[发明专利]一种无铜NAO摩擦材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种无铜NAO摩擦材料及其制备方法和用途，属于汽车零部件技术领域。所述无铜NAO摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂4‑17份，增强纤维6‑30份，有机调节剂1‑10份，增摩填料3‑23份，金属硫化物2‑18份，碳素材料15‑40份，钛酸盐填料5‑35份，空间填料5‑57份；其中，所述碳素材料选自合成石墨、颗粒焦炭、鳞片石墨和竹炭粉的组合物；所述空间填料为凹凸棒土和重晶石的组合物。本发明显著提高了NAO摩擦材料的制动寿命，降低了制动片的整体密度和单位体积成本，有效改善摩擦材料的耐热性能和噪声性能；并且凹凸棒土孔洞结构吸附摩擦界面磨损产生细小粉尘和甲醛，有效改善落灰提高环保性。

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种无铜NAO摩擦材料及其制备方法和用途。

背景技术

制动片即刹车片或刹车皮，安装在汽车车轮的盘式制动器上，是车辆制动系统中最关键的安全零部件之一，制动片的性能对制动安全、制动舒适性、制动噪声和环境友好等性能的优劣起到十分重要的作用。

常见制动片摩擦材料为树脂基复合材料，主要包括粘结剂、增强纤维和填料三部分，填料包括增摩、润滑等功能填料和仅起到填充作用的空间填料。摩擦材料在制动过程中树脂基体常会发生热分解及热降解反应，基体分解和降解造成界面剪切力下降，同时分解出甲醛、CO及CO₂类气体物质，气体物质在摩擦界面形成气垫、降低系数，基体分解和降解引发热衰退。无铜NAO摩擦材料由于缺少导热系数高的金属材料，摩擦界面温度过高，热衰退更加严重。

多孔材料能够吸附界面分解气体，抑制制动片的热衰退。凹凸棒土内部孔道较多，具有较高的比表面积和吸附能力，呈弱碱性，有望改善衰退性能。凹凸棒土是一种链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土类矿物，理论成分主要为MgO，SiO₂和H₂O，常温莫氏硬度为2-3，高温大于5。凹凸棒土的表面积约为146-210m²/g，经过高温焙烧表面积进一步增大，甚至达到350m²/g。

专利CN 101575438A在超声波作用下，在溶剂中制备了凹凸棒土/酚醛树脂复合材料，该方法提高了酚醛树脂的稳定性和力学性能，但是制备过程处理条件较多并且在溶剂状态下制备，不适合目前制动片的干法规模化生产。

碳素材料在某种意义上可以认为是一种高级耐火材料，它在3000℃以上也不会熔化，在常压没有熔点，只有在3500℃以上升华，并且具有良好的导电导热性能，作为耐火材料是其他材料无法比拟的，用于高端制动市场的碳陶复合材料就是充分利用碳素材料的耐热性特点，高碳素含量可以提高摩擦界面热量传递能力和润滑能力，降低局部过热导致的衰退，提高制动寿命。但是，碳素材料含量过高会由于与基体结合强度低、自身内聚强度低而恶化机械性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无铜NAO摩擦材料及其制备方法和用途，克服现有的摩擦材料中所存在的缺陷。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种无铜NAO摩擦材料，所述无铜NAO摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂4-17份，增强纤维6-30份，有机调节剂1-10份，增摩填料3-23份，金属硫化物2-18份，碳素材料15-40份，钛酸盐填料5-35份，空间填料5-57份；

其中，所述碳素材料选自合成石墨、颗粒焦炭、鳞片石墨和竹炭粉的组合物；所述空间填料为凹凸棒土和重晶石的组合物。

优选地，所述粘结剂为4-15份。更优选地，粘结剂为5-13份。

进一步地，所述粘结剂选自未改性酚醛树脂，流动距离为25-35mm，凝胶化时间为70-80S。其中，流动距离和凝胶化时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。