[发明专利]一种采用无铜微晶摩擦材料的环保刹车片

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车刹车片，尤其是涉及一种采用无铜微晶摩擦材料的环保刹车片。

背景技术

现在我们使用的汽车刹车片所使用的摩擦材料中含有很多重金属物质，包括铜、铬、镉、铅金属等。汽车在每次刹车过程中，就有少量的重金属粉尘释放并积累在环境中造成危害。如镉化合物经呼吸被体内吸收积存于肝或肾脏中，对人体肾脏、肝脏造成危害。含铜粉尘进入环境后可以对大马哈鱼等的鱼类造成生物毒害，据有关资料显示，环境中30%的铜污染是由汽车刹车片造成的。因此汽车刹车片对环境造成的影响，我们必须加以重视。目前，世界各国正研究如何克服此类现象蔓延。比如美国华盛顿州州长克里斯格力高尔在该州2010年第61届立法会上签署并通过了SB6557号法案，该法案旨在逐渐在汽车刹车片中禁止使用铜，并对违反者给予严厉惩罚。其规定是：自2014年1月1日起，汽车摩擦材料的制造商，批发商，零售商，经销商在华盛顿州内销售或者销往华盛顿的摩擦材料含有的以下物质不得超过限量：1、石棉纤维，不得超过总重量的1%；2、镉及其化合物不得超过总重量的0.01%；3、铬盐不得超过总重量的0.1%；4、铅及其化合物不得超过总重量的0.1%；5、汞及其化合物不得超过总重量的0.1%。自2021年1月1日起，汽车摩擦材料的制造商，批发商，零售商，经销商在华盛顿州内销售或者销往华盛顿的摩擦材料含有的铜不得超过总重量的5%。同时，工业，安全，环境专家成立了咨询委员会，研究和评估在未来将铜的含量限制在0.5%的可行性。

无独有偶，同样是在2010年，加州州长斯瓦辛格（Schwarzenegge）签署并通过了SB346号法案，要求所有的汽车刹车片制造商减少所有在加州出售的刹车片摩擦材料中铜的用量，到2021年不能超过5%，到2025年不能超过0.5%。

随着现代汽车工业的发展和社会环保意识的提高，目前汽车摩擦材料在材质、制造工艺等方面都取得了重大的进展，出现了很多陶瓷刹车片，它具有使用寿命长、 无锈蚀、摩擦系数高、噪音低等优点。但目前国外公司均将陶瓷刹车片的配方视为商业机密，而国内已公开的刹车片的配方设计还不够完善，主要表现为：性能不够稳定，很多刹车片在高温时，其摩擦系数易衰退、甚至出现摩擦材料膨胀，摩擦表面有裂纹等严重技术问题。

发明内容

本发明提供一种刹车噪音低、热传导效果好、含铜量少的摩擦材料的微晶组合物刹车片，解决现有汽车刹车片中的铜等重金属物质含量超标，刹车时噪音较高，对环境危害较大，摩擦系数易衰退、甚至出现摩擦材料膨胀，摩擦表面有裂纹等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种采用无铜微晶摩擦材料的环保刹车片，由下列重量份的组分配比制成：

腈纶浆粕8～10份、莫来石陶瓷纤维12～18份、水镁石纤维3～5份、纳米锡粉4～8份、硫化锌10～12份、棕刚玉5～6份、硫化锑6～8份、纤维素纤维8～10份、铁黑3.5～5份、碳酸钙晶须5～8份、硫酸钙晶须8～10份、钛酸钾10～14份、鳞片石墨5.5～7份、煅烧石油焦碳6～8份、鳞片铝粉3～5份、丁腈橡胶粉2～4份、酚醛树脂6～10份、纳米氢氧化锰0.8～1.2份、二硫化钼6～10份；

制作上述采用无铜微晶摩擦材料的环保刹车片的方法是：按重量比将腈纶浆粕、莫来石陶瓷纤维、水镁石纤维、纳米锡粉、硫化锌、棕刚玉、硫化锑、纤维素纤维、铁黑、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾、鳞片石墨、煅烧石油焦碳、鳞片铝粉、丁腈橡胶粉、酚醛树脂、纳米氢氧化锰、二硫化钼倒入高速分散机内，搅拌成均匀分散的粉末状后取出，摩擦材料组合物放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

本发明中，腈纶浆粕内部微孔丰富，表面具有大量的极性基团，与基体的界面黏合性能很好，加工过程中不会产生大量粉尘，而且腈纶浆粕会提高刹车片在高温时的摩擦稳定性。

莫来石陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。

水镁石纤维[Mg(OH)2]是一种纤维状的氢氧镁石，可用作增强材料和填料。

纳米锡粉（粒径50nm）是一种无毒环保的摩擦材料，能替代有污染的铜质原料。

硫化锌能均匀的与其他摩擦材料混合，具有散热均匀的效果，能够提高摩擦系数，起到增摩效果。