[发明专利]一种高热传导效果的碳纤维陶瓷刹车片及其制备方法

说明书

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。本发明公开了一种高热传导效果的碳纤维陶瓷刹车片，其原料包括：碳纤维、高温耐磨剂、紫铜纤维、高分子粘连剂、煅烧石油焦碳、石墨、矿物纤维、硫酸钙晶须、硅灰棉、稳定剂、锆英石粉。本发明抗高温热衰退性能好，使用寿命长，并且耐磨性能良好，摩擦系数稳定，在车辆上应用本发明后，汽车刹车灵敏，制动平稳，无制动尖叫声，舒适性能较好，并且对偶盘无损伤。

技术领域

本发明涉及刹车片技术领域，尤其涉及一种高热传导效果的碳纤维陶瓷刹车片及其制备方法。

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，美国加州州长斯瓦辛格(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％。

目前，用于轿车制动的刹车片在应用中存在如下缺点：

1、石棉基刹车片：石棉基刹车片的摩擦材料主要以石棉纤维为主，由于人体吸入石棉纤维就会引起身体健康问题，因此被限制使用，同时石棉基刹车片热失严重，不适应轿车高速运行制动；

2、半金属基刹车片：半金属刹车片的配方主要是由钢纤维作为骨架材料，酚醛树脂作为粘合剂，铁粉作为耐磨剂，再加入各种功能性填料的多元复合材料组成；半金属摩擦材料并不是对任何轿车都适用，对于刹车蹄片，则需要更具柔韧性和其它因素，以适应刹车蹄片在使用过程中变热和直径膨胀造成的影响；半金属摩擦材料中金属材料的大量加入，其比重与导热性明显增大，对对偶的攻击性增强，容易生锈、出现低频噪音等，由于高比重必将增加整车重量，增大行车成本，而导热性能的增大，必将削弱刹车片在高温使用状况下的抗剪强度，引发制动危险，同时过高导热性能也会迅速将车辆在频繁制动中产生的大量热能传到制动阀，使液压制动管内产生气泡与气阻，从而严重影响车辆制动时的安全性；

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，以改善金属刹车片易生锈的问题。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