專利名稱：一種低衰退率nao摩擦材料及其制備方法
技術領域：
一種低衰退率NAO摩擦材料及其制備方法。
背景技術：
隨著汽車、火車、飛機等交通運輸工具向高速、重載方向發(fā)展，人們對安全性、舒適性和清潔性要求的不斷提高，對身體健康和環(huán)境保護意識的加強，不僅對摩擦材料的制動性能要求更加苛刻，而且對材料的選用更加嚴格。由于石棉具有優(yōu)異的性能和低廉的成本，早期的摩擦材料主要是以石棉作為增強材料，但越來越多的資料證明，石棉對人的危害極大，被公認是致癌物質(zhì)，并且在生產(chǎn)和使用過程中石棉粉塵對環(huán)境造成嚴重污染。強制性國家標準GB12676-1999也規(guī)定我國自2003年10月I日起制動摩擦襯片應不含有石棉。而隨著摩擦材料的發(fā)展，以鋼棉增強的半金屬和低金屬摩擦材料能較好的解決高速和重載問題，因為鋼棉有很好的耐溫性和熱傳導性，能克服在剎車過程中動能轉化為熱能所產(chǎn)生的溫升造成的剎車性能衰退，保證穩(wěn)定的制動性能，但鋼棉代替石棉而制得半金屬和低金屬摩擦材料由于比重大、硬度高、容易銹蝕、損傷對偶、產(chǎn)生制動噪音和振動、剎車產(chǎn)生的粉塵容易污染輪轂等缺點，也使人們感到不滿意。礦物纖維的成功開發(fā)，把礦物纖維應用在摩擦材料中開發(fā)出無石棉無鋼棉可以加用少量銅或鋁的NAO材質(zhì)摩擦材料成為新的發(fā)展方向。研究表明，車輛在制動過程中，整個制動系統(tǒng)需要承受巨大的壓力。一輛中級轎車在時速130KM時制動需要超過500KW的瞬時制動功率。假設轎車的輸出功率為50KW，那么瞬時制動功率是發(fā)動機輸出功率的10倍以上。同時，制動時剎車片和剎車盤的溫度會上升300 400度，如果連續(xù)制動或下長坡，摩擦副的溫度會上升到500 600度，表面溫度更高。摩擦材料中的高聚物在分解溫度以下，呈現(xiàn)塑性和彈性產(chǎn)生粘著和變形。在分解溫度以上，高聚物分解為氣體和低分子物，發(fā)生混合摩擦，產(chǎn)生衰退。熱衰退指剎車片溫度上升后，其剎車效果減退甚至失效的現(xiàn)象，明顯的感覺就是剎車腳軟，再怎么踩剎車效果也不明顯。對于NAO材質(zhì)的摩擦材料來說，由于本身金屬含量的減少，導熱性變差，熱量不能有效快速散發(fā)，容易導致衰退 ；另一方面由于使用了有機纖維，有機纖維耐高溫性能差，高溫自身容易衰退。因此，如何解決高溫衰退問題是開發(fā)出性能優(yōu)異的NAO配方的關鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種成本低廉、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、高溫下衰退低、恢復性好、磨損率小、內(nèi)剪切強度高、材料比重小以及硬度適中的NAO摩擦材料及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術方案是本發(fā)明包括下列重量份的原材料制成樹脂3 8份、摩擦粉2 6份、丁腈膠粉I 3份、輪胎粉2 5份、纖維20 22份和填料63 68份，所述纖維包括芳綸纖維、硅酸鹽礦物纖維和黃銅纖維。優(yōu)選地，所述填料包括重晶石、硅酸鋯、棕剛玉、氟化物、紅蛭石、硫磺、氧化鈣、人造石墨、天然鱗片石墨和煅燒石油焦炭。所述填料用于調(diào)整摩擦材料的各項性能，通過控制各材料的用量來到達調(diào)節(jié)的效果。優(yōu)選地，所述纖維包括芳綸纖維I 2份、硅酸鹽礦物纖維13 15份和黃銅纖維5 7份。優(yōu)選地，所述填料包括重晶石26 28份、硅酸鋯2 4份、棕剛玉I 2份、氟化物5 7份、紅蛭石4 6份、硫磺I 2份、氧化|丐I 2份、人造石墨9 11份、天然鱗片石墨4 6份和煅燒石油焦炭4 6份。本發(fā)明一種低衰退率NAO摩擦材料的制備方法，該方法按以下步驟進行
(O混料按配方重量份稱取所有原材料，把所有材料放入高速混料機中進行攪拌，制成摩擦材料混拌料；
(2)熱壓混拌料放入模具中，模具溫度控制在150±5°C、壓制壓力30±2MPa、保溫保壓時間在30s/mm的條件下進行熱壓，保壓15s后排第一次氣，每次排氣停留時間為5s，以后每隔IOs開模排氣3 5次；
(3)熱處理從室溫 140°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從140°C 160°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從160°C 180°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，180°C 200°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，再降溫到120°C以下，自然冷卻到室溫后取出產(chǎn)品。優(yōu)選地，在進行步驟(2)之前，先預壓成型，把混好的料投入到預成型模具中，采用400 500kg/cm2壓力成型為冷坯，再將冷坯放入模具中進行壓制。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明包括下列重量份的原材料混合而成包括下列重量份的原材料制成樹脂3 8份、摩擦粉2 6份、丁腈膠粉I 3份、輪胎粉2 5份、纖維20 22份和填料63 68份，所述纖維包括芳綸纖維、硅酸鹽礦物纖維、黃銅纖維，所述填料包括重晶石、硅酸鋯、棕剛玉、氟化物、紅蛭石、硫磺、氧化鈣、人造石墨、天然鱗片石墨、煅燒石油焦炭；與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明嚴格控制NAO配方組分中有機物的用量，材料具體為樹脂、摩擦粉、膠粉、輪胎粉的用量，來降低NAO材質(zhì)摩擦材料的熱衰退。所述樹脂在整個配方中起到粘接作用，同時由于高溫下樹脂熱分解，產(chǎn)生氣體會形成氣墊膜，降低了摩擦系數(shù)；所述纖維具有良好的增強作用，滿足高溫時摩擦材料的耐沖擊及耐剪切能力；所述填料用于調(diào)整摩擦材料的各項性能。經(jīng)過配方研發(fā)、性能測試及裝車試驗，所得產(chǎn)品的摩擦系數(shù)穩(wěn)定、高溫衰退率極低、恢復性好、磨損率小、內(nèi)剪切強度高、材料比重小、硬度適中、成本不高，也更好地解決了 NAO材質(zhì)摩擦材料難以克服的熱衰退問題，滿足車輛的制動要求，同時實現(xiàn)了摩擦材料的無石棉化。
具體實施例方式本發(fā)明主要是要解決摩擦材料的熱衰退問題，從摩擦材料的組成來看,有機物是導致衰退的主要原因，嚴格控制有機物的用量，減少引起衰退的組分用量，達到降低衰退是重要的研究方向。下面給出本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明詳細說明。本發(fā)明一種低衰退率NAO摩擦材料包括下列重量份的原材料制成樹脂3 8份、摩擦粉2 6份、丁腈膠粉I 3份、輪胎粉2 5份、芳綸纖維I 2份、硅酸鹽礦物纖維13 15份、黃銅纖維5 7份、重晶石26 28份、娃酸錯2 4份、棕剛玉I 2份、氟化物5 7份、紅蛭石4 6份、硫磺I 2份、氧化|丐I 2份、人造石墨9 11份、天然鱗片石墨4 6份和煅燒石油焦炭4 6份，所述樹脂可以采用領域內(nèi)常用的樹脂材料，而本發(fā)明優(yōu)選酚醛樹脂。本發(fā)明涉及的制備方法包括以下步驟
(1)混料按配方重量份稱取所有原材料，把所有原材料放入高速混料機中，攪拌2 5分鐘，制成摩擦材料混拌料；
(2)預壓成型把混好的料投入到預成型模具中，采用400 500kg/cm2壓力成型為冷坯，再將冷坯放入模具中進行壓制；
(3)熱壓混拌料放入模具中，模具溫度控制在150±5°C、壓制壓力30±2MPa、保溫保壓時間在30s/mm的條件下進行熱壓，保壓15s后排第一次氣，每次排氣停留時間為5s，以后每隔IOs開模排氣3 5次；
(4)熱處理從室溫 140°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從140°C 160°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從160°C 180°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，180°C 200°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，再降溫到120°C以下，自然冷卻到室溫后取出產(chǎn)品。由上述提供的原材料配方以及制備方法，就可以制得低衰退率NAO摩擦材料。下面例舉幾個具體實施例來進行說明。本發(fā)明所述的摩擦材料參照GB5763-2008，采用GB5763-2008《汽車用制動器襯片》中規(guī)定的測試方法對照以下的幾個實施例所提供的配方所制造的摩擦材料進行摩擦磨損測試。摩擦性能要求見表I。表I GB5763-2008摩擦性能要求`
權利要求
1.一種低衰退率NAO摩擦材料，其特征在于包括下列重量份的原材料制成樹脂3 8份、摩擦粉2 6份、丁腈膠粉I 3份、輪胎粉2 5份、纖維20 22份和填料63 68份，所述纖維包括芳綸纖維、硅酸鹽礦物纖維和黃銅纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低衰退率NAO摩擦材料，其特征在于所述填料包括重晶石、硅酸鋯、棕剛玉、氟化物、紅蛭石、硫磺、氧化鈣、人造石墨、天然鱗片石墨和煅燒石油焦炭。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種低衰退率NAO摩擦材料，其特征在于所述纖維包括芳纟侖纖維I 2份、娃酸鹽礦物纖維13 15份和黃銅纖維5 7份。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種低衰退率NAO摩擦材料，其特征在于所述填料包括重晶石26 28份、娃酸錯2 4份、棕剛玉I 2份、氟化物5 7份、紅蛭石4 6份、硫磺I 2份、氧化鈣I 2份、人造石墨9 11份、天然鱗片石墨4 6份和煅燒石油焦炭4 6份。
5.—種如權利要求1所述的一種低衰退率NAO摩擦材料的制備方法，其特征在于按以下步驟進行 (O混料按配方重量份稱取所有原材料，把所有原材料放入高速混料機中進行攪拌，制成摩擦材料混拌料； (2)熱壓混拌料放入模具中，模具溫度控制在150±5°C、壓制壓力30±2MPa、保溫保壓時間在30s/mm的條件下進行熱壓，保壓15s后排第一次氣，每次排氣停留時間為5s，以后每隔IOs開模排氣3 5次； (3)熱處理從室溫 140°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從140°C 160°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，從160°C 180°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，180°C 200°C，等速升溫I 2h，保溫2 4h，再降溫到120°C以下，自然冷卻到室溫后取出產(chǎn)品。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種低衰退率NAO摩擦材料的制備方法，其特征在于在進行步驟(2)之前，先預壓成型，把混好的料投入到預成型模具中，采用400 500kg/cm2壓力成型為冷坯，再將冷坯放入模具中進行壓制。
全文摘要
本發(fā)明公開并提供了一種低衰退率NAO摩擦材料及其制備方法，它具有成本低廉、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、高溫下衰退低、恢復性好、磨損率小、內(nèi)剪切強度高、材料比重小以及硬度適中的特點。本發(fā)明一種低衰退率NAO摩擦材料包括下列重量份的原材料制成樹脂3～8份、摩擦粉2～6份、丁腈膠粉1～3份、輪胎粉2～5份、纖維20～22份和填料63～68份；本發(fā)明涉及的制備方法按以下步驟(1)混料按配方重量份稱取所有原材料放入高速混料機中，攪拌2分鐘；(2)預壓成型把混好的料投入到冷壓模具中壓力成型為冷坯；(3)熱壓將冷坯放入模具中進行壓制；(4)熱處理在烘烤箱內(nèi)進行熱處理，從室溫升溫到200℃烘烤4～16小時。
文檔編號C08K7/06GK103059808SQ20121047103
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權日2012年11月20日
發(fā)明者楊鴻太, 李康, 曾文天, 朱海振 申請人:珠海格萊利摩擦材料有限公司