一种耐高温复合型功能闸瓦及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种与金属粘合性优异、耐高温的复合型功能闸瓦，采用酚醛树脂、白碳黑、促H体系产生协同效应，提高闸瓦与钢背的粘合。酚醛树脂采用硼改性的酚醛树脂，由于树脂中含有B-O键，因而提高了树脂的耐热性，分解温度的提高可使摩擦时低分子物及气体的逸出减少，防止热衰退现象，使摩擦因稳定。

【技术实现步骤摘要】

[〇〇〇1] 本专利技术涉及一种铁道货车用高摩擦系数合成闸瓦及其制备方法，属于刹车片材料
。
技术介绍
铁道货车用高摩擦系数合成闸瓦品种多样，制备方法各有不同。但大多采用以酚 醛树脂为粘结剂，热压模塑固化成型的生产工艺制备而成。这种材料及工艺制造的合成闸 瓦目前在速度不超过90km/h、轴重不大于21t的铁道货车中已经普及，其性能基本能满足 制动要求。随着国际铁道货车向高速、重载的方向发展，我国现有铁道线路上最高运行速度 120km/h、23t?25t轴重的铁道货车已在大力推广运用之中。高速、重载铁道货车在有效制 动距离内对闸瓦的摩擦系数、热稳定性、粘结强度、抗弯曲强度和抗冲击强度均有较高的要 求，采用现有以普通树脂为粘结体系的合成闸瓦，存在摩擦系数不稳定、金属镶嵌、摩擦体 易断裂、掉渣、掉块且使用寿命短等问题，危及行车安全，无法满足现有高速、重载铁道货车 行驶中的制动要求。从2002年开始，中国全面使用高摩擦系数合成闸瓦用于铁路货车的制 动，目前全路大量使用的型号有HGM-A和HGM-B两种闸瓦。经过几年的运行，效果良好，但 其使用寿命有待提1?。 专利201210117213. 3公开了一种合成闸瓦及其制备方法，该合成闸瓦包括：酚醛 树脂3-5份、丁腈橡胶1. 5-3. 5份、石墨1. 5-3. 5份、还原铁粉3. 5-5. 5份、钢纤维4. 5-6. 5 份、硅灰石1. 5-3. 5份、海泡石2. 5-4. 5份、钾长石3. 5-5. 5份、氧化铝0. 05-0. 20份、硫磺 0. 15-0. 40份和促进剂0. 05-0. 20份。使用寿命仍偏短，平均基本在4-7个月，车辆运行仅 10-15万公里，无法达到20-24万公里的要求。 专利201310148298. 6公开了一种城市轨道车辆用合成闸瓦及其制造方法，包括 以下重量份的组分：丁腈橡胶10?15份，腰果壳油改性酚醛树脂10?20份，玄武岩纤维 6?10份，炭纤维4?8份，钢纤维8?15份，海泡石纤维5-8份，六次甲基四胺2?6份， 氧化铁粉5?8份，鳞片石墨5?7份，铬铁矿5?7份，硫酸钡6?9份，钾长石3?6份， 摩擦粉5?8份。解决城市轨道合成闸瓦金属镶嵌、热裂纹、热斑以及雨雪天气条件下摩擦 系数下降过快的问题。 专利200910242230公开了一种闸瓦生产方法、闸瓦、摩擦体及其应用，所述摩擦 体的原料的组分及各组分的质量百分比为：丁腈橡胶7% -15%;甲阶段酚醛树脂4% -8%; 云母氧化铁7.5% -13% ;钢纤维14% -18% ;石墨3% -8% ;摩擦粉4% -9% ;氧化镁 5. 5% -13%;石油焦炭4% -8%;二硫化钥2% -5%;矿物纤纤维18% -30%;炭黑1% -4%; 不溶性硫磺0. 5% -3% ;二硫化四甲基秋兰姆0. 2% -1% ;各组分百分比之和为100% ;将 混合好的高分子复合材料和钢背放入成型模具中常温压制成型；将压制成型后的器件放入 摩擦材料专用固化炉进行固化处理，将完成固化处理后的器件锯切得到成品闸瓦；所述固 化处理温度为80?200°C ;固化时间为28?35h。 专利201210180621为解决现有高速、重载铁道货车行驶制动需要的铁道货车用 高摩擦系数合成闸瓦制造成本与稳定性和耐磨性能的矛盾，提供一种可靠性、稳定性更好、 成本更低和制造工艺更简单的铁道货车用高摩擦合成闸瓦，公开了一种铁道货车用合成闸 瓦，其特征在于，摩擦体由下述重量比的材料合成：丁腈橡胶6?10、改性酚醛树脂2?8、 钢棉纤维3?6、海泡石纤维9?16、复合矿物纤维2?16、石墨5?13、煅烧铝钒土 0. 4? 2、硫酸钡20?24、钾长石粉8?12、铁粉10?20、以及添加剂1?3。 然而上述现有专利技术存在不可避免的缺点：1、产品与金属的粘合性较差，容易 脱落；2、普通酚醛树脂结构上由于存在酚羟基和亚甲基容易氧化，其耐热性能受到影响。提 高树脂的耐热性，是闸瓦的发展趋势。分解温度的提高可使摩擦时低分子物及气体的逸出 减少，防止热衰退现象，使摩擦因稳定。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种与金属粘合性优异、耐高温的复合型功能闸 瓦，所述闸瓦的配方如下，以重量份计： NBR:5 ?10， BR:2 ?5 SBR:3 ?7 酚醛树脂：5?15 Zn0:2 ?3 S:0.3 ?0.5 MgO:5 ?7 促进剂 DM:0. 2 ?0· 5 促进剂 TMTD: 0· 3 ?0· 8 促进剂 Η :0.2 ?0.3 防老剂 D :0.2 ?0.4 金属纤维：15?20 矿物纤维：15?25 白碳黑：5?8 石油焦：7?18 二硫化钥：2?3 芳纶浆柏：4?5 BaS04:18 ?30 钛酸钾晶须：2?8。 本专利技术采用的酚醛树脂、白碳黑、促Η体系具有协同效应，有利于提高产品与金属 的粘合。 上述酚醛树脂为硼改性的酚醛树脂，该材料在树脂中有Β-0键，因而提高了树脂 的耐热性，分解温度的提高可使摩擦时低分子物及气体的逸出减少，防止热衰退现象，使摩 擦因稳定。可选用酚醛树脂PF-6700,济南圣泉集团生产。 本专利技术的闸瓦采用密炼法无尘生产工艺。采用橡胶、树脂、填料用密炼机强力 混拌，取代摩擦材料常规生产中塑炼、热辊炼、粉碎等工艺，取代高速混拌料工艺和设备。利 用密炼机在一定压力下捏合、搅拌和强力剪切使橡胶破碎、降解并与粉状树脂（也有用湿 法树脂）及其它物料共混，加工出均匀，松散的绒纤维状和小颗粒模塑料。对产品的性能如 硬度、密度、弯曲度，冲击强度均有较好的改善，对制品摩擦磨损性能可以按要求进行调整。 可减轻操作工人劳动强度；改善生产环境，生产现场无粉尘飞扬；所得模塑料形态为表面 粗糙，疏松小颗粒，减少二次扬尘，改善了复合材料界面；工艺适应性强，可生产软质公交车 刹车片，亦可生产货车、挂车型刹车片；降低扬尘，净化生产环境。提高气孔率，优化NVH性 能。减小热膨胀。因系非均相结构，降低磨耗，延长产品使用寿命。环保生产工艺，为我国 摩擦材料可持续发展奠定良好的基础。 表1传统配方摩擦磨损性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型功能闸瓦，其特征在于，配方如下：NBR:5～10,BR:2～5SBR:3～7酚醛树脂：5～15ZnO:2～3S:0.3～0.5MgO:5～7促进剂DM:0.2～0.5促进剂TMTD:0.3～0.8促进剂H:0.2～0.3防老剂D:0.2～0.4金属纤维：15～20矿物纤维：15～25白碳黑：5～8石油焦：7～18二硫化钼：2～3芳纶浆粕：4～5BaSO4:18～30钛酸钾晶须：2～8。

【技术特征摘要】
1. 一种复合型功能闸瓦，其特征在于，配方如下： NBR:5 ?10， BR:2 ?5 SBR:3 ?7 酚醛树脂：5?15 ZnO:2 ?3 S:0. 3 ?0· 5 MgO: 5 ?7 促进剂DM:0. 2?0· 5 促进剂TMTD:0. 3?0. 8 促进剂Η:0· 2?0· 3 防老剂D:0. 2?0. 4 金属纤维：15?20 矿物纤维：15?25 白碳黑：5?8 石油焦：7?18 二硫化钥：2?3 芳纶浆柏：4?5 BaS04:18 ?30 钛酸钾晶须：2?8。2. -种闸瓦生产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄顺道，
申请(专利权)人：江苏荣昌机械制造集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32