[发明专利]一种摩擦材料组合物及制备方法、刹车片及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种摩擦材料组合物及制备方法、刹车片及其生产工艺,其摩擦材料组合物是由以下重量百分数的组分构成：硼改性酚醛树脂10%‑15%、羧基丁腈橡胶改性环氧树脂1%‑5%、改性玄武岩纤维5%‑10%、陶瓷质晶须5%‑10%、矿物纤维2%‑5%、芳纶纤维2%‑5%、刚玉5%‑10%、锆英石7%‑10%、萤石3%‑5%、聚四氟乙烯2%‑6%、滑石粉3%‑5%、云母5%‑9%、软质高岭土5%‑10%、纳米橡胶3%‑8%、胺基脂10%‑15%、蓝晶石2%‑6%，本发明还提供了该摩擦材料组合物的制备方法及含有此摩擦材料组合物的刹车片及其生产工艺。本发明的摩擦材料组合物金属含量低，摩擦系数稳定，磨损率低且抗冲击力强，使用该摩擦材料制备的刹车片噪音小、高温高速下紧急制动性能稳定且热衰退小。

技术领域

本发明属于刹车片技术领域，具体涉及一种摩擦材料组合物及制备方法、刹车片及其生产工艺。

背景技术

随着汽车工业的发展，刹车片的开发朝着高速、安全、舒适和环保的方向发展，人们对刹车片的要求也越来越严格，刹车制动力、制动舒适性及制动器寿命受到格外的关注，刹车片一般由背板和摩擦材料构成，是汽车刹车系统中最为关键的安全零件，其中摩擦材料又直接关系着刹车片的核心性能。

刹车片摩擦材料主要由粘结剂、增强材料、磨料、摩擦改性剂和空间填料等几个部分组成。粘结剂是摩擦材料中的重要组元，它可以影响材料的热衰退性能、恢复性能、磨损性能和机械性能，汽车摩擦材料中一般采用的是酚醛树脂；增强材料在摩擦材料中起增强剂的作用，传统材料用的是石棉等矿物纤维，半金属汽车摩擦材料中使用的是钢纤维，同时加入少量铜纤维及其少量矿物纤维；磨料也称增摩剂，其均匀分布在基体中，起到摩擦、抗磨、耐热、耐蚀等作用，提高摩擦系数，弥补润滑剂造成的摩擦系数过低；摩擦改性剂主要起到润滑作用，它能提高摩擦材料的工作稳定性、抗擦伤性、抗咬合性、抗粘着性和耐磨性，减小制动噪音，特别有利于降低对偶材料的磨损，从而改善材料的摩擦和磨损性能；空间填料在摩擦材料中主要起到改善材料的物理和机械性能、调节摩擦性能及降低成本的作用。

传统刹车片的材料配比硬度偏高、耐磨耐热性差、磨损率高且含有大量的金属材质，在使用中大量粉尘散布到环境中，造成对环境的污染，如铜对许多水生生物具有毒性，另外，对偶面的摩擦损耗严重，因此，如何对刹车片配方进行优化，寻求一种摩擦性能优异、环境友好的新型刹车片摩擦材料，已然成为业界研究人员长期以来一直努力的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型摩擦材料组合物，该摩擦材料组合物对玄武岩纤维和酚醛树脂进行改性处理，本发明还提供了玄武岩纤维的具体改性方法，通过改性增强了摩擦材料的柔韧性、耐热强度和剪切强度，采用该摩擦材料组合物制备的刹车片提高了制动过程中的摩擦系数，降低了磨损率和噪音。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种刹车片用新型摩擦材料组合物，其包含组分及重量百分数如下：硼改性酚醛树脂10%-15%、羧基丁腈橡胶改性环氧树脂1%-5%、改性玄武岩纤维5%-10%、陶瓷质晶须5%-10%、矿物纤维2%-5%、芳纶纤维2%-5%、刚玉5%-10%、锆英石7%-10%、萤石3%-5%、聚四氟乙烯2%-6%、滑石粉3%-5%、云母5%-9%、软质高岭土5%-10%、纳米橡胶3%-8%、胺基脂10%-15%、蓝晶石2%-6%。

采用硼化合物改变了酚醛树脂的结构，生产键能较高的B-O键，提高酚醛树脂的耐热性，同时，酚醛树脂在高温下易形成蜂窝状结构的碳化硼绝热层，能起到保护内部的作用，阻止热量向材料内部扩散，因而表现出良好的热稳定性。

羧基丁腈橡胶与环氧树脂能够很好的相容，并在外力的作用下能诱导剪切带的产生，从而起到增韧的作用，改性后的环氧树脂在200℃的高温下仍具有12MPa的剪切力，并且相比于丁腈改性酚醛树脂具有更好的剪切强度。