一种碳陶型摩擦材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份和传统填料10～25份。本申请使用了10～25份碳源类填料，提供的碳陶型摩擦材料具有无制动噪音、结构多孔与低硬度的特性，实施例表明，制得的碳陶型摩擦材料密度仅仅达到1.5～1.7g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种碳陶型摩擦材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及摩擦材料
，尤其涉及一种碳陶型摩擦材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，传统的轨道车辆、汽车，特别是用于汽车的非石棉制动摩擦材料，都是以酚醛树脂为粘结材料、各种增强金属纤维为骨架材料、以各种功能性填料为填充材料，通过混料、制型、热压成型、热处理以及磨削加工等一系列工艺处理，最后制成汽车用“金属衬片与非石棉或半金属摩擦材料”刹车片，但是这些产品在产品性能上也都存在不同的问题，尤其是汽车用刹车片的耐磨性能不稳定、制动噪音大的现象，人们通过改变摩擦材料的组成等方法降低摩擦材料的高温摩擦系数，如CN103375520A公开由丁基丁苯、过氧化氢异丙苯、环氧树脂、硼酚醛树脂、聚丙烯、尼龙粉、氮化硼、偶联剂、碳化硅等原料制得的刹车片；CN102954128A公开了在刹车片中设置减音片以减少制动噪音。但是，现有技术制得的摩擦材料仍然存在耐磨性能不稳定、制动噪音较大的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种碳陶型摩擦材料及其制备方法和应用，降低摩擦材料的制动噪音，提高摩擦材料的耐热性和耐磨稳定性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份和传统填料10～25份。优选地，所述碳陶型摩擦材料由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂7～11份、有机纤维9～11份、陶瓷类填料48～53份、碳源类填料12～20份、有机减磨填料3份和传统填料12份。优选地，所述有机纤维包括亚克力纤维、芳纶浆泊纤维和纸基纤维中的一种或几种的混合物。优选地，所述陶瓷类填料包括绿水渣、紫砂、页岩、硅铝土和类石墨中的一种或几种的混合物。优选地，所述碳源类填料包括天然植物杆皮和/或果实壳粉。本专利技术还提供了上述技术方案所述碳陶型摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料湿混，得到混合料；将混合料依次经过干燥、热压和碳化得到碳陶型摩擦材料。优选地，所述湿混使用的溶剂为水，所述水的质量为各原料质量之和的28～35％。优选地，所述热压的温度为175～185℃，所述热压的压强为15～20MPa，所述热压的速率为50～70s/mm。优选地，所述碳化的温度为450～800℃。本专利技术还提供了上述技术方案所述碳陶型摩擦材料或上述技术方案所述制备方法得到的碳陶型摩擦材料在制备刹车片中的应用。本专利技术提供了一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份和传统填料10～25份。本申请提供的碳陶型摩擦材料是一种“无石棉、无玻纤、无金属、非陶瓷”摩擦材料，提供的碳陶型摩擦材料具有无制动噪音、结构多孔与低硬度的特性，原料中的碳源类填料经碳化后转为碳与碳化物，碳化后重量损失约为12～15％，碳化排除了原料中所含的低分子物质，即消除了能够在摩擦过程中生产“气垫效应”的物质，从而克服了传统工艺制得的摩擦材料存在的耐热性能不稳定、高温摩擦系数降低、制动噪音大的问题。实施例表明，制得的碳陶型摩擦材料密度仅仅达到1.5～1.7g/cm3，洛氏硬度(HRL)达到20～40，气孔率较高，吸水率可达2～5％或更高，且100℃时摩擦系数为0.36，350℃时摩擦系数为0.35，降低率仅2.8％，具有优良的耐摩稳定性。并且，本申请提供了一种碳陶型摩擦材料的制备方法，将各原料湿混，得到混合料，混合料依次经过干燥、热压和碳化得到碳陶型摩擦材料。湿混避免了现有技术中存在的较严重的粉尘尘害。具体实施方式本专利技术提供了一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份、传统填料10～25份。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括酚醛树脂6～12份，优选为7～11份。本专利技术中，所述酚醛树脂起到粘合作用。本专利技术对所述酚醛树脂的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，具体的如2123酚醛树脂等。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括有机纤维5～18份，优选为9～11份。本专利技术中，所述有机纤维能够增强碳陶型摩擦材料的硬度。在本专利技术中，所述有机纤维优选包括亚克力纤维、芳纶浆泊纤维和纸基纤维中的一种或几种的混合物，更优选为两种有机纤维的混合物，最优选为纸基纤维和亚克力纤维的混合物或者亚克力纤维和芳纶浆泊的混合物。本专利技术对所述纸基纤维和亚克力纤维的混合物或者亚克力纤维和芳纶浆泊的混合物中各有机纤维的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的物质即可。本专利技术对所述有机纤维的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。本专利技术中，所述有机纤维的长度优选为1mm～6mm更优选为3mm～4mm,所述有机纤维的直径优选为9μm～15μm，更优选为11μm～13μm。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括陶瓷类填料15～55份，优选为18～52份，更优选为19～45份。在本专利技术中，所述陶瓷类填料优选包括绿水渣、紫砂、页岩、硅铝土和类石墨中的一种或几种的混合物，更优选为绿水渣、紫砂、页岩、硅铝土和类石墨中三种的混合物，最优选为绿水渣、紫砂和页岩的混合物。本专利技术对所述绿水渣、紫砂和页岩的混合物中各陶瓷类填料的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的物质即可。在本专利技术实施例中，绿水渣、紫砂和页岩的质量比优选为15～20:2:13～20。本专利技术对所述陶瓷类填料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。本专利技术中，所述陶瓷类填料的粒径优选为33μm～47μm，更优选为35μm～40μm。本专利技术中，陶瓷填料可保持较好和稳定的摩擦系数、减少碳陶型摩擦材料的磨损。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括碳源类填料10～25份。在本专利技术中，所述碳源类填料优选包括天然植物杆皮和/或果实壳粉，本专利技术对所述天然植物杆皮、果实壳粉的具体种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，具体的，如沙树树皮、松树树皮、小麦秸秆、油茶壳粉和/或榛子壳粉。本专利技术中，所述碳源类填料经碳化后转为碳与碳化物，排除了低分子物质，消除能够在摩擦过程中生产“气垫效应”的物质，能够降低摩擦材料的制得噪音，同时降低摩擦材料的密度。本专利技术中，所述碳源类填料的粒径优选为350μm～833μm，更优选为495μm～701μm。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括有机减磨填料3～15份，优选为7～12份。本专利技术中，所述有机减磨填料。在本专利技术中，所述有机减磨填料的粒径优选为3份～15份，更优选为7份～12份。本专利技术对所述有机减磨填料的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，具体的如聚四氟乙烯、聚氨酯。在本专利技术中，以质量份数计，制备碳陶型摩擦材料的原料包括传统填料10～25份，优选为12份～20份。在本专利技术中，所述传统填料的粒径优选为350μm～833μm，更优选为49本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份和传统填料10～25份。

【技术特征摘要】
1.一种碳陶型摩擦材料，由包括以下质量份数的原料经碳化制备得到：酚醛树脂6～12份、有机纤维5～18份、陶瓷类填料15～55份、碳源类填料10～25份、有机减磨填料3～15份和传统填料10～25份。2.根据权利要求1所述的碳陶型摩擦材料，其特征在于，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂7～11份、有机纤维9～11份、陶瓷类填料48～53份、碳源类填料12～20份、有机减磨填料3份和传统填料12份。3.根据权利要求1或2所述的碳陶型摩擦材料，其特征在于，所述有机纤维包括亚克力纤维、芳纶浆泊纤维或纸基纤维中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1或2所述的碳陶型摩擦材料，其特征在于，所述陶瓷类填料包括绿水渣、紫砂、页岩、硅铝土和类石墨中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1或2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫久龙，司万宝，张海滨，王大刚，
申请(专利权)人：九通新型摩擦材料朝阳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21