一种工程起重机电机刹车盘材料及制备方法技术

本发明专利技术属于高分子复合材料及起重机械零部件制造技术领域。目的是提供一种具有成分设计合理、生产成本低、能适应恶劣环境的工程起重机电机刹车盘材料及制备方法。技术方案是：一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：该材料包括的成分及重量份是：1)增强纤维：包括芳纶浆粕短纤维4

【技术实现步骤摘要】
一种工程起重机电机刹车盘材料及制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料及起重机械零部件制造
，具体是涉及一种工程起重机电机刹车盘材料及制备方法，特别是涉及一种起重机电机刹车盘的高分子复合材料及复合材料净成形制备方法。

技术介绍

[0002]工程起重机是用来搬运、装卸的重要设备，广泛应用在矿山、建筑工地、交通等场合。工程起重机能否安全运行直接影响着工作人员的生命及财产安全。其中，制动装置所带来的问题是起重机械的关键问题。若制动性能不能保证，则会引发较为严重的安全事故。刹车盘是起重机电机中的关键安全部件，因此要求刹车盘制动力矩大，能在发生危险时紧急制动，而起重电机一直处于频繁通电、断电、启动和制动状态，要求摩擦材料在频繁摩擦、高温发热状态下，摩擦系数稳定、热衰退小，耐磨性能好，还应具有良好冲击强度，保证在频繁的启动和制动过程中，摩擦材料保持良好的机械强度。为此，国内外相关领域的专家针对刹车盘存在的问题一直进行着研究，解决问题的思路是直接选用抗磨损、耐高温及耐冲击的材料。但这些材料一般都是进口材料，即使不是进口材料，价格也非常贵，严重限制了起重机刹车盘产品的市场化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提供一种具有成分设计合理、加工工艺简单、生产成本低、能适应恶劣环境的工程起重机电机刹车盘材料及制备方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：该材料包括的成分及重量份是：
[0006]1)增强纤维：包括芳纶浆粕短纤维4-8份、改性六钛酸钾晶须纤维4-8份、复合矿物纤维12-15份、黄铜纤维14-18份；
[0007]2)改性酚醛树脂：包括硼酸15-20份、腰果酚4-8份、甲醛90-120份、苯酚75-100份、氢氧化钠2-4份；
[0008]3)填料：包括芳纶摩擦颗粒5-15份、聚醚醚酮5-9份、纳米氧化铝粉末2-4份、硫化锑4-9份、鳞片石墨5-12份、硅藻土9-18份。
[0009]所述芳纶摩擦颗粒由芳纶浆粕纤维、芳纶短切纤维、液体丁腈乳胶、液体丁苯橡胶和溶剂型腰果壳油液体树脂混合造粒制得，包括芳纶浆粕纤维40-50份、芳纶短切纤维15-25份，液体丁晴橡胶10-15份，液体丁苯橡胶8-16份，溶剂型腰果壳油液体树脂5-12份；
[0010]所述纳米氧化铝粉末的质量分数≤8％。
[0011]所述改性酚醛树脂还包括丁腈橡胶粒子，改性酚醛树脂中其他成分与丁腈橡胶粒子的重量份比为6:1。
[0012]所述改性六钛酸钾晶须纤维由六钛酸钾晶须经过硅烷偶联剂表面改性得到；改性方法是：将硅烷偶联剂KH500溶于乙醇溶液中制得体积分数为2％的偶联剂/乙醇溶液，将六
钛酸钾晶须纤维置于上述混合溶液中浸泡10-14h后，用无水乙醇多次清洗并晾干，再放置在80℃恒温烘干箱中烘干，制得硅烷偶联剂改性的六钛酸钾晶须纤维。
[0013]一种工程起重机电机刹车盘材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)按配方称取芳纶浆粕短纤维、改性六钛酸钾晶须纤维、复合矿物纤维、黄铜纤维，混合成型为增强纤维；
[0015]2)按配方称取硼酸、腰果酚、甲醛、苯酚、氢氧化钠，进行一次混合成型，再加入丁腈橡胶粒子进行二次共混增韧改性，成为改性酚醛树脂；
[0016]3)按配方称取芳纶摩擦颗粒、聚醚醚酮、纳米氧化铝粉末，、硫化锑、鳞片石墨、硅藻土，混合成型为填料；
[0017]4)混料：将增强纤维、改性酚醛树脂、填料分别称料放入容器中，然后将容器放入超声波清洗器中进行振荡搅拌，得到混合均匀的刹车盘复合材料混合物；
[0018]5)热压成型：将热压一次成型机上的模具预热到120-140℃，在模具模腔内刷脱模剂，将刹车盘复合材料混合物倒入模腔，盖上经过喷丸和涂胶处理的钢背，然后热压成型，温度150-170℃，成型压力19-21MPa，压制280-320s；
[0019]6)烧结固化：将共混热压后的刹车盘复合材料混合物放入箱式电阻炉中进行热处理，烧结温度为300-400℃，烧结完成后随炉自然冷却到室温下，再保持24小时，得到样品粗坯；
[0020]7)机械加工：根据工程起重机电机刹车制动盘设计尺寸及精度要求将样品粗坯加工成刹车盘样品。
[0021]所述步骤5)中，为了让刹车盘复合材料混合物中的水分和其他挥发性介质逸散出来，每隔15s对模具释放压力一次，连续释放3次。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术所制备的刹车盘材料的增强纤维采用少量黄铜纤维混杂芳纶浆粕短纤维、改性六钛酸钾晶须纤维、复合矿物纤维，形成若干级无规则交叉网络结构，可以对裂纹的扩展产生束缚作用，从而有效增强摩擦材料的韧性和抗冲击能力；
[0024]2、本专利技术所制备的刹车盘材料的改性酚醛树脂采用硼酸、腰果酚、丁腈橡胶粒子二次共混增韧，显著提高了基体树脂的耐热性和冲击强度，从而提高刹车盘材料的摩擦系数稳定性和耐磨损性能；
[0025]3、本专利技术所制备的刹车盘材料的填料加入了聚醚醚酮成分，能够在摩擦过程中形成聚醚醚酮转印膜，转印膜能将脱落的碎片纤维吸收进转印膜内，从而有效提高材料的表面强度并降低材料的磨损率；
[0026]4、本专利技术所制备的刹车盘材料应用一次热压成型工艺，最佳热压工艺参数为160℃
×
300s
×
20MPa，有效保证了摩擦材料与金属基材的结合力和整体性，增强纤维不被机加工切断，保持了摩擦材料的连续性，增加摩擦制动面积，提高刹车盘的耐磨性，制动能力及机械强度，延长刹车盘的使用寿命。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。
[0028]一、实施例1
[0029]一种工程起重机电机刹车盘材料，包括的成分及重量份是：
[0030]1)增强纤维：芳纶浆粕短纤维4份、改性六钛酸钾晶须纤维4份、复合矿物纤维13份、黄铜纤维16份；
[0031]2)改性酚醛树脂：硼酸18份、腰果酚4份、甲醛100份、苯酚75份、氢氧化钠3份、丁腈橡胶粒子(改性酚醛树脂中其他成分与丁腈橡胶粒子的重量份比为6:1)；
[0032]3)填料：芳纶摩擦颗粒5份、聚醚醚酮7份、纳米氧化铝粉末2份、硫化锑7份、鳞片石墨8份、硅藻土9份。
[0033]一种工程起重机电机刹车盘材料的制备方法，包括以下步骤：
[0034]1)按配方称取芳纶浆粕短纤维、改性六钛酸钾晶须纤维、复合矿物纤维、黄铜纤维，混合成型为增强纤维；
[0035]2)按配方称取硼酸、腰果酚、甲醛、苯酚、氢氧化钠，混合成型为改性酚醛树脂(通过硼酸和腰果酚在酚醛树脂合成过程中进行复合改性)，再加入丁腈橡胶粒子对改性后的酚醛树脂进行二次共混增韧改性，最终得到具有耐热性好，抗冲击强度大的改性酚醛树脂；
[0036]3)按配方称取芳纶摩擦颗粒、聚醚醚酮、纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：该材料包括的成分及重量份是：1)增强纤维：芳纶浆粕短纤维4-8份、改性六钛酸钾晶须纤维4-8份、复合矿物纤维12-15份、黄铜纤维14-18份；2)改性酚醛树脂：硼酸15-20份、腰果酚4-8份、甲醛90-120份、苯酚75-100份、氢氧化钠2-4份；3)填料：芳纶摩擦颗粒5-15份、聚醚醚酮5-9份、纳米氧化铝粉末2-4份、硫化锑4-9份、鳞片石墨5-12份、硅藻土9-18份。2.根据权利要求1所述的一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：所述芳纶摩擦颗粒由芳纶浆粕纤维、芳纶短切纤维、液体丁腈乳胶、液体丁苯橡胶和溶剂型腰果壳油液体树脂混合造粒制得，包括芳纶浆粕纤维40-50份、芳纶短切纤维15-25份，液体丁晴橡胶10-15份，液体丁苯橡胶8-16份，溶剂型腰果壳油液体树脂5-12份。3.根据权利要求2所述的一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：所述纳米氧化铝粉末的质量分数≤8％。4.根据权利要求3所述的一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：所述改性酚醛树脂还包括丁腈橡胶粒子，改性酚醛树脂中其他成分与丁腈橡胶粒子的重量份比为6:1。5.根据权利要求4所述的一种工程起重机电机刹车盘材料，其特征在于：所述改性六钛酸钾晶须纤维由六钛酸钾晶须经过硅烷偶联剂表面改性得到；改性方法是：将硅烷偶联剂KH500溶于乙醇溶液中制得体积分数为2％的偶联剂/乙醇溶液，将六钛酸钾晶须纤维置于上述混合溶液中浸泡10-14h后，用无水乙醇多...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨攀，章春华，徐南汉，章素莲，方苗，
申请(专利权)人：杭州临安华龙摩擦材料有限公司，
类型：发明
国别省市：