[发明专利]一种无机盐晶须增强树脂基汽车制动复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种新型无机盐晶须增强树脂基复合摩擦材料，更具体涉及到作为汽车摩擦制动装置中的制动片材料及其制备方法。 

背景技术

随着全球汽车工业的高速发展和产品的快速更新，人们越来越致力于安全、舒适和环保性能等方面的研究。2009年3月20日，国务院办公厅发布《汽车产业调整和振兴规划》，其中的规划目标之一就是汽车制动系统在内的关键零部件技术要实现自主化，并把突破整车设计开发中的NVH（振动、噪声、平顺性）等关键技术做为主要任务来抓。根据国家汽车行业权威机构分析，未来5年内，中国汽车零部件市场需求的平均增长率将在15%以上。这给刹车片行业的发展带来了前所未有的机遇。同时，国家“十一五”规划中提出，“十一五”末力争将摩擦材料行业的集中度再提高20%以上，通过国际质量管理体系认证的企业比例达到70%以上。制定发布等同采用国际标准ISO15484的摩擦材料新标准，并使超过30%的摩擦材料企业直接执行国际标准和国外先进标准。因此，开发高性能环保型汽车用制动器衬片非常迫切。

传统的石棉制动材料，由于摩擦过程石棉受热分解产生热衰退以及石棉毒害性而被许多国家严格限制生产和使用。其后出现的半金属制动片，因金属易锈蚀、高发热以及造价高、摩擦噪声等缺点，并未能完全取代石棉式制动材料。新型的混杂纤维增强制动摩擦材料因其性能调控余地大、工艺简单、原材料获取方便而受到肯定，其中晶须增强复合材料已成为复合材料研究领域内极为活跃的一个方面。晶须增强复合材料表现出的优异性能也大大推动了各种晶须的研制和开发，现己问世的晶须类型有一百多种，但大部分高品质晶须价格昂贵，极大限制了它们的应用。以钙、镁盐为代表的低成本的无机盐晶须的合成为树脂基复合材料增强相的选材研究提供更广阔的领域。无机盐晶须作为一种新型的增强材料，具有十分优异的物理力学性能，还有阻燃、防腐、绝缘、减振、吸波等许多特殊的功能。同时无机盐本身是土壤、海湖盐的成分，与自然环境协调性好，从生物分解性和环境安全性方面与玻纤等相比危害要小得多。和其它晶须相比，生产成本大幅度降低，在聚合物改性中具有更高的性价比，极具发展前途。

本专利中所涉及的硫酸钙晶须于20世纪70年代由日、美、德等国着手研究，20世纪80年代开始逐步应用。我国也紧随其后，并在21世纪初进行了工业化生产，其中沈阳立昂新材料有限责任公司为国内最早工业化生产的企业，洛阳亮东非金属材料科技开发有限公司为国内工业化生产产能最大的企业。无水硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是无水硫酸钙的纤维状单晶体，可微溶于水且其水溶液呈中性，同时具有优良的增强功能和阻燃性。因此和其他无机晶须相比，无水硫酸钙晶须是无毒的绿色环保材料，可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。总之，无水硫酸钙晶须具有极好的性能价格比，是一种应用领域较广、市场前景极为广阔的新型材料，也是目前国际上备受关注、极有发展前途的无机盐晶须材料。 

发明内容

本发明提供一种无机盐晶须增强树脂基汽车制动复合摩擦材料及其制备方法。利用价格极为低廉的无水硫酸钙晶须（分子式为CaSO₄）增强酚醛树脂，并选用叶蜡石｛分子式为Al₄［Si₈O₂₀］（OH）₄｝作为混杂纤维制动摩擦材料的填料，再配以适当的增摩、抗磨剂，发挥基体、晶须、填料之间的协同耦合作用，从而获得耐热性好，摩擦系数稳定性好，磨损率小，制动效果好，成本低的新型汽车制动复合材料。

本发明是通过如下技术手段实施的：

一种无机盐晶须增强汽车制动复合摩擦材料的原料包括无水硫酸钙晶须、叶蜡石粉、酚醛树脂、铜粉、石墨粉和氧化铝粉。

原料的质量份数为：无水硫酸钙晶须20～60份，叶蜡石粉5～30份，酚醛树脂10～30份，铜粉5～15份，石墨粉5～20份，氧化铝粉2～30份。

原料最佳配方按照重量份数为：无水硫酸钙晶须40～50份、叶蜡石粉8～15份、酚醛树脂18～25份、铜粉7～12份、石墨粉5～10份和氧化铝粉8～15份。

本发明的无机盐晶须增强汽车制动复合摩擦材料的制备方法，按照所述的原料重量配比，制备步骤为：