本發明屬于制動材料，具體是一種高阻尼底料及其制備方法與應用。

背景技術：

1、汽車摩擦片是制動系統的核心零部件。制動時，踩踏力通過制動管路放大后形成液壓力，推動摩擦片與制動盤接觸并產生摩擦，從而實現車輛的減速或停車。這一過程屬于干式摩擦，但由于摩擦片與制動盤的材質差異、踩踏力的變化、溫度的不同以及制動速度的差異，常常會出現制動震顫，進而引發噪音和異響。

2、為了解決制動噪音問題，行業采取了多種措施：一是開發不同材質配方的摩擦片，例如半金屬、低金屬和無金屬摩擦片，通過降低金屬鐵含量來減少與鑄鐵制動盤之間的噪音；二是在摩擦片中添加阻尼降噪材料，如丁腈橡膠粉、蛭石粉和空心玻璃珠等；三是在摩擦片鋼背上貼上阻尼橡膠片。這些方法雖然能夠在一定程度上降低噪音，但無法完全消除，且存在一些風險。例如，加入過多丁腈橡膠粉會導致熱衰退，過多蛭石會增加磨損，而高比例的空心玻璃珠會使摩擦系數過高，從而降低制動的舒適性。

技術實現思路

1、本發明為克服制動噪音和異響技術問題，因此提供了一種高阻尼底料及其制備方法與應用，本發明在不損失摩擦片的摩擦磨損性能基礎上，制得的高阻尼底料具有高強度、高阻尼和低噪音的特性。

2、本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

3、本發明提供一種高阻尼底料，包括以下質量份的制備原料：10~40份丁腈橡膠、4~10份酚醛樹脂粉、30~50份復合增強纖維、0.5~5份鋅粉、10~40份填料、0.6~2.3份相容劑、0.2~4份固化促進劑；

4、較佳地，所述高阻尼底料包括以下質量份的制備原料：20~30份丁腈橡膠、5~9份酚醛樹脂粉、35~46份復合增強纖維、1~4份鋅粉、15~32份填料、0.6~1.8份相容劑和0.2~3份固化促進劑；

5、將黃銅纖維和鋼棉采用硅烷偶聯劑進行浸泡后干燥，再加入鋁纖維混合后得到金屬纖維；

6、所述對位芳綸漿粕的纖維長度為0.5~1.5mm，較佳的為0.7~1.4mm；

7、所述對位芳綸漿粕的纖維比面積為5~13m2/g；

8、所述對位芳綸漿粕的密度為1.42~1.46g/cm3；

9、按質量份計，所述鋼棉的化學成分包括c：0.07~0.12%、si≤0.07%、mn：0.8~1.25%、s≤0.03%、p≤0.03%；

10、所述黃銅纖維的振實容積為0.5~0.8?ml/g；

11、所述鋁纖維的外徑為8~30μm，較佳的為20~30μm；

12、所述鋁纖維的延伸率≥2%。

13、所述復合增強纖維包括對位芳綸漿粕、多孔水合硅酸鈣和金屬纖維；其中，所述對位芳綸漿粕：所述多孔水合硅酸鈣：所述金屬纖維的質量比為1：2~7：3~10，較佳的為1：2~5：4~7；

14、按質量分數計，所述金屬纖維由5~30%黃銅纖維、3~20%鋁纖維和余量鋼棉組成；較佳地，所述金屬纖維由12~26%黃銅纖維、7~16%鋁纖維和余量鋼棉組成。

15、本發明中，所述酚醛樹脂粉為熱固性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂粉；

16、其中，所述改性酚醛樹脂粉為橡膠改性酚醛樹脂粉、硅改性酚醛樹脂粉、腰果殼油改性酚醛樹脂粉；較佳的為腰果殼油改性酚醛樹脂粉；

17、腰果殼油改性酚醛樹粉脂通過調節摩擦材料的氣孔率和熱膨脹系數，能夠有效吸收振動摩擦吸收能量，減少噪聲的發生。

18、本發明中，所述酚醛樹脂粉的粒徑≤75μm。

19、本發明中，所述填料為硫酸鋇、碳酸鈣、云母粉和氧化鋅中的至少一種。

20、本發明中，所述填料的粒徑≤45μm。

21、復合增強纖維在橡膠基體中形成具有長徑比的剛性纖維網絡，可提高橡膠基體對外界摩擦振動能量的耗散、降低振動幅度從而降低制動噪音。

22、本發明中，所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑或硅烷偶聯劑；較佳的為馬來酸酐接枝相容劑；較佳地，所述馬來酸酐接枝相容劑為馬來酸酐接枝abs共混物。

23、馬來酸酐接枝相容劑可以增強丁腈橡膠與無機填料或纖維的結合力；同時，它也能與酚醛樹脂粉反應，提高酚醛樹脂粉與復合增強纖維的界面粘附性；且改善復合增強纖維與基體之間的界面張力，使復合增強纖維在基體中分布更加均勻。

24、本發明中，所述固化促進劑為烏洛托品固化促進劑。

25、本發明中，所述高阻尼底料的制備原料還包括助劑，所述助劑為染色劑、阻燃劑和防老劑中的至少一種。

26、進一步地，按質量份計，所述助劑包括0~7份染色劑、0~2份阻燃劑和0~3防老劑。

27、本發明中，所述染色劑為炭黑、鐵黑、鐵紅或鉻綠。

28、本發明中，所述阻燃劑為三氧化二銻、十溴二苯乙烷、三聚磷酸二氫鋁、硼酸鋅中的至少一種。

29、本發明中，所述防老劑為芳基胺類防老劑；較佳地，所述防老劑為二芳基胺類防老劑、對苯二胺類防老劑或對苯二胺類防老劑。

30、本發明提供如前述的高阻尼底料的制備方法，包括以下步驟：

31、s1.將黃銅纖維和鋼棉進行預處理后，再加入鋁纖維混合后得到金屬纖維：所述預處理的是所述預處理是使用質量分數為5~10%硅烷偶聯劑浸泡5~10min后干燥；

32、s2.將丁腈橡膠進行塑煉，再將高阻尼底料的其他所述制備原料進行低溫密煉、壓延成型和冷卻后得到膠塊；

33、s3.將膠塊破碎、篩分后得到高阻尼底料。

34、所述硅烷偶聯劑為kh550、kh560或kh570。

35、硅烷偶聯劑可以提高金屬纖維的抗腐蝕能力，還可以提高金屬纖維與其他成分的結合力。

36、本發明中，所述低溫密煉和所述塑煉均在密煉機中進行，低溫密煉和塑煉時密煉腔內溫度≤120℃；

37、所述密煉機的轉速為10~80rpm，較佳的為20~50rpm；

38、所述密煉機的填充因數為0.8~2.5倍，較佳的為1.0~1.5倍；

39、所述密煉機的壓坨壓力為0.5~1.5mpa，較佳的為0.6~0.8mpa。

40、本發明中，所述塑煉的時間為5~20min，較佳的為5~10min。

41、本發明中，所述低溫密煉的時間為5~30min，較佳的為10~20min。

42、本發明中，所述壓延成型的輥速度為25~60rpm。

43、本發明中，所述壓延成型的輥溫為50~90℃。

44、本發明中，所述壓延成型的輥距為0.5~2mm。

45、本發明中，所述冷卻使用的冷卻水溫為20~30℃。

46、本發明中，所述篩分的篩網的粒徑為≤3mm。

47、本發明還提供如前述高阻尼底料或制備方法得到的高阻尼底料在摩擦片中的應用，所述摩擦片由下到上依次包括鋼背、所述高阻尼底料和摩擦材料面料。

48、本發明中，所述鋼背的厚度為4~6mm；所述高阻尼底料的厚度為2~2.5m；所述摩擦材料面料的厚度為8~15mm。

49、本發明中，所述摩擦片的制備包括以下步驟：將所述高阻尼底料和所述摩擦材料面料攤平覆蓋在涂膠鋼背表面，再進行熱壓和固化即可得到摩擦片。

50、進一步地，所述熱壓的溫度為130~160℃，壓力為30~50mpa℃，時間為3~8min。

51、進一步地，所述固化的溫度為200~230℃，所述固化的時間為8~12h。

52、在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。

53、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

54、1.本發明的高阻尼底料中的復合增強纖維中芳綸漿粕影響摩擦系數和磨損率。添加過多會導致摩擦系數不再顯著變化，甚至因顆粒聚集減少表面吸附面積、增加磨損、降低界面粘結性。多水合硅酸鈣具有大比表面積和多孔結構，可吸附和分散其他填料，改善摩擦材料的均勻性和穩定性，同時提升熱穩定性。金屬纖維增強材料硬度和韌性，提高耐磨性和導熱性。其分散在橡膠基體中可形成非連續纖維網絡，增強基體強度和剛度，吸收和耗散振動能量，從而提高阻尼、降低噪音。通過合理搭配芳綸漿粕、多水合硅酸鈣和金屬纖維，可優化摩擦材料的性能，實現低噪音、高穩定性和良好耐磨性的平衡。

55、2.金屬纖維中的鋼纖維提供高強度和耐磨性，黃銅纖維提供耐蝕性和熱穩定性，鋁纖維則平衡摩擦系數和適應性。三者的結合使得摩擦材料在承受沖擊力、剪切力和離心力時更加穩定。

56、3.本發明的高阻尼底料制備得到的摩擦片具備高剪切強度和高阻尼特性。常溫（23±5℃）下剪切強度≥6.4mpa，在一些優選實施例中為6.4~7.0mpa；高溫下（300±5℃）剪切強度≥3.64mpa，在一些優選實施例中為6.4~4.0mpa。摩擦片組裝成的摩擦副發出>70db噪音的幾率≤2.3%，在一些優選實施例中為1.1~2.3%。