[发明专利]硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维树脂基摩擦材料，特别是涉及一种硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料，还涉及这种硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料制备方法。

背景技术

制动摩擦材料是一种应用于各种交通工具和机械设备中用以实现减速或制动功能的复合材料。为了应对环境保护、适应各种车型、复杂路况和各种极端使用工况的需求，汽车用非石棉摩擦材料也在不断地创新，目前基本存在三种不同配方体系：半金属配方体系，少金属配方体系和无金属配方体系，但是有金属配方材料存在产品密度大、易锈蚀、易刮伤对偶、噪音大、摩擦磨损性能不稳定等缺点，因此采用无金属配方体系代替有金属配方体系逐渐成为一种发展趋势。

文献1“专利公开号是CN101177601A的中国专利”公开了一种硫酸钙晶须用于制备刹车片的方法，材料配方中采用硫酸钙晶须作为增强材料与硫酸钡、硅酸锆等摩擦性能调节剂及多种矿物纤维复合而成，所制备的材料能够改善摩擦材料的压缩性能和高温性能，提高气孔率，具有摩擦系数稳定，无噪音，磨耗小等优点，但是其配方结构中含有金属成分，会影响产品密度及外观均匀性，同时易出现锈蚀严重、导热过快及黑灰污染等缺点。

在非金属纤维中，碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能。文献2“专利公开号是CN1580100A的中国专利”公开了一种汽车同步器齿环碳纤维摩擦材料的制备方法，主要以碳纤维为增强体，所制备的摩擦材料提高了摩擦稳定性、耐磨性和耐高温性，但由于采用单一碳纤维作为增强体，大大提高了树脂基摩擦材料的成本，并且碳纤维易出现团聚现象。而且采用的陶瓷矿物纤维即矿棉纤维，容易划伤对偶材料，高温时摩擦系数较低，从而导致材料的热稳定性较差。

发明内容

为了克服现有碳纤维树脂基摩擦材料高温时摩擦系数低的不足，本发明提供一种硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料。以NAO摩擦材料配方体系为基础，采用硫酸钙晶须与碳纤维作为增强体，既可以制备出无污染、摩擦系数稳定、抗热衰退性好、磨耗低、噪音小、不损伤对偶材料、力学性能好、使用寿命长的无金属制动摩擦材料，又可以减少碳纤维和粘结剂的用量，降低成本及树脂在高温下的热分解现象，同时可以满足材料在不同尺度范围内的增强作用，有效抑制材料的热衰退现象，在制动过程中行程连续的摩擦膜，有利于提高材料的摩擦系数稳定性和耐磨性。

本发明还提供这种硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料，其特点是由重量百分比为5-20％的粘结剂、重量百分比为15-30％的纤维增强体、重量百分比15-33％的摩擦性能调节剂和重量百分比20-40％的填料制备而成。

所述粘结剂是改性树脂或者改性橡胶的任一种。

所述纤维增强体是硫酸钙晶须、碳纤维、芳纶纤维或者海泡石纤维的任一种或任几种。

所述摩擦性能调节剂是氧化铝、铬铁矿、萤石、石墨或者云母的任一种或任几种。

所述填料是硫酸钡、高岭土、硅藻土、氧化锌或者炭黑的任一种或任几种。

一种上述硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料制备方法，其特点是包括以下步骤：称取重量百分比为5-20％的粘结剂、重量百分比为15-30％的纤维增强体、重量百分比15-33％的摩擦性能调节剂、重量百分比20-40％的填料，首先将除硫酸钙晶须外的纤维增强体和填料加入混料机中搅拌至纤维均匀分散，然后将硫酸钙晶须材料、粘结剂和摩擦性能调节剂加入混料机中搅拌均匀得到压塑料；将压塑料填入模具中压制成预制体，模压工艺参数：温度160-180℃，压力20-35MPa，时间60-100s/mm；将预制体放入程序控温鼓风干燥箱中，于4-12h内从120℃梯度升温至200℃进行热处理，得到硫酸钙晶须增强碳纤维树脂基摩擦材料。