一种刹车片的摩擦材料

技术领域

本发明属于磷石膏处理及资源化利用领域，主要涉及磷石膏的一种新应用，具体 是一种刹车片的摩擦材料。

背景技术

近年来，中国汽车产业的产销量不断增长，中国已经成为一个汽车产销大国。汽车 上最重要的的安全系统就是制动系统，刹车片是整个制动系统中起直接作用的部件，其直 接影响整个制动系统的可靠性。刹车片与刹车盘（鼓）相互摩擦，产生制动力矩，从而达到减 速刹车的目的。刹车片主要包括钢背和粘贴于钢背上的摩擦材料，刹车片的性能主要取决 于摩擦材料的配方及加工工艺。摩擦材料的加工主要有冷成型和热压成型两种工艺，其中 热压成型工艺主要包括配料、混料、热压成型、热处理、机械加工等步骤，配料的主要原材料 包括粘结剂、增强材料、摩擦性能调节剂（增摩材料、减摩材料）和填充料等四类。由于国内 摩擦材料行业所用的填充料一般取自矿石等不可再生资源，矿石资源逐年减少，其市场价 格不断上升，成本增加，企业难以承受。科研单位与企业的技术人员一直在不断地研究、探 索，希望发现一种性能优越的矿石摩擦材料填充料的替代品，以降低生产成本，满足市场需 求，虽然取得了一定的进展，但在实际应用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

磷石膏是磷肥工业中生产磷酸时产生的废渣，每生产1吨磷酸会排放大约5吨磷石 膏。据不完全统计，我国磷石膏年排放量超过5500万吨，累计堆存量逾***亿吨。磷石膏的大 量堆存，不仅侵占了土地资源，而且由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。磷石膏 成为制约磷化工产业健康发展的重要因素，对磷石膏进行综合利用迫在眉睫。

科研人员围绕磷石膏的无害化处理与资源化利用做了大量工作，主要体现在以下 几个方面：（1）用于水泥工业，作水泥缓凝剂或与硫酸联产水泥；（2）生产石膏建材制品；（3） 生产化工原料，如硫酸铵、硫酸钾等；（3）用作改良土壤剂，主要用于碱性土地；（4）用作路基 或工业填料；（5）生产硫酸钙晶须等。虽然已经有了一些较成熟的技术，但由于成本等问题， 经济社会效益不高，磷石膏的实际利用率仍然很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种刹车片的摩擦材料，以磷石膏作为摩擦材料填充料，减 少了摩擦材料中矿石的使用量，降低了生产成本，同时拓展了磷石膏的应用空间，具有明显 的经济与环境效益。

本发明所采用的技术方案在于：由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备 而成：树脂7-20%，摩擦粉2-5%，轮胎粉1-5%，矿物纤维5-15%，硅灰棉5-15%，玻璃纤维5-10%， 石墨5-10%，硫酸钡0-15%，焦炭粉2-10%，氧化铝1-5%，氧化锌1-5%，铁矿粉1-5%，铝矾土1- 5%，蛭石1-5%，硬脂酸锌***%，磷石膏5-20%。

进一步地，优选由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：树脂13%， 摩擦粉4%，轮胎粉5%，矿物纤维10%，硅灰棉12%，玻璃纤维6%，石墨8%，硫酸钡10%，焦炭粉 ***%，氧化铝3%，氧化锌3%，铁矿粉3%，铝矾土4%，蛭石2%，硬脂酸锌***%，磷石膏10%。

更进一步地，所述磷石膏按如下方法制备：直接取自堆场的磷石膏，烘干除去自由 水，过200目筛。

本发明中，磷石膏在制备刹车片中的新用途，不仅能降低污染、净化环境，而且能 将有害废物充分利用，符合国家节能减排、废弃物资源化利用、可持续发展的基本国策。

本发明中磷石膏的预处理程序简单，只需烘干除去自由水，过筛即可，不需要特殊 的净化除杂工序，使用成本很低，既消耗部分磷石膏，减轻磷石膏的环境污染，同时也降低 了摩擦材料的生产成本。

磷石膏在摩擦材料配方中用作填料，主要取代硫酸钡。磷石膏容重*** cm3远低于硫酸钡的密度***。将磷石膏用于制备刹车片，可以降低刹车片的重 量，从而减轻汽车的重量为汽车节能起到一定的作用。

磷石膏替代硫酸钡后，制得的摩擦材料摩擦系数有所增加，因此，可以降低摩擦材 料中增摩组分的用量，从而进一步降低刹车片的生产成本。

常规刹车片压制方法没有特别限制，只要将各组分混合均匀即可，混合、压制以及 热处理的条件和设备为本领域技术人员所公知。例如：压制温度160℃，压力20MPa，时间 20min。热处理工艺：170℃保温8h。

本发明摩擦材料以磷石膏为填料，与其它原料一起按常规刹车片压制方法制备而 成的刹车片，按GB5763-2008标准在定速式摩擦试验机上按3类测试，摩擦系数平稳，磨损率 较低，完全达到国家标准。

具体实施方式

实施例1：

树脂13%，摩擦粉4%，轮胎粉5%，矿物纤维10%，硅灰棉12%，玻璃纤维6%，石墨8%，硫酸钡 10%，焦炭粉***%，氧化铝3%，氧化锌3%，铁矿粉3%，铝矾土4%，蛭石2%，硬脂酸锌***%，磷石膏 10%。总量100%

将上述材料按常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速式摩擦试验机上 按3类测试，结果如表1所示。

表1：

从表1的数据可以看出，本发明实施例1得到的刹车片，在升温阶段，摩擦系数在*** ***，降温阶段摩擦系数在***，磨损率小，完全达到国家标准。

实施例2：

树脂13%，摩擦粉4%，轮胎粉5%，矿物纤维10%，硅灰棉12%，玻璃纤维6%，石墨8%，焦炭粉 ***%，氧化铝3%，氧化锌3%，铁矿粉3%，铝矾土4%，蛭石2%，硬脂酸锌***%，磷石膏20%。总量 100%

将上述材料按常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速式摩擦试验机上 按3类测试，结果如表2所示。

表2：

从表2的数据可以看出，本发明实施例2得到的刹车片，在升温阶段，摩擦系数在*** ***，降温阶段摩擦系数在***，磨损率小，完全达到国家标准。

实施例3：

树脂13%，摩擦粉4%，轮胎粉5%，矿物纤维10%，硅灰棉12%，玻璃纤维6%，石墨8%，硫酸钡 5%，焦炭粉***%，氧化铝3%，氧化锌3%，铁矿粉3%，铝矾土4%，蛭石2%，硬脂酸锌***%，磷石膏 15%。总量100%

将上述材料按常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速式摩擦试验机上 按3类测试，结果如表3所示。

表3：

从表3的数据可以看出，本发明实施例3得到的刹车片，在升温阶段，摩擦系数在*** ***，降温阶段摩擦系数在***，磨损率小，完全达到国家标准。