[发明专利]改善的基于粘结组合物的用于刹车片的摩擦材料和相关刹车片

说明书

描述了改进的摩擦材料，包含基于水硬性粘结剂的粘结组合物，以及其在刹车片和工业应用中的用途。

本发明涉及改善的基于粘结组合物的用于刹车片的摩擦材料和相关刹车片。

本发明属于用于刹车片的摩擦材料的领域，其如已知的那样必须具有在宽范围的操作条件下确保性能一致和可靠的组成。

特别地，作为在特别苛刻的运行条件下运行的车辆用盘状刹车片，因为它们必须确保可靠性并同时确保耐久性，生产者已经不断地尝试改善相关摩擦材料的特征与性能。

刹车片由支承体(通常为金属的)和由各种材料组成的确保摩擦的层组成。可以通过合适地选择摩擦材料的组成和相同材料的性质来改善该片的效率(即制动能力)或持续时间。

在现有技术中，已经开发了含有钢和可变量的不同类型金属(如：铜、铝、锌等等)并包含热固性树脂作为粘结元件的摩擦材料，所述热固性树脂尤其是酚醛树脂本身和/或改性酚醛树脂/衍生物树脂(硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂)。相对于该摩擦材料组合物的总重量以8重量％至20重量％的百分比存在于许多用于刹车片的摩擦材料中的这些热固性树脂需要刹车混合物的热模塑过程，并确保最佳的刹车片的最终性能：制动能力、耐磨损性和耐磨性等等。

但是，使用热固性酚醛树脂存在各种缺点，首先是生态可持续性和潜在毒性的问题。由于加工过程中以及最终产品的使用过程中的热氧化降解，这些树脂事实上可以释放衍生自苯酚和甲醛(树脂的基本组分)的确定有毒和/或可能有毒的物质。根据规定EC1272/2008，苯酚被归类为有毒物质，其在于皮肤长期接触的情况下是有害的，并且是3类致突变物。对减少苯酚进入环境的替代物的探索在许多工业研究领域非常活跃；在摩擦材料领域也已面临这一问题。在对新摩擦材料的研究活动的背景中，申请人已经提出了专利申请WO 2014/203142。专利申请WO 2014/203142中描述的发明落在用于刹车片的摩擦材料领域中，不含酚醛树脂，并且其如上所述具有在宽范围的操作条件下确保性能一致和可靠的组成。

在该专利申请中，已经开发了基于水硬性粘结剂的粘结组合物用于生产摩擦材料，所述摩擦材料用于制造刹车片，该刹车片在满足必要的技术规格(如热机械特性)的同时还确保了高生态可持续性，即克服了含有酚醛树脂的摩擦材料和根据现有技术的基于水硬性粘结剂的摩擦材料的缺点。

存在于WO 2014/203142中所述摩擦材料中的基于水硬性粘结剂的粘结组合物已经完全取代了热固性树脂，确保了在整体上改善的刹车片的性能。制动能力、耐磨损性、耐磨性等等与采用热固性树脂类粘结剂制得的现有技术的刹车片相当。

特别地，通过称为“SAE J2522”(下文中表示为“AK Master”)的测试来测定WO2014/203142的摩擦材料的摩擦学特性。该AK Master测试是性能测试，其中在各种致动条件下测试一对刹车片：在试用阶段后，在不同的压力和速度(低速、中速和高速)下模拟一系列制动，以及特性制动，如冷制动和高速公路制动。

该材料(专利申请WO 2014/203142的目标)明确通过了上述AKMaster测试，还能够通过压缩成型方法生产水泥基刹车片。

但是，已经证实了专利申请WO 2014/203142的材料目标当在更严苛的温度条件下(类似于为了验证跑车上的制动系统对热和频繁使用的耐受性而提供的那些条件)施以更苛刻的测试时(例如当施以称为“高温内部测试”的摩擦学测试时)具有较差的性能。这种材料事实上在“高温内部测试”所设想的条件下具有显著的表面分层。