for 4 to 10 hours.
  • the binder, the fiber reinforcement, the supplement, the lubricant, and the abrasive are provided in volume ratios of 15%, 10%, 60%, 10%, and 5%, respectively, and the anti-corrosion additive is added to the base material. 10wt% may be added.
  • the bonding material is provided as a phenolic resin
  • the fiber reinforcement is at least one of aramid fiber, steel fiber, mineral fiber, and cellulose fiber.
  • the supplementary material is provided as barite
  • the lubricant is provided as graphite
  • the abrasive material is provided as zircon, silicon carbide, quartz, and magnesium oxide. At least one of them may be provided.
  • the corrosion prevention additive may be selected from tribasic sodium phosphate [Na 3 PO 4 ], sodium nitrite [NaNO 2 ], and sodium molybdate [Na 2 MoO 4 ].
  • the anti-corrosion additive of the brake pad is naturally adsorbed to the brake disc, thereby suppressing the formation of rust on the surface of the brake disc.
  • braking performance can be improved by preventing noise and vibration during braking of an electric vehicle.
  • Figure 1 is a graph showing the amount of mass reduction of brake disc specimens before and after rust removal according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram for explaining the atmospheric corrosion mechanism of a brake disc.
  • Figure 3 is a diagram showing the corrosion prevention efficiency of a brake disc according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the fraction of corrosion products according to surface area according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing surface changes depending on the addition or absence of a corrosion prevention additive according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a graph measuring the amount of mass reduction of the brake disc by adding sodium nitrite as a corrosion textile additive and varying the amount added.
  • Figure 7 is a graph measuring the mass reduction of a brake disc by adding sodium phosphate tribasic as a corrosion-resistant textile additive and varying the amount added.
  • Figure 8 is a graph measuring the mass reduction of the brake disc by adding sodium molybdate as a corrosion-resistant textile additive and varying the amount added.
  • Figure 9 is a flowchart showing a brake pad manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the brake pad according to the present invention includes a base material including a binder, reinforcing fiber, filler, lubricant, and abrasives, and a corrosion prevention additive for the base material. It may contain 10 to 50 wt%.
  • first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. Additionally, in this specification, 'and/or' is used to mean including at least one of the components listed before and after.
  • connection is used to mean both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.
  • the brake pad according to an embodiment of the present invention contains an anti-corrosion additive, and when braking an electric vehicle, the anti-corrosion additive is adsorbed to the brake disc due to friction with the brake disc, thereby suppressing the formation of rust on the brake disc.
  • the brake pad described above includes a base material and an anti-corrosion additive.
  • Base materials are the main materials that make up brake pads and include binders, reinforcing fibers, fillers, lubricants, and abrasives.
  • the binder is a material that makes various materials chemically cohesive, and according to an embodiment, it may be provided as a phenolic resin.
  • Fiber reinforcement is a material that improves the deformation ability and strength of a material by mixing or combining fibers in the material. According to the embodiment, it includes aramid fiber, steel fiber, mineral fiber, and cellulose. At least one of the fibers (cellulose fiber) may be provided.
  • the supplementary material is a material that increases weight, improves physical properties, and improves molding processability, and according to an embodiment, barite may be provided.
  • Lubricating oil is a substance that reduces frictional force generated on the friction surface of a machine or dissipates frictional heat generated on the friction surface. According to an embodiment, graphite may be provided.
  • An abrasive is a material that causes friction with the surface of a material to smooth or polish the surface. According to the embodiment, it is at least one of zircon, silicon carbide, quartz, and magnesium oxide. One may be provided.
  • the binder, fiber reinforcement, supplement, lubricant, and abrasive in the base material may be provided in volume ratios of 15%, 10%, 60%, 10%, and 5%, respectively, as shown in Table 1.
  • Usage Material name vol% binder phenolic resin 15 Fiber reinforcement (reinforcing fiber) Aramid fiber, steel fiber, Mineral fiber, cellulose fiber 10 filler barite 60 lubricant graphite 10 abrasives zircon, silicon carbide, Quartz, magnesium oxide 5
  • Anti-corrosion additives are added to brake pads that rub against the brake disc to prevent corrosion of the brake disc.
  • the corrosion prevention additive may be an anodic corrosion inhibitor that inhibits corrosion by forming a protective film on the surface of the brake disc.
  • Anode corrosion inhibitors include sodium phosphate monobasic [NaH 2 PO 4 ], sodium phosphate dibasic [Na 2 HPO 4 ], sodium phosphate tribasic [Na 3 PO 4 ], potassium phosphate monobasic [KH 2 PO 4 ], and sodium phosphate dibasic [Na 2 HPO 4 ].
  • the corrosion prevention additive may be an amphoteric corrosion inhibitor that inhibits corrosion by adsorbing the functional group to the metal surface.
  • Amphoteric corrosion inhibitors include Imidazole[C 3 H 4 N 2 ], Pyrazole[C 3 H 4 N 2 ], 1,2.3-Triazole[C 2 H 3 N 3 ], 1,2,4-Triazole[C 2 H 3 N 3 ], Benzotriazole [C 6 H 5 N 3 ], Tetrazole [CH 2 N 4 ], Pentazole [HN 5 ], Hexamethylenetetramine [C 6 H 12 N 4 ], Ascorbic acid [C 6 H 8 O 6 ], Thiourea[C 3 H 4 N 2 ], Morpholine, Benzylamine, Cyclohexylamine carbonate, Cyclohexylamine benzoate, Dicyclohexylamine Caprylate caprylate], guanidine chromate, hexamethyleneimine benzoate, hexamethyleneamine nitrobenzoate,
  • 6-aminobenzo-thiazole N-butyl-methyl pyridinium bromide (PP14Br)], polyethyleneimine (PEI)], 4-amino-2,1,3-benzothiazole Azole [4-Amino-2,1,3-benzothiadiazole], Denatonium benzoate, Branched quaternary ammonium surfactant, 4-Nitrophenol, Diallylmethylamine hydrochloride and sulfur dioxide copolymer], diallylamine hydrochloride maleic acid copolymer (410C), epichlorohydrin diallylamine hydrochloride 4 Quaternary amine copolymer [Epichlorogydrinated diallylamine hydrochloride quaternary amine copolymer (880)], Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer (220lCl)], Dodecyltrimethylammoniumbromide (DTAB)], Pyridine, Gelatin, Ascorbic acid[C 6
  • the anti-corrosion additive may be added at 10 wt% to the base material to improve the adsorption rate of the brake disc surface, and the anti-corrosion additive may be added in powder or capsule form.
  • the anti-corrosion additive may have a diameter of OO to OOum.
  • the comparative example is a specimen in which a brake disc was cut to a predetermined size after a friction test between a brake pad and a brake disc to which no anti-corrosion additive was added, and the specimens of the brake disc manufactured through the above-described process were corroded in a certain environment.
  • the brake disc specimens were corroded for 72 hours under atmospheric corrosion conditions (55°C, RT95%) using a constant temperature and humidity chamber.
  • the atmospheric corrosion environment unlike the general corrosion environment, a thin water film is formed on the surface of the specimen, and the diffusion rate of air is fast through the water film, making it easy to supply oxygen, so the corrosion rate progresses much faster than corrosion in a general wet state.
  • the rust generated on the specimen of the brake disc corroded through the above-described process was removed with a hydrochloric acid pickling solution (KS D ISO 8407, C.3.1), and the change in mass before and after rust removal was measured.
  • KS D ISO 8407, C.3.1 hydrochloric acid pickling solution
  • Figure 1 is a graph showing the amount of mass reduction of brake disc specimens before and after rust removal according to an embodiment of the present invention.
  • the mass reduction of the bare disc without the addition of anti-corrosion additives is the greatest, and the brake disc rubbing against the brake pad to which sodium triphosphate, sodium nitrite, and sodium molybdate were added as anti-corrosion additives.
  • the amount of mass reduction was small.
  • the mass reduction of the brake disc that rubbed against the brake pad with sodium phosphate added as a corrosion prevention additive and the brake pad with sodium nitrite added as a corrosion prevention additive was the least.
  • the degree of corrosion of the brake disc varies depending on the addition of the anti-corrosion additive and the type of anti-corrosion additive. It is understood that the friction between the brake pad and the brake disc causes the anti-corrosion additive of the brake pad to be adsorbed to the brake disc, thereby suppressing the formation of rust on the brake disc.
  • Figure 2 is a diagram for explaining the atmospheric corrosion mechanism of a brake disc.
  • the thin water film formed on the surface of the brake disc acts as an electrolyte, and metal is eluted as ions at the portion exposed to the water film where an anode reaction occurs, and hydrogen is eluted at a portion where a cathode reaction occurs. and hydroxide ions are generated.
  • iron (Fe) forms a thin oxide film on the surface as a corrosion product.
  • This oxide film is divided into an inner layer and an outer layer.
  • the inner layer is composed of magnetite [Fe 3 O 4: FeO ⁇ Fe 2 O 3 ]
  • the outer layer is composed of rust [FeOOH]
  • the magnetite is again composed of ferrous oxide ( FeO) and ferric oxide (Fe 2 O 3 ).
  • the pores in the magnetite inner layer of the oxide film are filled with condensed water, and the outer layer rust has cracks that were passages for water to evaporate, and the water in the magnetite pores easily contacts oxygen in the atmosphere along the cracks in the rust.
  • ferrous iron present in the water condensed within the magnetite pores also reacts with oxygen to produce additional magnetite, and the magnetite produced in this way is harder than iron and cannot be easily removed during the braking process, causing noise and vibration during braking. do.
  • the corrosion inhibitor when a corrosion inhibitor (inhibitor) is added, the corrosion inhibitor is first adsorbed to the surface of the brake disc.
  • the adsorbed anti-corrosion additive forms a protective film on the metal film, and the protective film inhibits the anodic and cathodic reactions between the metal and the electrolyte, thereby suppressing the corrosion reaction.
  • the formation of magnetite is suppressed and braking performance is improved.
  • Figure 3 is a diagram showing the corrosion prevention efficiency (inhibition efficiency) of a brake disc according to an embodiment of the present invention.
  • the corrosion prevention efficiency (inhibition efficiency) can be confirmed using Equation 1 as the amount of mass reduction according to the anti-corrosion additive added to the brake pad.
  • the corrosion prevention efficiency is approximately 55 to 95%, which confirms that all corrosion prevention effects are effective.
  • the corrosion prevention efficiency of tribasic sodium phosphate and sodium nitrite was the highest at over 90%, while hexamethylenetetramine was the lowest at about 55%.
  • Figure 4 is a diagram showing the corrosion coverage of corrosion products according to the surface area according to an embodiment of the present invention.
  • the efficiency of corrosion products generated on the surface of the brake disc according to the anti-corrosion additive added to the brake pad can be confirmed by the corrosion product fraction (corrosion coverage) using Equation 2.
  • the fraction of corrosion products shows a corrosion prevention effect of about 55 to 95% as shown in Figure 3.
  • the corrosion prevention effect of tribasic sodium phosphate and sodium nitrite was the highest at over 90%, while hexamethylenetetramine was the lowest at about 55%.
  • Figure 5 is a diagram showing surface changes depending on the addition or absence of a corrosion prevention additive according to an embodiment of the present invention.
  • Corrosion products were formed in spots on the surface of the brake disc that was rubbed with Experimental Example 4 to which sodium nitrite was added as a corrosion prevention additive.
  • Figure 6 is a graph measuring the amount of mass reduction of the brake disc by adding sodium nitrite as a corrosion textile additive and varying the amount added.
  • the amount of sodium nitrite added was varied from 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, and 25 wt%. It can be seen that while the amount of sodium nitrite added increases to 10 wt%, the mass reduction of the brake disc decreases significantly. It can be seen that when the amount of sodium nitrite added is higher than 10wt%, the amount of reduction in the mass of the brake disc decreases, but the amount of change is insignificant. Therefore, it can be seen that when the added amount of sodium nitrite is 10 wt%, the corrosion prevention efficiency of the brake disc is the highest compared to the added amount.
  • Figure 7 is a graph measuring the mass reduction of a brake disc by adding sodium phosphate tribasic as a corrosion-resistant textile additive and varying the amount added.
  • the added amount of sodium phosphate tribasic was varied to 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, and 25 wt%. It can be seen that while the amount of sodium phosphate added increases to 10 wt%, the mass reduction of the brake disc decreases significantly. It can be seen that when the amount of sodium phosphate added is higher than 10 wt%, the amount of reduction in the mass of the brake disc decreases, but the amount of change is insignificant. Therefore, it can be seen that when the amount of sodium phosphate added is 10 wt%, the corrosion prevention efficiency of the brake disc is the highest compared to the amount added.
  • Figure 8 is a graph measuring the mass reduction of the brake disc by adding sodium molybdate as a corrosion-resistant textile additive and varying the amount added.
  • the amount of sodium molybdate added was varied from 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 15 wt%, and 25 wt%. It can be seen that the mass loss of the brake disc decreases while the amount of sodium molybdate added increases to 10 wt%. It can be seen that when the amount of sodium molybdate added is higher than 10wt%, the amount of mass loss of the brake disc decreases, but the amount of change is insignificant. Therefore, it can be seen that when the amount of sodium molybdate added is 10 wt%, the corrosion prevention efficiency of the brake disc is the highest compared to the amount added.
  • Figure 9 is a flowchart showing a brake pad manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the brake pad manufacturing method includes a mixing step (S10), a molding step (S20), and a heat treatment step (S30).
  • binders, fiber reinforcement, supplements, lubricants, and abrasives are prepared as base materials in powder form, and anti-corrosion additives are prepared.
  • the bonding material is provided with a phenolic resin
  • the fiber reinforcement is provided with at least one of aramid fiber, steel fiber, mineral fiber, and cellulose fiber
  • the supplementary material is barite
  • the lubricant is graphite
  • the abrasive is at least one of zircon, silicon carbide, quartz, and magnesium oxide. Either one is provided.
  • the corrosion prevention additive may be any one of tribasic sodium phosphate [Na 3 PO 4 ], sodium nitrite [NaNO 2 ], and sodium molybdate [Na 2 MoO 4 ].
  • the base material includes the binder, the fiber reinforcement, the supplement, the lubricant, and the abrasive in a volume ratio of 15%, 10%, 60%, 10%, and 5%, respectively, and the anti-corrosion additive is the base. It is mixed at 10 ⁇ 50wt% with respect to the material. According to an embodiment, the anti-corrosion additive may be mixed at 10 wt% with respect to the base material.
  • the mixing step (S10) is a dry mixing method using a high-speed mixer for 10 to 20 minutes.
  • the mixture produced in the mixing step (S10) is molded at a high temperature for 5 to 20 minutes at a pressure of 5 to 50 MPa and a temperature of 150 to 200 ° C.
  • the mixture formed in the mixture forming step is heat treated at a temperature of 150 to 250 ° C. for 4 to 10 hours.
  • Brake pads manufactured through the above-described process can generate braking force on the brake disc and simultaneously suppress the formation of rust on the brake disc.
  • the brake pad according to the present invention can be used as a braking device for an electric vehicle due to friction with the brake disc.

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Abstract

브레이크 패드가 개시된다. 브레이크 패드는 접합재(binder), 섬유보강(reinforcing fiber), 보충재(filler), 윤활유(lubricant), 그리고 연마재(abrasives)를 포함하는 베이스 재료와, 상기 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제가 10 내지 50wt% 포함한다.

Description

부식 방지 첨가제를 포함하는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법
본 발명은 부식 방지 첨가제를 포함하는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차의 제동 시, 브레이크 디스크와의 마찰로 부식 방지 첨가제가 브레이크 디스크에 흡착되어 브레이크 디스크의 녹 생성을 억제할 수 있는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
기술적 진보와 친환경을 추구하는 시대적 흐름에 따라 자동차의 표준 모델이 기존 화석연료 자동차에서 전기 자동차로 넘어가면서 이전에는 없었던 새로운 문제들이 부각되고 있다. 그 중 하나가 브레이크 디스크에 발생하는 녹 문제이다. 자동차 브레이크 시스템은 제동 명령이 입력되면 유압을 통해 브레이크 패드가 브레이크 디스크에 접촉하고, 이 때 발생하는 마찰력을 이용하여 자동차의 제동 작용이 발생하게 된다. 이 때 발생하는 마찰에 의해 브레이크 디스크에 부식으로 인해 발생하는 녹은 대부분 소실된다. 하지만 전기 자동차는 대부분의 제동은 모터를 발전기로 사용하는 회생제동을 이용한다. 따라서 브레이크 디스크의 제동 참여율이 내연기관 자동차에 비해 현저히 낮고, 이에 따라 브레이크 디스크에 충분한 마찰이 발생하지 않기 때문에 브레이크 디스크에 발생한 녹을 제거하지 못하게 된다. 이렇게 발생한 녹에 의해 제동 중 소음과 진동 등의 문제가 발생하여 전기 자동차의 새로운 문제점으로 떠오르고 있다.
브레이크 디스크는 마찰을 이용하여 자동차의 제동을 일으키기 때문에 녹을 방지하는 방법으로 기존에 사용하는 표면처리 방법은 사용할 수 없다. 또한 안전을 위해 검증된 브레이크 성능을 제공해야 하므로 내식성이 뛰어난 재료로 브레이크 디스크를 변경하는 것 역시 불가능하다.
이에 브레이크 디스크의 전기화학적 표면 변화를 억제하는 방법으로, 브레이크 패드에 부식 방지제를 첨가하여 자동차 제동 시, 브레이크 패드의 부식 방지제가 브레이크 디스크와의 마찰로 자연스럽게 브레이크 디스크에 흡착되어 녹 생성을 억제하는 부식 방지제가 첨가된 브레이크 패드가 요구된다.
본 발명은 브레이크 디스크에 녹 생성을 억제하여 전기 자동차의 제동 성능을 향상시킬 수 있는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 브레이크 패드는 접합재(binder), 섬유보강(reinforcing fiber), 보충재(filler), 윤활유(lubricant), 그리고 연마재(abrasives)를 포함하는 베이스 재료와, 상기 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제가 10 내지 50wt%의 포함할 수 있다.
또한, 상기 접합재, 상기 섬유보강, 상기 보충재, 상기 윤활유, 그리고 상기 연마재는 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5% 체적비로 제공되고, 상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10wt% 첨가될 수 있다.
또한, 상기 접합재는 페놀 수지(phenolic resin)로 제공되고, 상기 섬유보강은 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되고, 상기 보충재는 중정석(barite)으로 제공되고, 상기 윤활유는 흑연(graphite)로 제공되고, 상기 연마재는 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공될 수 있다.
또한, 상기 부식 방지 첨가제는, 제1인산나트륨[NaH2PO4], 제2인산나트륨[Na2HPO4], 제3인산나트륨[Na3PO4], 제1인산칼륨[KH2PO4], 제2인산칼륨[K2HPO4], 제3인산칼륨[K3PO4], 인산화칼슘[Ca3(PO4)2], 디칼슘포스페이트[CaHPO4], Calcium hydroxyphosphate[Ca5(OH)(PO4)3], 일인산석회[Ca(H2PO4)2], 아질산나트륨[NaNO2], 아질산칼륨[KNO2], 아질산칼슘[Ca(NO2)2], 제3붕산나트륨(trisodium orthoborate)[Na3BO3], sodium metaborate[NaBO2], sodium tetrahydroxyborate[NaBH4O4], borax (anhydrous)[Na2B4O7], borax(tetrahydrate)[Na2B4O5(OH)4], borax (pentahydrate)[Na2B4O5(OH)4·H2O], borax(decahydrate)[Na2B4O5(OH)4·8H2O], disodium octaborate(anhydrous)[Na2B8O13], disodium enneaborate[Na2{B8O11(OH)4}·{B(OH)3}·2H2O], sodium pentaborate (monohydrate)[NaH2B5O9], sodium pentaborate(dihydrate)[Na2{B5O7(OH)2}·H2O], sodium pentaborate (pentahydrate)[NaB5O8·5H2O], trisodium pentaborate[Na3B5O7·2H2O], potassium borate[K3BO3], potassium tetraborate[K2B4O7], 붕산칼슘[Ca3(BO3)2], sodium metasilicate[Na2SiO3], sodium orthosilicate[Na4SiO4], sodium pyrosilicate[Na6Si2O7], 규산칼륨[K2SiO3], 규산칼슘[Ca2SiO4], 질산나트륨[NaNO3], 질산마그네슘[Mg(NO3)2], 질산칼륨[KNO3], 질산칼슘[Ca(NO3)2], 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4], 몰리브덴산 칼슘[CaMoO4], 몰리브덴산 암모늄[(NH4)2Mo7O24], 디이소프로필아민 아질산염[Diisopropylamine nitrite], 모르폴린 아질산염 [Morpholine nitrite], 디시킬로헥실아민 아질산염[Dicyclohexylamine nitrite], Sodium sulfite [Na2SO3], Potassium sulfite [K2SO3], Sodium bisulfite[NaHSO3], Potassium bisulfite [KHSO3], Sodium metabisulfite [Na2S2O5], Ammonium bisulfate [(NH4)HSO4] 중에서 적어도 어느 하나가 선택될 수 있다.
또한, 상기 부식 방지 첨가제는, Imidazole[C3H4N2], Pyrazole[C3H4N2], 1,2.3-Triazole[C2H3N3], 1,2,4-Triazole[C2H3N3], Benzotriazole[C6H5N3], Tetrazole[CH2N4], Pentazole[HN5], Hexamethylenetetramine[C6H12N4], Ascorbic acid[C6H8O6], Thiourea[C3H4N2], 모르폴린[Morpholine], 벤질아민[Benzylamine], 씨클로헥실아민 카보네이트[Cyclohexylamine carbonate], 시클로헥실아민 벤조에이트[Cyclohexylamine benzoate], 디시클로헥실아민 카프릴레이트[Dicyclohexylamine caprylate], 구아니딘 크로메이트[Guanadine chromate], 헥사메틸렌이민 벤조에이트[Hexamethyleneimine benzoate], 헥사메틸렌아민 니트로벤조에이트[Hexamethyleneamine nitrobenzoate], 디시클로헥실아민 벤조에이트[Dicyclohexylamine benzoate], 6-아미노벤조-싸이아졸[6-aminobenzo-thiazole], N-부틸-메틸 피리디늄 브로마이드[N-butyl-methy piperidinium bromide (PP14Br)], 폴리에틸렌이민[Polyethyleneimine (PEI)], 4-아미노-2,1,3-벤조싸이아디아졸 [4-Amino-2,1,3-benzothiadiazole], 데나토니움 벤조에이트[Denatonium benzoate], 브랜치드 4차 암모니움 설팩턴트[Branched quaternary ammonium surfactant], 4-니트로페놀[4-Nitrophenol], 디알릴메틸아민 하이드로클로라이드 및 설파 디옥사이드 혼성 고분자[Diallylmethylamine hydrochloride and sulfur dioxide copolymer], 디알릴아민 하이드로클로라이드 말레산 혼성 고분자[Diallylamine hydrochloride maleic acid copolymer(410C)], 에피클로로하이드린 디알릴아민 하이드로클로라이드 4차 아민 혼성고분자[Epichlorogydrinated diallylamine hydrochloride quaternary amine copolymer (880)], 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 혼성고분자[Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer (220lCl)], 도데실 트리메틸 암모니움 브로마이드[Dodecyltrimethylammoniumbromide (DTAB)], 피리딘[Pyridine], 젤라틴[Gelatin], Ascorbic acid[C6H8O6], Carbohydrazide [(N2H3)2CO], Hydroquinone[C6H4-1,4-(OH)2], 에틸아닐린[Ethylaniline], 메르캅토벤조트리아졸[Mercaptobenzotriazole], 페닐히드라진[phenylhydrazine], 로진아민[Rosin amine], 산화 에틸렌[Ethylene oxide], 페닐아크리딘[Phenylacridine], 아이오딘화 나트륨[NaI], 탄산수소칼슘[Ca(HCO3)2], 수산화칼슘[Ca(OH)2], 히드라진[Hydrazine], 암모니아[NH3], 옥타데실아민[Octadecylamine], 이미다졸린[Imidazoline], 메틸아민[Methylamine], 디에틸아민[Diethylamine], N-데실아민[N-Decylamine], 알릴아민[Allylamine], 퀴놀린[Quinoline], 벤질메르캅탄[Benzylmercaptan], 페닐티오유레아[Phenylthiourea], 헥사메틸렌이민-m-니트로벤조에이트[Hexamethyleneimine-m-nitrobenzoate], 1-에틸아미노-2-옥타데실 이미다졸린 [1-Ethylamino-2-Octadecylimidazoline], 디섹-부틸 설파이드[Di-sec-Butylsulfide], 디페닐설폭사이드[Diphenylsulfoxide], Diethylhydroxylamine[C2H5)2NOH], Isopropylhydroxylamine[C3H9NO], 아크릴산[Acrylic acid], 알릴 아세트산[Allylacetic acid], 올레산[Oleic acid], 6-헵텐산[6-Heptenoic acid], 운데실레닉산[Undecylenic acid], 이미노디아세트산[Iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)글리신[N-(phosphonomethyl)glycine], 니이트릴로타라이아세트산[Nitrilotriacetic acid], N-(2-아세트아미도)이미노디아세트산[N-(2-Acetamido)iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)이미노디아세트산[N-(Phosphonomethyl)iminodiacetic acid], 비신[BIcine], 트라이신[Tricine], 시트르산[Citric acid], 디피콜린산[Dipicolinic acid], 파라시온[Parathion], 메틸 파라티온[Methyl parathion], 말라시온[Malathion], 디아지논[Diazinon], 포스멧[Phosmet], 테트라클로빈포스[Tetrachlovinphos], 아진포스-메틸[Azinphos-methyl], 클로르피리포스[Chlorpyrifos], 디클로르보스[Dichlorvos], 페니트로티온[Fenitrothion], 아자메티포스[Azamethiphos], 테르부포스[Terbufos], 디브롬(날레드)[Dibrom(Naled)], 디메토에이트[Dimethoate], 디크로토포스[Dicrotophos], 포스파미돈[Phosphamidon], 메티다시온[Methidathion], 페니트로티온[Fenitrothion], 메타미도포스[Methamidophos], 오메토에이트[Omethoate], 포레이트[Phorate], 펜티온[Fenthion], 펜술포시온[Fensulfothion], Fluorinated silica nanoparticles, Fe2O3 nanoparticle, Silicon oxide nanoparticle, MoS2 nanoparticle, TiO2 nanoparticle 중에서 적어도 어느 하나가 선택될 수 있다.
또한, 상기 부식 방지 첨가제는, 제3인산나트륨[Na3PO4], 아질산나트륨[NaNO2], 그리고 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4] 중에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 부식 방지 첨가제가 분말 또는 캡슐 형태로 첨가될 수 있다.
또한, 접합재, 섬유보강, 보충재, 윤활유, 그리고 연마재를 포함하는 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제를 10 내지 50wt%로 첨가하여 혼합하는 단계; 상기 베이스 재료와 상기 부식 방지 첨가제의 혼합물을 성형하는 단계; 및 성형이 완료된 상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 단계는, 분말 형태의 상기 베이스 재료와 상기 부식 방지 첨가제를 10분 내지 20분 동안 혼합하고, 상기 혼합물의 성형 단계는, 상기 혼합물을 5~50MPa 압력과 150~200℃의 온도로 5~20분 고온 성형하고, 상기 혼합물을 열처리하는 단계는, 상기 혼합물의 성형 단계에서 성형된 혼합물을 150~250℃의 온도에서 4~10시간 열처리할 수 있다.
또한, 상기 접합재, 상기 섬유보강, 상기 보충재, 상기 윤활유, 그리고 상기 연마재는 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5% 체적비로 제공되고, 상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10wt% 첨가될 수 있다.
또한, 상기 접합재는 페놀 수지(phenolic resin)로 제공되고, 상기 섬유보강은 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되고, 상기 보충재는 중정석(barite)으로 제공되고, 상기 윤활유는 흑연(graphite)로 제공되고, 상기 연마재는 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공될 수 있다.
또한, 상기 부식 방지 첨가제는, 제3인산나트륨[Na3PO4], 아질산나트륨[NaNO2], 그리고 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4] 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 의하면, 브레이크 패드에 부식 방지 첨가제를 첨가하여, 브레이크 디스크와 브레이크 패드가 마찰할 때, 브레이크 패드의 부식 방지 첨가제가 브레이크 디스크에 자연스럽게 흡착되어 브레이크 디스크 표면에 녹 생성을 억제할 수 있다. 이를 통해, 전기 자동차의 제동 중 소음과 진동을 방지하여 제동 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 디스크 시편들의 녹 제거 전후 질량 감소량을 나타내는 그래프이다.
도 2는 브레이크 디스크의 대기 부식 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 디스크의 부식 방지 효율을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부식 생성물의 표면 면적에 따른 분율을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부식 방지 첨가제의 첨가 유무에 따른 표면 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 아질산나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 7은 제3인산나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 8은 몰리브덴산 나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 패드 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 브레이크 패드는 접합재(binder), 섬유보강(reinforcing fiber), 보충재(filler), 윤활유(lubricant), 그리고 연마재(abrasives)를 포함하는 베이스 재료와, 상기 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제가 10 내지 50wt%의 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 패드는 부식 방지 첨가제를 포함하며, 전기 자동차의 제동 시, 브레이크 디스크와의 마찰로 부식 방지 첨가제가 브레이크 디스크에 흡착되어 브레이크 디스크의 녹 생성을 억제한다.
상술한 브레이크 패드는 베이스 재료와 부식 방지 첨가제를 포함한다.
베이스 재료는 브레이크 패드를 이루는 주요 재료로써, 접합재(binder), 섬유보강(reinforcing fiber), 보충재(filler), 윤활유(lubricant), 그리고 연마재(abrasives)를 포함한다.
접합재는 여러 재료들을 화학적으로 응집력 있게 만들어주는 물질로, 실시 예에 의하면, 페놀 수지(phenolic resin)로 제공될 수 있다.
섬유보강은 섬유를 재료 중에 혼입 또는 복합하여 재료의 변형능력과 강도를 향상시켜주는 물질로, 실시 예에 의하면, 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물 섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공될 수 있다.
보충재는 증량, 물성 개선 및 성형 가공성을 향상시켜주는 물질로, 실시 예에 의하면 중정석(barite)이 제공될 수 있다.
윤활유는 기계의 마찰면에 생기는 마찰력을 줄이거나 마찰면에서 발생하는 마찰열을 분산시켜주는 물질로, 실시 예에 의하면 흑연(graphite)이 제공될 수 있다.
연마재는 물질의 표면과 마찰을 일으켜 표면을 고르게 하거나 매끈하게 연마시키는 물질로, 실시 예에 의하면, 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 베이스 재료에서 접합재, 섬유보강, 보충재, 윤활유, 그리고 연마재는 표 1 와 같이 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5%체적비로 제공될 수 있다.
용도 재료명 vol%
접합재 (binder) 페놀 수지(phenolic resin) 15
섬유보강
(reinforcing fiber)		 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber),
광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber)		 10
보충재 (filler) 중정석(barite) 60
윤활유(lubricant) 흑연(graphite) 10
연마재 (abrasives) 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide),
석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia)		 5
부식 방지 첨가제는 브레이크 디스크의 부식을 방지하기 위해 브레이크 디스크와 마찰하는 브레이크 패드에 첨가된다.
실시 예에 의하면, 부식 방지 첨가제는 브레이크 디스크의 표면에 보호성 피막을 형성하여 부식을 억제하는 양극 부식 방지제가 사용될 수 있다. 양극 부식 방지제는 제1인산나트륨[NaH2PO4], 제2인산나트륨[Na2HPO4], 제3인산나트륨[Na3PO4], 제1인산칼륨[KH2PO4], 제2인산칼륨[K2HPO4], 제3인산칼륨[K3PO4], 인산화칼슘[Ca3(PO4)2], 디칼슘포스페이트[CaHPO4], Calcium hydroxyphosphate[Ca5(OH)(PO4)3], 일인산석회[Ca(H2PO4)2], 아질산나트륨[NaNO2], 아질산칼륨[KNO2], 아질산칼슘[Ca(NO2)2], 제3붕산나트륨(trisodium orthoborate)[Na3BO3], sodium metaborate[NaBO2], sodium tetrahydroxyborate[NaBH4O4], borax (anhydrous)[Na2B4O7], borax(tetrahydrate)[Na2B4O5(OH)4], borax (pentahydrate)[Na2B4O5(OH)4·H2O], borax(decahydrate)[Na2B4O5(OH)4·8H2O], disodium octaborate(anhydrous)[Na2B8O13], disodium enneaborate[Na2{B8O11(OH)4}·{B(OH)3}·2H2O], sodium pentaborate (monohydrate)[NaH2B5O9], sodium pentaborate(dihydrate)[Na2{B5O7(OH)2}·H2O], sodium pentaborate (pentahydrate)[NaB5O8·5H2O], trisodium pentaborate[Na3B5O7·2H2O], potassium borate[K3BO3], potassium tetraborate[K2B4O7], 붕산칼슘[Ca3(BO3)2], sodium metasilicate[Na2SiO3], sodium orthosilicate[Na4SiO4], sodium pyrosilicate[Na6Si2O7], 규산칼륨[K2SiO3], 규산칼슘[Ca2SiO4], 질산나트륨[NaNO3], 질산마그네슘[Mg(NO3)2], 질산칼륨[KNO3], 질산칼슘[Ca(NO3)2], 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4], 몰리브덴산 칼슘[CaMoO4], 몰리브덴산 암모늄[(NH4)2Mo7O24], 디이소프로필아민 아질산염[Diisopropylamine nitrite], 모르폴린 아질산염 [Morpholine nitrite], 디시킬로헥실아민 아질산염[Dicyclohexylamine nitrite], Sodium sulfite [Na2SO3], Potassium sulfite [K2SO3], Sodium bisulfite[NaHSO3], Potassium bisulfite [KHSO3], Sodium metabisulfite [Na2S2O5], 그리고 Ammonium bisulfate [(NH4)HSO4] 중에서 어느 하나가 선택되거나, 적어도 두 개 이상의 물질이 혼합된 혼합 물질로 제공될 수 있다.
또한, 부식 방지 첨가제는 작용기가 금속 표면에 흡착하여 부식을 억제하는 양쪽성 부식 방지제가 사용될 수 있다. 양쪽성 부식 방지제는 Imidazole[C3H4N2], Pyrazole[C3H4N2], 1,2.3-Triazole[C2H3N3], 1,2,4-Triazole[C2H3N3], Benzotriazole[C6H5N3], Tetrazole[CH2N4], Pentazole[HN5], Hexamethylenetetramine[C6H12N4], Ascorbic acid[C6H8O6], Thiourea[C3H4N2], 모르폴린[Morpholine], 벤질아민[Benzylamine], 씨클로헥실아민 카보네이트[Cyclohexylamine carbonate], 시클로헥실아민 벤조에이트[Cyclohexylamine benzoate], 디시클로헥실아민 카프릴레이트[Dicyclohexylamine caprylate], 구아니딘 크로메이트[Guanadine chromate], 헥사메틸렌이민 벤조에이트[Hexamethyleneimine benzoate], 헥사메틸렌아민 니트로벤조에이트[Hexamethyleneamine nitrobenzoate], 디시클로헥실아민 벤조에이트[Dicyclohexylamine benzoate], 6-아미노벤조-싸이아졸[6-aminobenzo-thiazole], N-부틸-메틸 피리디늄 브로마이드[N-butyl-methy piperidinium bromide (PP14Br)], 폴리에틸렌이민[Polyethyleneimine (PEI)], 4-아미노-2,1,3-벤조싸이아디아졸 [4-Amino-2,1,3-benzothiadiazole], 데나토니움 벤조에이트[Denatonium benzoate], 브랜치드 4차 암모니움 설팩턴트[Branched quaternary ammonium surfactant], 4-니트로페놀[4-Nitrophenol], 디알릴메틸아민 하이드로클로라이드 및 설파 디옥사이드 혼성 고분자[Diallylmethylamine hydrochloride and sulfur dioxide copolymer], 디알릴아민 하이드로클로라이드 말레산 혼성 고분자[Diallylamine hydrochloride maleic acid copolymer(410C)], 에피클로로하이드린 디알릴아민 하이드로클로라이드 4차 아민 혼성고분자[Epichlorogydrinated diallylamine hydrochloride quaternary amine copolymer (880)], 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 혼성고분자[Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer (220lCl)], 도데실 트리메틸 암모니움 브로마이드[Dodecyltrimethylammoniumbromide (DTAB)], 피리딘[Pyridine], 젤라틴[Gelatin], Ascorbic acid[C6H8O6], Carbohydrazide [(N2H3)2CO], Hydroquinone[C6H4-1,4-(OH)2], 에틸아닐린[Ethylaniline], 메르캅토벤조트리아졸[Mercaptobenzotriazole], 페닐히드라진[phenylhydrazine], 로진아민[Rosin amine], 산화 에틸렌[Ethylene oxide], 페닐아크리딘[Phenylacridine], 아이오딘화 나트륨[NaI], 탄산수소칼슘[Ca(HCO3)2], 수산화칼슘[Ca(OH)2], 히드라진[Hydrazine], 암모니아[NH3], 옥타데실아민[Octadecylamine], 이미다졸린[Imidazoline], 메틸아민[Methylamine], 디에틸아민[Diethylamine], N-데실아민[N-Decylamine], 알릴아민[Allylamine], 퀴놀린[Quinoline], 벤질메르캅탄[Benzylmercaptan], 페닐티오유레아[Phenylthiourea], 헥사메틸렌이민-m-니트로벤조에이트[Hexamethyleneimine-m-nitrobenzoate], 1-에틸아미노-2-옥타데실 이미다졸린 [1-Ethylamino-2-Octadecylimidazoline], 디섹-부틸 설파이드[Di-sec-Butylsulfide], 디페닐설폭사이드[Diphenylsulfoxide], Diethylhydroxylamine[C2H5)2NOH], Isopropylhydroxylamine[C3H9NO], 아크릴산[Acrylic acid], 알릴 아세트산[Allylacetic acid], 올레산[Oleic acid], 6-헵텐산[6-Heptenoic acid], 운데실레닉산[Undecylenic acid], 이미노디아세트산[Iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)글리신[N-(phosphonomethyl)glycine], 니이트릴로타라이아세트산[Nitrilotriacetic acid], N-(2-아세트아미도)이미노디아세트산[N-(2-Acetamido)iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)이미노디아세트산[N-(Phosphonomethyl)iminodiacetic acid], 비신[BIcine], 트라이신[Tricine], 시트르산[Citric acid], 디피콜린산[Dipicolinic acid], 파라시온[Parathion], 메틸 파라티온[Methyl parathion], 말라시온[Malathion], 디아지논[Diazinon], 포스멧[Phosmet], 테트라클로빈포스[Tetrachlovinphos], 아진포스-메틸[Azinphos-methyl], 클로르피리포스[Chlorpyrifos], 디클로르보스[Dichlorvos], 페니트로티온[Fenitrothion], 아자메티포스[Azamethiphos], 테르부포스[Terbufos], 디브롬(날레드)[Dibrom(Naled)], 디메토에이트[Dimethoate], 디크로토포스[Dicrotophos], 포스파미돈[Phosphamidon], 메티다시온[Methidathion], 페니트로티온[Fenitrothion], 메타미도포스[Methamidophos], 오메토에이트[Omethoate], 포레이트[Phorate], 펜티온[Fenthion], 펜술포시온[Fensulfothion], Fluorinated silica nanoparticles, Fe2O3 nanoparticle, Silicon oxide nanoparticle, MoS2 nanoparticle, 그리고 TiO2 nanoparticle 중에서 어느 하나가 선택되거나, 적어도 두 개 이상의 물질이 혼합된 혼합 물질로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 부식 방지 첨가제는 브레이크 디스크 표면의 흡착율을 향상시키기 위해 베이스 재료에 대해 10wt% 첨가될 수 있고, 부식 방지 첨가제는 분말 또는 캡슐 형태로 첨가될 수 있다. 부식 방지 첨가제는 OO 내지 OOum의 직경을 가질 수 있다.
상술한 부식 방지 첨가제의 내식성을 평가하기 위해 표 2와 같이 브레이크 디스크의 시편을 제작하였다.
구분 베이스 재료 부식 방지 첨가제
비교예 O 첨가 안함 (Bare)
실험예1 O 벤조트리아졸 (BTA:Benzotriazole)
실험예2 O 헥사메틸렌테트라민 (HMT:Hexamethylenetetramine)
실험예3 O 제3인산나트륨[Na3PO4]
실험예4 O 아질산나트륨[NaNO2]
실험예5 O 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4]
실험예6 O 플루오린화 실리카 나노입자
(FSN:Fluorinated silica nanoparticles)
실험예7 O 산화철[Fe2O3]
비교예는 부식 방지 첨가제가 첨가되지 않은 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간 마찰 실험 후 브레이크 디스크를 소정 크기의 절단한 시편이고, 상술한 과정으로 제작된 브레이크 디스크의 시편들을 일정 환경에서 부식시켰다. 구체적으로, 항온항습 챔버를 이용하여 상기 브레이크 디스크의 시편들을 대기 부식 조건(55℃, RT95%)에서 72시간 동안 부식시켰다. 상기 대기 부식 환경은 일반 부식 환경과 달리 시편의 표면에 얇은 수막이 형성되고, 그 수막을 통하여 공기의 확산 속도가 빨라 산소 공급이 용이하여 일반적인 습식 상태의 부식보다 부식 속도가 매우 빠르게 진행된다.
상술한 과정으로 부식 처리된 브레이크 디스크의 시편에 발생한 녹을 염산 산세 용액(KS D ISO 8407, C.3.1)으로 제거하고, 녹 제거 전후 질량 변화를 측정하였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 디스크 시편들의 녹 제거 전후 질량 감소량을 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 부식 방지 첨가제를 첨가하지 않은 디스크(Bare)의 질량 감소량이 가장 크고, 부식 방지 첨가제로 제3인산나트륨, 아질산나트륨, 그리고 몰리브덴산 나트륨이 첨가된 브레이크 패드와 마찰한 브레이크 디스크의 질량 감소량이 적었다. 특히, 제3인산나트륨이 부식 방지 첨가제로 첨가된 브레이크 패드와 아질산나트륨이 부식 방지 첨가제로 첨가된 브레이크 패드와 마찰한 브레이크 디스크의 질량 감소량이 가장 적었다.
상술한 실험 결과를 통해, 부식 방지 첨가제의 첨가에 따라, 그리고 부식 방지 첨가제의 종류에 따라 브레이크 디스크의 부식 정도가 달라지는 것을 확인할 수 있다. 이는 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마찰로 브레이크 패드의 부식 방지 첨가제가 브레이크 디스크에 흡착되어 브레이크 디스크의 녹 생성을 억제하는 것으로 이해된다.
도 2는 브레이크 디스크의 대기 부식 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 2의 (A)를 참조하면, 브레이크 디스크의 표면에 생긴 얇은 수막이 전해질로 작용하여 수막에 노출된 부분 중 양극 반응이 일어나는 곳에는 금속이 이온으로 용출되고, 음극 반응이 일어나는 곳에는 수소와 수산화 이온이 발생한다.
[양극 반응(전자 생성)]
M (metal) → M2+ + 2e-
[음극 반응(전자 소모)]
2H+ + 2e- → H2 (산성 환경)
2H2O + 2e- → H2+ 2OH- (중성/염기성 환경)
H2O + ½O2 + 2e- → 2OH- (용존 산소와 반응)
철(Fe)은 대기 부식이 진행되면 부식 생성물로 표면에 얇은 산화피막을 생성한다. 이 산화피막은 내부층과 외부층으로 나뉘는데, 내부층은 자철광[Fe3O4: FeO·Fe2O3], 외부층은 녹[FeOOH]으로 구성되고, 상기 자철광은 다시 산화 제1철(FeO), 산화 제2철(Fe2O3)로 구성된다.
산화피막 내부층 자철광 내의 기공은 응축된 물로 채워져 있으며, 외부층 녹에는 물의 증발된 통로였던 균열이 존재하는데, 상기 자철광 기공의 물은 상기 녹의 균열을 따라 대기 중 산소와 쉽게 접촉한다. 그리고 자철광 기공 내 응축된 물에 존재하던 제1철 또한 산소와 반응하여 자철광을 추가로 만들어 내고, 이렇게 생성된 자철광은 철보다 경도가 높아 제동 과정에서 쉽게 제거되지 못하여 제동 시 소음과 진동의 원인이 된다.
도 2의 (B)를 참조하면, 부식 방지 첨가제(inhibitor)를 첨가하면 부식 방지 첨가제가 브레이크 디스크의 표면에 우선 흡착된다. 흡착된 부식 방지 첨가제는 금속 피막에 보호 피막을 형성하고, 보호 피막은 금속과 전해질 사이의 양극 반응과 음극 반응을 억제하여 부식 반응을 억제한다. 그 결과, 자철광의 형성을 억제하여 제동 성능을 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 디스크의 부식 방지 효율(inhibition efficiency)을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 브레이크 패드에 첨가된 부식 방지 첨가제에 따른 질량 감소량으로, 수식 1을 이용하여 부식 방지 효율(inhibition efficiency)을 확인할 수 있다.
[수식 1]
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000001
여기서, 상기
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000002
는 부식 방지 첨가제를 첨가하지 않았을 때의 질량 감소량이고,
상기
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000003
는 부식 방지 첨가제를 첨가하였을 때의 부식 질량 감소량이다.
부식 방지 첨가제를 첨가하였을 때, 부식 방지 효율은 약 55~95%로 모두 부식 방지 효과가 있음을 확인할 수 있다. 특히, 제3인산나트륨과 아질산나트륨의 부식 방지 효율은 약 90% 이상으로 가장 높았고, 헥사메틸렌테트라민은 약 55%로 가장 낮았다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부식 생성물의 표면 면적에 따른 분율(corrosion coverage)을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 브레이크 패드에 첨가된 부식 방지 첨가제에 따라 브레이크 디스크 표면에 생성되는 부식 생성물의 효율을 수식 2를 이용하여 부식 생성물 분율(corrosion coverage)로 확인할 수 있다.
[수식 2]
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000004
여기서, 상기
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000005
는 부식 방지 첨가제를 첨가하지 않았을 때의 부식 생성물 분율이고,
상기,
Figure PCTKR2023005424-appb-img-000006
는 부식 방지 첨가제를 첨가하였을 때의 부식 생성물 분율이다.
부식 방지 첨가제를 첨가하였을 때, 부식 생성물의 분율에서도 도 3과 같이 약 55~95%의 부식 방지 효과가 있음을 나타낸다. 특히, 제3인산나트륨과 아질산나트륨의 부식 방지 효과는 약 90%이상으로 가장 높았고, 헥사메틸렌테트라민은 약 55%로 가장 낮았다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부식 방지 첨가제의 첨가 유무에 따른 표면 변화를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 부식 방지 첨가제를 첨가하지 않은 상기 비교예와 마찰한 브레이크 디스크의 표면에는 많은 부식 생성물이 생성되었다.
제3인산나트륨이 부식 방지 첨가제로 첨가된 실험예 3과 마찰한 브레이크 디스크의 표면에는 소량의 부식 생성물이 생성되었다.
아질산나트륨이 부식 방지 첨가제로 첨가된 실험예 4와 마찰한 브레이크 디스크의 표면에는 부식 생성물이 얼룩 정도로 생성되었다.
몰리브덴산 나트륨이 부식 방지 첨가제로 첨가된 실험예 5와 마찰한 브레이크 디스크의 표면에는 군데군데 부식 생성물이 생성되었다.
상술한 바와 같이, 부식 방지 첨가제를 첨가하였을 때 브레이크 디스크 표면에 생성되는 부식 생성물의 양이 현저하게 줄어들었음을 확인할 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 브레이크 디스크 표면의 부식 방지 효과는 부식 방지 첨가제로 제3인산나트륨, 아질산나트륨, 그리고 몰리브덴산 나트륨을 첨가하였을 때 가장 높게 확인되었다. 상기 세가지 물질의 첨가량에 따른 브레이크 디스크의 부식 방지 효과를 확인하기 위해 추가 실험을 진행하였다.
도 6은 아질산나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 6을 참고하면, 아질산나트륨의 첨가량을 3wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 그리고 25wt%로 달리하였다. 아질산나트륨의 첨가량이 10wt%까지 증가하는 동안 브레이크 디스크의 질량 감소량이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있다. 아질산나트륨의 첨가량이 10wt%보다 높아지면, 브레이크 디스크의 질량 감소량이 감소하나 그 변화량이 미미함을 알 수 있다. 따라서, 아질산나트륨의 첨가량이 10wt%일 경우, 첨가량 대비 브레이크 디스크의 부식 방지 효율이 가장 높음을 알 수 있다.
도 7은 제3인산나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 7을 참고하면, 제3인산나트륨의 첨가량을 3wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 그리고 25wt%로 달리하였다. 제3인산나트륨의 첨가량이 10wt%까지 증가하는 동안 브레이크 디스크의 질량 감소량이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있다. 제3인산나트륨의 첨가량이 10wt%보다 높아지면, 브레이크 디스크의 질량 감소량이 감소하나 그 변화량이 미미함을 알 수 있다. 따라서, 제3인산나트륨의 첨가량이 10wt%일 경우, 첨가량 대비 브레이크 디스크의 부식 방지 효율이 가장 높음을 알 수 있다.
도 8은 몰리브덴산 나트륨을 부식 방직 첨가제로 첨가하고, 첨가량을 달리하여 브레이크 디스크의 질량 감소량을 측정한 그래프이다.
도 8을 참고하면, 몰리브덴산 나트륨의 첨가량을 3wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 그리고 25wt%로 달리하였다. 몰리브덴산 나트륨의 첨가량이 10wt%까지 높아지는 동안 브레이크 디스크의 질량 감소량이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 몰리브덴산 나트륨의 첨가량이 10wt%보다 높아지면, 브레이크 디스크의 질량 감소량이 감소하나 그 변화량이 미미함을 알 수 있다. 따라서, 몰리브덴산 나트륨의 첨가량이 10wt%일 경우, 첨가량 대비 브레이크 디스크의 부식 방지 효율이 가장 높음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 브레이크 패드 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 브레이크 패드 제조 방법은 혼합 단계(S10), 성형 단계(S20), 그리고 열처리 단계(S30)를 포함한다.
혼합 단계(S10)는, 베이스 재료로 접합재, 섬유보강, 보충재, 윤활유, 그리고 연마재를 분말 형태로 준비하고, 부식 방지 첨가제를 준비한다.
상기 접합재는 페놀 수지(phenolic resin)가 제공되고, 상기 섬유보강은 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되고, 상기 보충재는 중정석(barite)이 제공되고, 상기 윤활유는 흑연(graphite)이 제공되고, 상기 연마재는 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공된다. 그리고 상기 부식 방지 첨가제는, 제3인산나트륨[Na3PO4], 아질산나트륨[NaNO2], 그리고 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4] 중에서 어느 하나가 제공될 수 있다.
상기 베이스 재료는 상기 접합재, 상기 섬유보강, 상기 보충재, 상기 윤활유, 그리고 상기 연마재가 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5% 체적비로 제공되고, 상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10~50wt%로 혼합된다. 실시 예에 의하면, 상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10wt%로 혼합될 수 있다. 혼합 단계(S10)는 건식 혼합 방식으로 10~20분 동안 고속 혼합기를 사용하여 혼합한다.
성형 단계(S20)는, 상기 혼합 단계(S10)에서 생성된 혼합물을 5~50MPa 압력과 150~200℃의 온도에서 5~20분 고온 성형한다.
열처리 단계(S30)는, 상기 혼합물의 성형 단계에서 성형된 혼합물을 150~250℃의 온도에서 4~10시간 열처리한다.
상술한 과정으로 제조된 브레이크 패드는 브레이크 디스크에 제동력을 생성함과 동시에 브레이크 디스크의 녹 생성을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
본 발명에 따른 브레이크 패드는 브레이크 디스크와의 마찰로 전기 자동차의 제동 장치로 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 접합재(binder), 섬유보강(reinforcing fiber), 보충재(filler), 윤활유(lubricant), 그리고 연마재(abrasives)를 포함하는 베이스 재료와,
    상기 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제가 10 내지 50wt%의 포함하는 브레이크 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합재, 상기 섬유보강, 상기 보충재, 상기 윤활유, 그리고 상기 연마재는 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5% 체적비로 제공되고,
    상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10wt% 첨가되는 브레이크 패드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합재는 페놀 수지(phenolic resin)로 제공되고,
    상기 섬유보강은 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되고,
    상기 보충재는 중정석(barite)으로 제공되고,
    상기 윤활유는 흑연(graphite)로 제공되고,
    상기 연마재는 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되는 브레이크 패드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식 방지 첨가제는,
    제1인산나트륨[NaH2PO4], 제2인산나트륨[Na2HPO4], 제3인산나트륨[Na3PO4], 제1인산칼륨[KH2PO4], 제2인산칼륨[K2HPO4], 제3인산칼륨[K3PO4], 인산화칼슘[Ca3(PO4)2], 디칼슘포스페이트[CaHPO4], Calcium hydroxyphosphate[Ca5(OH)(PO4)3], 일인산석회[Ca(H2PO4)2], 아질산나트륨[NaNO2], 아질산칼륨[KNO2], 아질산칼슘[Ca(NO2)2], 제3붕산나트륨(trisodium orthoborate)[Na3BO3], sodium metaborate[NaBO2], sodium tetrahydroxyborate[NaBH4O4], borax (anhydrous)[Na2B4O7], borax(tetrahydrate)[Na2B4O5(OH)4], borax (pentahydrate)[Na2B4O5(OH)4·H2O], borax(decahydrate)[Na2B4O5(OH)4·8H2O], disodium octaborate(anhydrous)[Na2B8O13], disodium enneaborate[Na2{B8O11(OH)4}·{B(OH)3}·2H2O], sodium pentaborate (monohydrate)[NaH2B5O9], sodium pentaborate(dihydrate)[Na2{B5O7(OH)2}·H2O], sodium pentaborate (pentahydrate)[NaB5O8·5H2O], trisodium pentaborate[Na3B5O7·2H2O], potassium borate[K3BO3], potassium tetraborate[K2B4O7], 붕산칼슘[Ca3(BO3)2], sodium metasilicate[Na2SiO3], sodium orthosilicate[Na4SiO4], sodium pyrosilicate[Na6Si2O7], 규산칼륨[K2SiO3], 규산칼슘[Ca2SiO4], 질산나트륨[NaNO3], 질산마그네슘[Mg(NO3)2], 질산칼륨[KNO3], 질산칼슘[Ca(NO3)2], 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4], 몰리브덴산 칼슘[CaMoO4], 몰리브덴산 암모늄[(NH4)2Mo7O24], 디이소프로필아민 아질산염[Diisopropylamine nitrite], 모르폴린 아질산염 [Morpholine nitrite], 디시킬로헥실아민 아질산염[Dicyclohexylamine nitrite], Sodium sulfite [Na2SO3], Potassium sulfite [K2SO3], Sodium bisulfite[NaHSO3], Potassium bisulfite [KHSO3], Sodium metabisulfite [Na2S2O5], Ammonium bisulfate [(NH4)HSO4] 중에서 적어도 어느 하나가 선택되는 브레이크 패드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식 방지 첨가제는,
    Imidazole[C3H4N2], Pyrazole[C3H4N2], 1,2.3-Triazole[C2H3N3], 1,2,4-Triazole[C2H3N3], Benzotriazole[C6H5N3], Tetrazole[CH2N4], Pentazole[HN5], Hexamethylenetetramine[C6H12N4], Ascorbic acid[C6H8O6], Thiourea[C3H4N2], 모르폴린[Morpholine], 벤질아민[Benzylamine], 씨클로헥실아민 카보네이트[Cyclohexylamine carbonate], 시클로헥실아민 벤조에이트[Cyclohexylamine benzoate], 디시클로헥실아민 카프릴레이트[Dicyclohexylamine caprylate], 구아니딘 크로메이트[Guanadine chromate], 헥사메틸렌이민 벤조에이트[Hexamethyleneimine benzoate], 헥사메틸렌아민 니트로벤조에이트[Hexamethyleneamine nitrobenzoate], 디시클로헥실아민 벤조에이트[Dicyclohexylamine benzoate], 6-아미노벤조-싸이아졸[6-aminobenzo-thiazole], N-부틸-메틸 피리디늄 브로마이드[N-butyl-methy piperidinium bromide (PP14Br)], 폴리에틸렌이민[Polyethyleneimine (PEI)], 4-아미노-2,1,3-벤조싸이아디아졸 [4-Amino-2,1,3-benzothiadiazole], 데나토니움 벤조에이트[Denatonium benzoate], 브랜치드 4차 암모니움 설팩턴트[Branched quaternary ammonium surfactant], 4-니트로페놀[4-Nitrophenol], 디알릴메틸아민 하이드로클로라이드 및 설파 디옥사이드 혼성 고분자[Diallylmethylamine hydrochloride and sulfur dioxide copolymer], 디알릴아민 하이드로클로라이드 말레산 혼성 고분자[Diallylamine hydrochloride maleic acid copolymer(410C)], 에피클로로하이드린 디알릴아민 하이드로클로라이드 4차 아민 혼성고분자[Epichlorogydrinated diallylamine hydrochloride quaternary amine copolymer (880)], 메틸디알릴아민 하이드로클로라이드 설퍼 디옥사이드 혼성고분자[Methyldiallylamine hydrochloride sulfur dioxide copolymer (220lCl)], 도데실 트리메틸 암모니움 브로마이드[Dodecyltrimethylammoniumbromide (DTAB)], 피리딘[Pyridine], 젤라틴[Gelatin], Ascorbic acid[C6H8O6], Carbohydrazide [(N2H3)2CO], Hydroquinone[C6H4-1,4-(OH)2], 에틸아닐린[Ethylaniline], 메르캅토벤조트리아졸[Mercaptobenzotriazole], 페닐히드라진[phenylhydrazine], 로진아민[Rosin amine], 산화 에틸렌[Ethylene oxide], 페닐아크리딘[Phenylacridine], 아이오딘화 나트륨[NaI], 탄산수소칼슘[Ca(HCO3)2], 수산화칼슘[Ca(OH)2], 히드라진[Hydrazine], 암모니아[NH3], 옥타데실아민[Octadecylamine], 이미다졸린[Imidazoline], 메틸아민[Methylamine], 디에틸아민[Diethylamine], N-데실아민[N-Decylamine], 알릴아민[Allylamine], 퀴놀린[Quinoline], 벤질메르캅탄[Benzylmercaptan], 페닐티오유레아[Phenylthiourea], 헥사메틸렌이민-m-니트로벤조에이트[Hexamethyleneimine-m-nitrobenzoate], 1-에틸아미노-2-옥타데실 이미다졸린 [1-Ethylamino-2-Octadecylimidazoline], 디섹-부틸 설파이드[Di-sec-Butylsulfide], 디페닐설폭사이드[Diphenylsulfoxide], Diethylhydroxylamine[C2H5)2NOH], Isopropylhydroxylamine[C3H9NO], 아크릴산[Acrylic acid], 알릴 아세트산[Allylacetic acid], 올레산[Oleic acid], 6-헵텐산[6-Heptenoic acid], 운데실레닉산[Undecylenic acid], 이미노디아세트산[Iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)글리신[N-(phosphonomethyl)glycine], 니이트릴로타라이아세트산[Nitrilotriacetic acid], N-(2-아세트아미도)이미노디아세트산[N-(2-Acetamido)iminodiacetic acid], N-(포스포노메틸)이미노디아세트산[N-(Phosphonomethyl)iminodiacetic acid], 비신[BIcine], 트라이신[Tricine], 시트르산[Citric acid], 디피콜린산[Dipicolinic acid], 파라시온[Parathion], 메틸 파라티온[Methyl parathion], 말라시온[Malathion], 디아지논[Diazinon], 포스멧[Phosmet], 테트라클로빈포스[Tetrachlovinphos], 아진포스-메틸[Azinphos-methyl], 클로르피리포스[Chlorpyrifos], 디클로르보스[Dichlorvos], 페니트로티온[Fenitrothion], 아자메티포스[Azamethiphos], 테르부포스[Terbufos], 디브롬(날레드)[Dibrom(Naled)], 디메토에이트[Dimethoate], 디크로토포스[Dicrotophos], 포스파미돈[Phosphamidon], 메티다시온[Methidathion], 페니트로티온[Fenitrothion], 메타미도포스[Methamidophos], 오메토에이트[Omethoate], 포레이트[Phorate], 펜티온[Fenthion], 펜술포시온[Fensulfothion], Fluorinated silica nanoparticles, Fe2O3 nanoparticle, Silicon oxide nanoparticle, MoS2 nanoparticle, TiO2 nanoparticle 중에서 적어도 어느 하나가 선택되는 브레이크 패드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식 방지 첨가제는,
    제3인산나트륨[Na3PO4], 아질산나트륨[NaNO2], 그리고 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4] 중에서 선택되는 브레이크 패드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 부식 방지 첨가제가 분말 또는 캡슐 형태로 첨가되는 브레이크 패드.
  8. 접합재, 섬유보강, 보충재, 윤활유, 그리고 연마재를 포함하는 베이스 재료에 대해 부식 방지 첨가제를 10 내지 50wt%로 첨가하여 혼합하는 혼합 단계;
    상기 베이스 재료와 상기 부식 방지 첨가제의 혼합물을 성형하는 성형 단계; 및
    성형이 완료된 상기 혼합물을 열처리하는 열처리 단계를 포함하는 브레이크 패드 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 혼합 단계는, 분말 형태의 상기 베이스 재료와 상기 부식 방지 첨가제를 10분 내지 20분 동안 혼합하고,
    상기 성형 단계는, 상기 혼합물을 5~50MPa 압력과 150~200℃의 온도로 5~20분 고온 성형하고,
    상기 열처리 단계는, 상기 성형 단계에서 성형된 혼합물을 150~250℃의 온도에서 4~10시간 열처리하는 브레이크 패드 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 접합재, 상기 섬유보강, 상기 보충재, 상기 윤활유, 그리고 상기 연마재는 각각 15%, 10%, 60%, 10%, 그리고 5% 체적비로 제공되고,
    상기 부식 방지 첨가제는 상기 베이스 재료에 대해 10wt% 첨가되는 브레이크 패드 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 접합재는 페놀 수지(phenolic resin)로 제공되고,
    상기 섬유보강은 아라미드 섬유(aramid fiber), 강섬유(steel fiber), 광물섬유(mineral fiber), 셀룰로스 섬유(cellulose fiber) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되고,
    상기 보충재는 중정석(barite)으로 제공되고,
    상기 윤활유는 흑연(graphite)로 제공되고,
    상기 연마재는 지르콘(zircon), 탄화규소(silicon carbide), 석영(quartz), 산화마그네슘(magnesia) 중에서 적어도 어느 하나가 제공되는 브레이크 패드 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 부식 방지 첨가제는,
    제3인산나트륨[Na3PO4], 아질산나트륨[NaNO2], 그리고 몰리브덴산 나트륨[Na2MoO4] 중에서 선택되는 브레이크 패드 제조 방법.
PCT/KR2023/005424 2022-04-21 2023-04-21 부식 방지 첨가제를 포함하는 브레이크 패드 및 이의 제조 방법 WO2023204651A1 (ko)

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