摩擦材料組合物和摩擦材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種摩擦材料組合物和摩擦材料。更具體地，本發明設及一種能夠在 摩擦材料寒冷環境放置之后減少嘯叫（制動噪音)的摩擦材料組合物，W及從該摩擦材料組 合物獲得的摩擦材料。
【背景技術】
[0002] 傳統來說，諸如制動器的摩擦材料通過使用纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，將其 滲混，并且進行包括諸如預成形、熱成形和精整的步驟的制造過程來制造。在諸如制動器的 摩擦材料中，使用了：纖維基材，例如有機纖維諸如芳絕纖維、無機纖維諸如玻璃纖維或者 金屬纖維諸如銅纖維;有機摩擦改良劑諸如橡膠粉塵和腰果粉塵;無機摩擦改良劑諸如碳 酸巧、硫酸領、金屬顆粒、陶瓷顆粒和石墨；W及粘合劑諸如酪醒樹脂。
[0003] 形成摩擦材料骨架的纖維基材補充摩擦材料的強度、耐熱性和耐磨性，并且在用 作纖維基材的金屬纖維中，由于銅纖維柔軟并且高度可延展，帶來了優秀的成形性，因此通 常使用銅纖維。由于其高熱導性，銅纖維具有擴散摩擦制動期間在摩擦表面上生成的熱量 的功能，由此增強耐衰減性。銅纖維有時W粉末形式使用，即作為銅粉。
[0004] 衰減現象是在摩擦材料暴露于高溫高負載下時摩擦材料中包含的有機物質分解 生成的分解氣體導致的，并且當向摩擦材料中加入具有高熱導率的銅時，提高了摩擦材料 自身的熱福射性質，從而能夠抑制分解氣體的生成。
[0005] 迄今為止，已經爭論過摩擦材料是否能夠同時實現確保制動性質和增強抗嘯叫性 能或耐衰減性兩者。為了提高抗嘯叫性能，例如，專利文獻1描述了一種技術，對于盤式制動 器墊，使用其中滲混有諸如聚四氣乙締(PTFE)、聚全氣乙丙締(FEP)和聚偏二氣乙締(PVDF) 的氣系聚合物的摩擦材料。除此之外，專利文獻2和3分別描述了包含活性氧化侶作為無機 摩擦改良劑和氣系聚合物作為有機摩擦改良劑的摩擦材料組合物，W及使用該摩擦材料組 合物的摩擦材料。
[0006] 制動噪音在各種條件下產生，但是特別是在摩擦材料在低溫高濕條件下放置之 后，在W低減速度進行低速制動時，摩擦材料發生嘯叫。例如，當早晨啟動停放過夜的汽車 并且進行首次制動時，容易發生嘯叫。
[0007] 關于減小運種摩擦材料放置于低溫高濕條件下之后的噪音的技術，專利文獻4描 述了一種技術，在摩擦材料組合物中滲混纖維直徑為化m~30WI1并且纖維長度為0.5mm~ 80mm的纖維狀氣系聚合物纖維，從而獲得低溫情況和高溫情況之間制動輸出的變化小、并 且減小低溫時產生的噪音的摩擦材料。
[000引另一方面，在摩擦材料包含諸如銅的重金屬的情況下，重金屬由于制動作為磨損 碎屑釋放到空氣中，所W指出其對自然環境的影響。由于運種擔憂，已經開發了不包含諸如 銅的重金屬的摩擦材料，并且近年來國際上加速了去除重金屬的行動。關于其中實質上去 除了銅的摩擦材料，例如，專利文獻5描述了一種非石棉摩擦材料，其既不包含重金屬由不 包含重金屬化合物，并且W合計5體積％~25體積％的量包含石墨和焦炭。
[0009]現有技術文獻 [0010]專利文獻
[0011] 專利文獻l:JP-T-(本文中使用的術語"肝-T"意指PCT專利申請的公 開的日文翻譯）
[0012] 專利文獻 2:肝-A-2011-17016
[0013] 專利文獻3:WO 2004/001162
[0014] 專利文獻 4:肝-A-冊8-326805
[0015] 專利文獻 5:肝-A-
[0016] 發明概述
[0017]本發明待解決的問題
[0018] 在運種不包含銅的無銅摩擦材料中，為了解決摩擦材料在低溫下放置之后的嘯叫 問題，即使如專利文獻4使用氣系聚合物纖維時，也不能提供銅的可展性和可延性帶來的潤 滑功能，因此，如果摩擦材料在放置在寒冷環境之后吸收水分，則摩擦系數增加，并且容易 發生嘯叫。此外，由于不包含銅，熱導率下降，并且摩擦材料的成形性降低。成形性的降低會 引起摩擦材料強度的下降，W及使用期間磨損量的不利變化。另外，由于氣樹脂纖維與酪醒 樹脂的潤濕性差，對于摩擦材料的成形性，其量的增加是不利的。
[0019] 因此，關于既不包含銅也不包含含銅金屬的摩擦材料組合物和使用該組合物的摩 擦材料，本發明待解決的問題是提供一種摩擦材料，其抑制在寒冷環境下放置之后摩擦系 數的增加，并且不僅增強了耐磨性，還提高了耐噪音性和制動輸出，適合于更寬范圍的車輛 類型。
[0020] 解決問題的手段
[0021 ]本發明人為了實現上述目標進行了大量研究，作為結果發現，關于無銅摩擦材料， 當摩擦材料組合物中包含氣系聚合物顆粒時，由于摩擦材料組合物中氣系聚合物顆粒提高 的分散性，能夠獲得具有良好的熱成形性的摩擦材料，所獲得的摩擦材料提供了穩定的摩 擦系數和耐磨性，并且能夠減少在寒冷環境放置之后的嘯叫。基于此發現，完成本發明。摩 擦材料在寒冷環境放置之后的嘯叫的產生是由于空氣中的水侵入摩擦材料的孔中導致的。 認為的是，當滲混了氣系聚合物粉末之后，該粉末的拒水功能產生了防止水被吸收至摩擦 材料的孔中的效果。此外，與氣系纖維的情況相比，氣系聚合物粉末容易在摩擦材料中均勻 分散，并且因此即使其少量使用也能獲得預期的效果。另外，氣系聚合物粉末的使用量比氣 樹脂纖維的情況小，所W還能夠確保成形性。
[0022] 旨P，本發明能夠通過下列（1)~(5)來實現。
[0023] (1)-種摩擦材料組合物，包含纖維基材、粘合劑和摩擦改良劑，其中，摩擦材料組 合物中的銅含量為0.5質量％ ^下，并且摩擦材料組合物包含氣系聚合物顆粒。
[0024] (2)根據(1)的摩擦材料組合物，其中，氣系聚合物顆粒為聚四氣乙締顆粒。
[0025] (3)根據（1)或（2)的摩擦材料組合物，其中，氣系聚合物顆粒的含量為0.2質量％ ~3.5質量％。
[0026] (4)-種摩擦材料，通過對根據（1)~（3)的任一項所述的摩擦材料組合物進行成 型而形成。
[0027] (5)-種摩擦材料的制造方法，包括在50M化~7 OM化的熱成形表面壓力下、在140 °C~170°C下熱成形摩擦材料組合物3分鐘~10分鐘，其中，摩擦材料組合物包含纖維基材、 粘合劑和摩擦改良劑，并且還包含氣系聚合物顆粒，并且摩擦材料組合物中的銅含量為0.5 質量下。
[0028] 本發明的有利效果
[0029] 由本發明的摩擦材料組合物形成的摩擦材料當用作諸如車輛用盤式制動器墊或 制動襯片的摩擦材料時，因為在制動期間產生的磨損碎屑中實質上不存在銅，所W對環境 造成的負荷小，表現出穩定的摩擦系數、耐噪音性和耐磨性，并且能夠將在摩擦材料在寒冷 環境中放置之后摩擦材料的嘯叫特性保持在與含銅摩擦材料相同的水平。除此之外，通過 使用本發明的摩擦材料組合物，能夠提供具有上述性質的摩擦材料。
【具體實施方式】
[0030] W下詳細描述本發明的【具體實施方式】，但是下列實施例僅為示意性的，并且本發 明不局限下列實施例。
[0031] 在本發明中，"無銅"意指摩擦材料中實質上不包含銅組分，并且具體表示銅組分 的含量基于摩擦材料組合物的總量為0.5質量％ W下。
[0032] 在本說明書中，"質量"意指"重量"。
[0033] 本發明的摩擦材料組合物包含纖維基材、粘合劑和摩擦改良劑，其中摩擦材料組 合物中的銅含量為0.5質量％ ^下，并且摩擦材料組合物包含氣系聚合物顆粒。
[0034] 纖維基材用于強化所制造的摩擦材料，并且關于纖維基材，舉例來說，使用耐熱有 機纖維、無機纖維或金屬纖維。耐熱有機纖維的實例包括芳香族聚酷胺纖維(芳絕纖維）和 耐火型丙締酸纖維;無機纖維的實例包括鐵酸鐘纖維和陶瓷纖維(優選使用生物可溶性纖 維）、玻璃纖維、碳纖維和巖棉等；W及金屬纖維的實例包括鋼纖維。運些可W單獨使用或者 組合使用其中兩種W上。為了確保足夠的機械強度，基于摩擦材料組合物的總量，纖維基材 的含量優選為1質量％~15質量％，更優選為2質量％~10質量％。
[0035] 粘合劑由熱固性樹脂組成，并且熱固性樹脂的實例包括酪醒樹脂、環氧樹脂、通過 用腰果油、娃酬油、各種彈性體等改性運種熱固性樹脂獲得的樹脂、W及通過在上述熱固性 樹脂中分散各種彈性體、氣系聚合物等獲得的樹脂。運些可W單獨使用或者組合使用其中 兩種W上。為了確保足夠的機械強度和耐磨性，基于摩擦材料組合物的總量，粘合劑的含量 優選為7質量％~12質量％，更優選為8質量％~11質量％。
[0036] 本發明中使用的氣系聚合物用作摩擦改良劑，并且可W是四氣乙締(TFE)的均聚 物，或者可W是與除TFE之外的可共聚單體的共聚物，可共聚單體諸如具有締不飽和基團的 含氣單體。可W恰當的使用一些分子量為數百萬的氣系聚合物，W及諸如粒狀、板狀或無定 形狀的任意形式的聚合物，但是通常W粉末形式使用氣系聚合物。
[0037] 因此，本發明中使用的氣系聚合物不僅包括WE的均聚物(PTFE)，而且還包括通過 W不損害烙體流動性的少量共聚其他單體來改性的改性聚四氣乙締。
[0038] 具有締不飽和基團的含氣單體的實例包括六氣丙締、全氣-1-下締、全氣-1-己締、 全氣-1-壬締、全氣（甲基乙締基酸）、全氣（乙基乙締基酸）、全氣(丙基乙締基酸）、全氣(庚 基乙締基酸）、（全氣甲基）乙締、（全氣下基）乙締和氯=氣乙締。其中，優選的是六氣丙締、 全氣(正丙基乙締基酸)和(全氣正下基）乙締。運些含氣單體可W單獨使用或者組合使用其 中兩種W上。可共聚單體的量通常優選為Imo I % W下，更優選為0.5mo I % W下。
[0039] 在本發明使用的氣系聚合物中，優選的是聚四氣乙締(PTFE，烙點:327°C)。
[0040] 本發明使用的氣系聚合物顆粒通常能夠通過懸浮聚合來制造。懸浮聚合能夠通過 單獨使用TFE或者使用TFE和可共聚單體，在包含分散劑和聚合起始劑的水性介質中進行。 聚合溫度通常為50°C~120°C，優選為60°C~100°C。聚合壓力可W恰當地選擇。
[0041] 本發明使用的氣系聚合物顆粒通過粉碎懸浮聚合獲得的平均粒徑為幾毫米的顆 粒而獲得。具體地，當對平