一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，在制备微孔摩擦材料的组分中加入疏水剂，所述微孔摩擦材料由以下组分及重量百分含量的原料制成：纳米二氧化硅改性酚醛树脂10％‑20％、丁苯橡胶4％‑14％、玻璃纤维5％‑15％、芳纶浆粕2％‑11％、硼酸铝晶须4％‑15％、疏水剂4％‑10％、硅酸钙3％‑8％、人造石墨1％‑8％、焦炭2％‑8％、云母2％‑7％、冰晶石5％‑10％、硅藻土4％‑10％。与现有技术相比，本发明专利技术制得的微孔闸瓦湿态时有着高且稳定的摩擦系数，大大提高了闸瓦的湿态制动性能，改善了热衰退，闸瓦无金属镶嵌，噪音低，耐磨性好，延长了闸瓦的使用寿命，同时保证了摩擦材料不对车轮踏面产生异常磨耗。

A Method for Improving Wet Braking Performance of Microporous Friction Materials

【技术实现步骤摘要】
一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法
本专利技术涉及一种摩擦材料，尤其是涉及一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通的安全、重载、高速的发展，高摩擦系数合成闸瓦已成为我国轨道交通车辆制动系统的重要组成部分。高摩擦系数合成闸瓦简称高摩合成闸瓦，主要由摩擦体与钢背构成，其中摩擦体是闸瓦的关键部件，它是由粘结剂、增强材料和填料(摩擦性能调节剂)组成，刹车时，闸瓦与车轮踏面摩擦达到减速刹车的目的。闸瓦材料的物理、力学及摩擦性能的好坏直接影响闸瓦的使用情况。目前地铁闸瓦普遍存在的主要问题有：湿态摩擦系数不稳定、热裂纹、噪音大、金属镶嵌及磨耗大等问题，特别遇到雨雪天气，路面比较湿滑，现有的合成闸瓦存在湿态摩擦系数较低，并且摩擦系数不稳定，这会严重危及到地铁车辆行车安全问题。目前的微孔摩擦材料在潮湿状态下，材料表面会吸水，湿态性能大大降低。中国专利CN103665746B公开了一种低磨耗高稳定系数的微孔型摩擦材料及其制造方法，但是该专利材料，潮湿状态下，摩擦系数仅在0.25以上，在MM-1000试验机上稳定系数仅为85％以上。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法。本专利技术应用表面张力的原理，在微孔摩擦材料中添加一种或多种疏水剂，对微孔闸瓦内壁进行疏水处理，在雨雪天气等潮湿状态下，在摩擦表面不会产生毛细现象，提高闸瓦湿态制动性能，湿态时有着较高且稳定的摩擦系数，同时具有散热性好、噪音低、无金属镶嵌、耐磨性好及使用寿命长等优点。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，在制备微孔摩擦材料的组分中加入疏水剂，所述微孔摩擦材料由以下组分及重量百分含量的原料制成：所述疏水剂包括以下物质中的一种或几种：石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐。石蜡，又称晶型蜡，通常是白色、无味的蜡状固体，在47-64℃熔化，密度约0.9g/cm3，沸点范围为300-550℃，在非离子表面活性剂中，石蜡的亲水亲油HLB平衡值为0，疏水性最大。硬脂酸，为白色蜡状透明固体，密度0.941g/cm3，熔点67-69℃，沸点376.1℃，不溶于水，稍溶于冷乙醇，加热时较易溶解。所述硬脂酸盐包括硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌及硬脂酸铁等。硬脂酸镁，白色粉末，密度1.028g/cm3，熔点88.5℃，沸点359.4℃，在水、乙醇或乙醚中不溶。硬脂酸钙，白色粉末，密度1.08g/cm3，熔点147-149℃，沸点359.4℃，不溶于水，冷的乙醇和乙醚，溶于热苯、苯和松节油等有机溶剂，微溶于热的乙醇和乙醚。硬脂酸锌，白色粉末，密度1.095g/cm3，熔点118-125℃，不溶于水，沸点359.4℃。硬脂酸铁，桔红色粉末，无毒、无臭、无味、不可燃；不溶于水，溶于热的乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、松节油和苯等有机溶剂。熔点大于105℃。所述纳米二氧化硅改性酚醛树脂可以采用已有的技术手段获得，如专利CN201710127324.5、专利CN201510439876.0中都有介绍。纳米二氧化硅是无定型白色粉末，颗粒尺寸小，比表面积大，表面能高，采用改性的酚醛树脂，二氧化硅与大分子结合成立体网状结构，从而提高材料的耐热性、耐磨性、强度和弹性。所述丁苯橡胶规格为80目的粉末，耐磨性、耐热性较好。所述玻璃纤维是一种短切玻璃纤维，是一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，价格便宜。所述芳纶浆粕是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后得到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦材料中。所述芳纶浆粕，强度高、尺寸稳定性好、无脆性、耐高温、耐腐蚀、有韧性、收缩率小、耐磨性好、表面积大，能很好的与其它物质结合，是一种补强材料，平均长度为4-6mm。芳纶浆粕与玻璃纤维混合使用，起到纤维混杂增强的作用。所述硼酸铝晶须，密度为2.93g/cm3，熔点为1440-1460℃，耐热温度1200℃，莫氏硬度为7，拉伸强度为7.84GPa，拉伸弹性模量为392GPa。具有高的弹性率、良好的机械强度、耐热性、耐酸性、电绝缘性。硼酸铝晶须、玻璃纤维与芳纶浆粕，利用纤维之间的耦合作用达到混杂增强的目的，在摩擦材料中用作增强材料。所述硅酸钙是白色粉末，无味，无毒，溶于强酸，不溶于水、醇及碱，多为针状结晶。硅酸钙耐温性高、硬度适中(莫氏硬度5-6)，对对偶损伤的程度小，在摩擦材料中起到增磨作用。硅酸钙与树脂共同起到粘结作用，提高材料的整体强度。所述冰晶石又名六氟合铝酸钠，白色细小的结晶体，无气味，比重为3，莫氏硬度2-3，熔点1009℃，磨损率低，在摩擦材料中可用作良好的摩擦调节剂，粒度为200-300目。所述的人造石墨具有多孔结构，有吸附性，对改善热衰退、减少噪音有一定效果，人造石墨的粒度为20-60目。本专利技术所述焦炭是摩擦材料中的摩擦性能调节剂，用作减摩材料，具有疏松结构，能降低噪音。本专利技术所述云母具有良好的耐热性和绝缘性，用作减摩材料。本专利技术所述硅藻土具有质松多孔结构，吸附能力强，耐热好，减少噪音和热衰退，硅藻土中SiO2含量≥85％，规格为100目的粉末。所述能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，具体包括以下步骤：(1)原料的配制，包括以下组分及重量百分含量：(2)制备，包括如下步骤：上述各个原料按比例顺序放入高速混料机中混合，得到混合料；将钢背，混合料置于磨具中进行模压成型，得到毛坯；将毛坯放入烘箱中加热固化，最后进行机加工，得到闸瓦。按比例把各组分加入到高速混料机中混合搅拌，转速为2500r/min，时间25-40min。进行模压成型时，模具温度60-100℃，成型压力20-30MPa，10分钟内放气5-10次，然后保压15-25min。加热固化的条件是：放入烘箱中，进行程序式升温固化热处理，其中每两个区间温度的升温时间为60min。具体固化温度与固化时间为：固化温度为200℃时，固化时间为2-3h，固化温度为220℃时，固化时间为2-3h，固化温度为240℃时，固化时间为3.5-4h，固化温度为260℃时，固化时间为3-4h，固化温度为280℃时，固化时间为1-2h，固化温度为300℃时，固化时间为5-6h。本专利技术由于添加疏水剂，提高了材料的湿态制动性能。纳米二氧化硅改性酚醛树脂，由于二氧化硅与酚醛树脂结合成立体网状结构，材料的耐热性提高，耐磨性增强。玻璃纤维、芳纶浆粕与硼酸铝晶须这种混杂纤维的使用，充分发挥各自的优点，达到混杂增强效果，既保证了材料强度又能确保产品的摩擦磨损性能。人造石墨，焦炭，硅藻土等具有质松多孔结构，吸附性较强，可以有效降低噪音，多孔结构材料空隙较大，散热快。本专利技术通过合理选择疏水剂、树脂、纤维、增磨材料及摩擦性能调节剂等各原料及控制各原料之间的比例，采用特殊的生产工艺，制得的微孔闸瓦湿态时有着高且稳定的摩擦系数，大大提高了闸瓦的湿态制动性能，改善了热衰退，闸瓦无金属镶嵌，噪音低，耐磨性好，延长了闸瓦的使用寿命，同时保证了摩擦材料不对车轮踏面产生异常磨耗。本专利技术在配方中添加疏水剂，其基本原理是在微孔闸瓦固化处理的过程中，在微孔形成的过程中，疏水剂化合物受热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，在制备微孔摩擦材料的组分中加入疏水剂，所述微孔摩擦材料由以下组分及重量百分含量的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，在制备微孔摩擦材料的组分中加入疏水剂，所述微孔摩擦材料由以下组分及重量百分含量的原料制成：2.根据权利要求1所述的一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，所述疏水剂包括以下物质中的一种或几种：石蜡、硬脂酸或硬脂酸盐。3.根据权利要求1所述的一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，所述冰晶石粒度为200-300目。4.根据权利要求1所述的一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，所述人造石墨的粒度为20-60目。5.根据权利要求1所述的一种能够提高微孔摩擦材料湿态制动性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料的配制，包括以下组分及重量百分含量：(2)制备，包括如下步骤：上述各个原料按比例顺序放入高速混料机中混合，得到混合料；将钢背，混合料置于磨具中进行模压成型，得到毛坯；将毛坯放入烘箱中加热固化，最后进行机加工，得到闸瓦。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张定权，李羲宸，
申请(专利权)人：上海壬丰新材料科技有限公司，上海壬丰复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31