[发明专利]无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料、刹车片、其制法及应用

说明书

本发明公开了一种无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料、刹车片、其制法及应用。所述无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料包含树脂、丁腈橡胶、石墨烯、人造石墨、焦炭、二硫化钼、刚玉、芳纶、硫酸钙晶须、矿物纤维、钛酸钾、硫酸钡、蛭石、硅酸钙、氧化铁黑以及锌粉等等。本发明的无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料不含钢棉、铜金属及其化合物，添加少量石墨烯，与其它组分合理搭配，就可以达到很好的摩擦稳定性、导热润滑性能和基体亲和性，使用过程中石墨烯与芳纶、锌粉产生摩擦协同作用，可以替代传统陶瓷刹车片中铜的作用，并易于在刹车盘表面形成石墨烯增强的摩擦转移膜，提高无铜陶瓷刹车片的综合性能。

技术领域

本发明涉及一种无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料，具体涉及一种无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料及其制备方法与应用，属于制动材料技术领域。

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，刹车片摩擦材料需要有显著的耐磨和耐热性能，和对对偶面的保护性，多数陶瓷刹车片配方中含有如石墨、铜、硫化锑等导热润滑性能的关键组份，然而，传统陶瓷刹车片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，所以美国一些州颁布立法来强制要求逐步在刹车片中停用金属铜；法律规定，截止2021年，要大大限制使用含铜的材料，最终不得超过0.5％。

在当今世界环境保护的重视下，无铜石墨烯陶瓷刹车片在未来的刹车片行业具有发展前景和庞大的市场竞争潜力。因此，如何对陶瓷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

本发明的主要目的在于提供一种无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料、其制备方法及应用，以克服现有刹车片中所存在的性能和环保问题。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料，其包含按照质量百分比计算的如下组分：树脂1～15wt％、丁腈橡胶0.5～10wt％、石墨烯0.1～5wt％、人造石墨1～10wt％、焦炭1～12wt％、二硫化钼0.5～8wt％、刚玉0.1～8wt％、芳纶0.1～8wt％、硫酸钙晶须1～15wt％、矿物纤维1～15wt％、钛酸钾5～20wt％、硫酸钡5～20wt％、蛭石2～10wt％、硅酸钙2～10wt％、氧化铁黑1～8wt％以及锌粉0.5～5wt％。

在一些实施例中，所述无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料包含按照质量百分比计算的如下组分：树脂5～8wt％、丁腈橡胶0.5～4wt％、石墨烯0.5～2wt％、人造石墨4～8wt％、焦炭8～12wt％、二硫化钼1～5wt％、刚玉0.5～3wt％、芳纶1～5wt％、硫酸钙晶须8～12wt％、矿物纤维8～12wt％、钛酸钾12～18wt％、硫酸钡12～18wt％、蛭石5～8wt％、硅酸钙4～8wt％、氧化铁黑4～8wt％以及锌粉1～3wt％。

本发明实施例还提供了前述的无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料于制备刹车片制品中的用途。

本发明实施例还提供了一种无铜石墨烯陶瓷刹车片，其包含前述的无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料。

本发明实施例还提供了一种无铜石墨烯陶瓷刹车片的制备方法，其包括：

按照前述的无铜石墨烯陶瓷刹车片复合材料中的配比将各组分均匀混合，得到混合原料；

对所述混合原料进行成型处理、热处理和固化处理，获得无铜石墨烯陶瓷刹车片。

与现有技术相比，本发明的优点包括：