一种hgm-c型高摩合成闸瓦及其制备方法
【专利摘要】一种HGM-C型高摩合成闸瓦及其制备方法，属于材料【技术领域】。本发明首先将橡胶切块后经塑炼，加入辅料后进行混炼，然后通过轧胶片和切片称重、瓦背处理、热压成型和后处理得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。本发明经硫化后，产品的摩擦、磨耗性能符合运装货车[2002]《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件（暂行）》要求，且装车使用过程中有效地抑制金属镶嵌、裂纹、掉块等现象，减少对车轮的损伤；具有较好的耐冲击性能，耐候性好的特点。
【专利说明】-种HGM-C型高摩合成闸瓦及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种HGM-C型高摩合成闸瓦及其制备方法，尤其涉及HGM-C型高摩合 成闸瓦所用的摩擦材料及其制备方法，属于材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 目前，高速重载将是我国铁路发展的主要方向，闸瓦是机车、车辆制动系统中不可 缺少的一个部件。由于铁路运输特点，造成闸瓦工作条件极为复杂，它承受着高温、静载荷 和动载荷的作用，这些因素影响到车轮与闸瓦这对摩擦件的工作性能。出现金属镶嵌、裂 纹、掉块等现象，造成对车轮的划痕、热损伤、龟裂及行车安全，且使用寿命短，造成维修更 换成本费用的增加。这就对摩擦材料及闸瓦制造提出了新的要求。因此需要制备一种摩擦 性能稳定，且耐磨性好的闸瓦来满足铁路货车的制动要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种HGM-C型高摩合成闸瓦及其制备方法，制备了一种符合 运装货车《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件(暂行)》要求的闸瓦。
[0004] 本发明的技术方案，HGM-C型高摩合成闸瓦，配方比例按重量份计：丁苯橡胶18? 22份、顺丁橡胶2?10份、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5?10份、钢纤维15?30份、氧化镁 5?10份、石油焦5?10份、碳化娃2?5份、矿物纤维10?25份、氢氧化|丐5?10份、 硫酸钡5?10份、石墨5?10份、二硫化钥1?5份、铁粉6~10份、N539碳黑1?5份、 硫磺1?3份、硫化锑1?3份和促进剂TMTD 0. 1、. 6份； 橡胶切块经塑炼，加入辅料后进行混炼，然后通过轧胶片和切片称重、瓦背处理、热压 成型及后处理得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0005] 所述HGM-C型高摩合成闸瓦的制备方法，按步骤为： (1) 配料：按相应的重量份提取摩擦材料的各组分原料； 各组分的重量份分别为：丁苯橡胶18?22份、顺丁橡胶2?10份、甲酚改性甲阶段酚 醒树脂5?10份、钢纤维15?30份、氧化镁5?10份、石油焦5?10份、碳化娃2?5 份、矿物纤维10?25份、氢氧化興5?10份、硫酸钡5?10份、石墨5?10份、二硫化钥 1?5份、铁粉6~10份、N539碳黑1?5份、硫磺1?3份、硫化锑1?3份和促进剂TMTD 0? 1 ?0? 6 份； (2) 塑炼：取丁苯橡胶18?22份、顺丁橡胶2?10份，按照橡胶包装的厚度和宽度 在长度方向上取200mm进行切块，于塑炼机中进行塑炼；将丁苯胶辊距调整为1mm，薄通10 次，辊筒温度控制在35?45°C，再将顺丁胶投入进行并胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒 温度控制在35?45°C ;放宽辊距至4mm，包辊至表面光滑，取样下卷称量停放； (3) 混炼：取步骤（2)所得的塑炼后的合并胶，于密闭式密炼机里，混炼温度为 4(Tl00°C，时间为2min，压力为0? 5?0? 7MPa ;加入步骤（1)里所述其余各组分原料，混炼温 度为4(Tl00°C，时间为9min，压力为0? 5?0? 7MPa ; (4) 轧胶片和切片称重：将步骤（3)里混炼好的混炼胶，在开炼机上下片，混炼胶放入 开炼机上过辊5次，辊距在2-3mm，温度不高于60°C，然后辊距调节到6mm，表面平整后下片， 温度也不高于60°C ;将压好的片按75X 340mm的尺寸进行开料，用精度为0. 5g电子秤秤取 2450g的重量；期间需停放8~72小时方可热压成型； (5) 瓦背处理：将符合HGM-C型高摩合成闸瓦规格要求的瓦背放入抛丸机中，对瓦背表 面进行除锈及消除应力； (6) 热压成型：取步骤（4)所得切片物料和步骤（5)处理好的瓦背装入HGM-C型高摩合 成闸瓦模具中进行热压成型，其中热压成型条件为：硫化压力19~21MPa，采用蒸汽加热，温 度为145~150°C，蒸汽压力为0. 42~0. 48MPa，正硫化时间为50min，排气次数2次，排气时间 Is ;热压成型完成后得到HGM-C型高摩合成闸瓦初品； (7) 后处理：将步骤（6)所得HGM-C型高摩合成闸瓦初品进行出模清整，对瓦背进行油 漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0006] 本发明中丁苯橡胶、顺丁橡胶切块经塑炼，加入甲酚改性甲阶段酚醛树脂、钢纤 维、氧化镁、石油焦、碳化硅、矿物纤维、氢氧化钙硫酸钡、石墨、二硫化钥、铁粉、N539碳黑、 硫磺、硫化锑和促进剂TMTD经过密炼机密炼后得到一种高摩擦系数材料；然后通过瓦背 处理、乳胶片、切片称重和硫化成型处理后得到HGM-C型高摩合成闸瓦初品。初品进行出模 清整，对瓦背进行油漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0007] 制备的闸瓦适用于各型铁道货车；高摩擦系数稳定，温升低，具有良好的耐磨性， 使用寿命长，符合环保要求。本闸瓦中不含石棉、铅、锌或其他化合物，制动过程中无不良 气味；对轮轨粘着影响小，对车轮磨损小，HGM-C型高摩合成闸瓦采用粘着机理提高摩擦系 数，通过使用晶须-橡胶骨架，优化组分中摩阻材料含量、粒度和种类，使闸瓦摩擦系数提 高的同时不会增加对车轮的磨耗；对车轮热影响小，HGM-C型高摩合成闸瓦通过配方控制 弹性模量，有效提高闸瓦与车轮的贴合性，降低了车轮踏面温度，保证闸瓦对车轮不会产生 明显的热影响，特别利于保证长大坡道地区的运输安全；冲击强度高，实测闸瓦冲击强度可 达10kJ/m 2以上，明显高于标准规定。
[0008] 本发明的有益效果：本发明制备得到的HGM-C型高摩合成闸瓦，其摩擦、磨耗性能 符合运装货车[2002]《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件(暂行)》要求，且装车使用 过程中能够有效地抑制金属镶嵌、裂纹、掉块等现象，减少对车轮的损伤；高摩擦系数稳定， 温升低，具有良好的耐磨性、耐冲击性能，使用寿命长的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是HGM-C型高摩合成闸瓦生产工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1 所述HGM-C型高摩合成闸瓦的制备方法，按重量份计步骤为： (1)配料：按相应的重量百分比提取摩擦材料的各组分原料； 各组分的重量百分比分别为：丁苯橡胶18份、顺丁橡胶2份、甲酚改性甲阶段酚醛树脂 5份、钢纤维15份、氧化镁5份、石油焦5份、碳化娃2份、矿物纤维10份、氢氧化興5份、硫 酸钡5份、石墨5份、二硫化钥1份、铁粉6份、N539碳黑1份、硫磺1份、硫化锑1份和促 进剂TMTD 0. 1份； (2) 塑炼：取丁苯橡胶、顺丁橡胶，按照橡胶包装的厚度和宽度在长度方向上取200mm 进行切块，于塑炼机中进行塑炼；将丁苯胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度控制在 35°C，再将顺丁胶投入进行并胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度控制在35°C ;放宽辊 距至4mm，包辊至表面光滑，取样下卷称量停放； (3) 混炼：取步骤（2)所得的塑炼后的合并胶，于密闭式密炼机里，混炼温度为40°C，时 间为2min，压力为0. 5MPa ;加入步骤（1)里所述其余各组分原料，混炼温度为40°C，时间为 9min，压力为 0? 5MPa ; (4) 轧胶片和切片称重：将步骤（3)里混炼好的混炼胶，在开炼机上下片，混炼胶放入 开炼机上过辊5次，辊距在2-3mm，温度不高于60°C，然后辊距调节到6mm，表面平整后下片， 温度也需不高于60°C ;将压好的片按75X 340mm的尺寸进行开料，用精度为0. 5g电子秤秤 取2450g的重量；期间需停放8~72小时方可热压成型； (5) 瓦背处理：将符合HGM-C型高摩合成闸瓦规格要求的瓦背放入抛丸机中，对瓦背表 面进行除锈及消除应力； (6) 热压成型：取步骤（4)所得切片物料和步骤（5)处理好的瓦背装入HGM-C型高摩合 成闸瓦模具中进行热压成型，其中热压成型条件为：硫化压力19MPa，采用蒸汽加热，温度 为145°C，蒸汽压力为0. 42MPa，正硫化时间为50min，排气次数2次，排气时间Is ;热压成型 完成后得到所诉HGM-C型高摩合成闸瓦初品； (7) 后处理：将步骤（6)所得HGM-C型高摩合成闸瓦初品进行出模清整，对瓦背进行油 漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0011] 实施例2 所述HGM-C型高摩合成闸瓦的制备方法，按重量份计步骤为： (1) 配料：按相应的重量百分比提取摩擦材料的各组分原料； 各组分的重量百分比分别为：丁苯橡胶22份、顺丁橡胶10份、甲酚改性甲阶段酚醛树 脂10份、钢纤维30份、氧化镁10份、石油焦10份、碳化硅5份、矿物纤维25份、氢氧化钙 10份、硫酸钡10份、石墨10份、二硫化钥5份、铁粉10份、N539碳黑5份、硫磺3份、硫化 锑3份和促进剂TMTD 0. 6份； (2) 塑炼：取丁苯橡胶22份、顺丁橡胶10份，按照橡胶包装的厚度和宽度在长度方向上 取200mm进行切块，于塑炼机中进行塑炼；将丁苯胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度 控制在45°C，再将顺丁胶投入进行并胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度控制在45°C ; 放宽辊距至4mm，包辊至表面光滑，取样下卷称量停放； (3) 混炼：取步骤（2)所得的塑炼后的合并胶，于密闭式密炼机里，混炼温度为KKTC， 时间为2min，压力为0. 7MPa ;加入步骤（1)里所述其余各组分原料，混炼温度为100°C，时间 为9min，压力为0? 7MPa ; (4) 轧胶片和切片称重：将步骤（3)里混炼好的混炼胶，在开炼机上下片，混炼胶放入 开炼机上过辊5次，辊距在3mm，温度不高于60°C，然后辊距调节到6mm，表面平整后下片，温 度也需不高于60°C ;将压好的片按75X 340mm的尺寸进行开料，用精度为0. 5g电子秤秤取 2450g的重量；期间需停放8~72小时方可热压成型； (5) 瓦背处理：将符合HGM-C型高摩合成闸瓦规格要求的瓦背放入抛丸机中，对瓦背表 面进行除锈及消除应力； (6) 热压成型：取步骤（4)所得切片物料和步骤（5)处理好的瓦背装入HGM-C型高摩合 成闸瓦模具中进行热压成型，其中热压成型条件为：硫化压力21MPa，采用蒸汽加热，温度 为150°C，蒸汽压力为0. 48MPa，正硫化时间为50min，排气次数2次，排气时间Is ;热压成型 完成后得到所诉HGM-C型高摩合成闸瓦初品； (7) 后处理：将步骤（6)所得HGM-C型高摩合成闸瓦初品进行出模清整，对瓦背进行油 漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0012] 实施例3 所述HGM-C型高摩合成闸瓦的制备方法，按重量份计步骤为： (1) 配料：按相应的重量百分比提取摩擦材料的各组分原料； 各组分的重量百分比分别为：丁苯橡胶20份、顺丁橡胶8份、甲酚改性甲阶段酚醛树脂 8份、钢纤维25份、氧化镁8份、石油焦7份、碳化硅3份、矿物纤维18份、氢氧化钙8份、硫 酸钡6份、石墨9份、二硫化钥4份、铁粉7份、N539碳黑4份、硫磺3份、硫化锑3份和促 进剂TMTD 0. 3份； (2) 塑炼：取丁苯橡胶、顺丁橡胶，按照橡胶包装的厚度和宽度在长度方向上取200mm 进行切块，于塑炼机中进行塑炼；将丁苯胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度控制在 40°C，再将顺丁胶投入进行并胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒温度控制在40°C ;放宽辊 距至4mm，包辊至表面光滑，取样下卷称量停放； (3) 混炼：取步骤（2)所得的塑炼后的合并胶，于密闭式密炼机里，混炼温度为80°C，时 间为2min，压力为0. 6MPa ;加入步骤（1)里所述其余各组分原料，混炼温度为60°C，时间为 9min，压力为 0? 6MPa ; (4) 轧胶片和切片称重：将步骤（3)里混炼好的混炼胶，在开炼机上下片，混炼胶放入 开炼机上过辊5次，辊距在2mm，温度不高于60°C，然后辊距调节到6mm，表面平整后下片，温 度也需不高于60°C ;将压好的片按75X 340mm的尺寸进行开料，用精度为0. 5g电子秤秤取 2450g的重量；期间需停放50小时方可热压成型； (5) 瓦背处理：将符合HGM-C型高摩合成闸瓦规格要求的瓦背放入抛丸机中，对瓦背表 面进行除锈及消除应力； (6) 热压成型：取步骤（4)所得切片物料和步骤（5)处理好的瓦背装入HGM-C型高摩合 成闸瓦模具中进行热压成型，其中热压成型条件为：硫化压力20MPa，采用蒸汽加热，温度 为148°C，蒸汽压力为0. 45MPa，正硫化时间为50min，排气次数2次，排气时间Is ;热压成型 完成后得到所诉HGM-C型高摩合成闸瓦初品； (7) 后处理：将步骤（6)所得HGM-C型高摩合成闸瓦初品进行出模清整，对瓦背进行油 漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
[0013] 再按上述方法生产的HGM-C型高摩合成闸瓦进行性能测试，测试结果见表1所示。
[0014] 表1 HGM-C型高摩合成闸瓦性能测试
【权利要求】
1. HGM-C型高摩合成闸瓦，其特征在于配方比例按重量份计：丁苯橡胶18?22份、顺 丁橡胶2?10份、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5?10份、钢纤维15?30份、氧化镁5?10 份、石油焦5?10份、碳化娃2?5份、矿物纤维10?25份、氢氧化興5?10份、硫酸钡 5?10份、石墨5?10份、二硫化钥1?5份、铁粉6?10份、N539碳黑1?5份、硫磺1? 3份、硫化锑1?3份和促进剂TMTD 0. 1、. 6份； 橡胶切块经塑炼，加入辅料后进行混炼，然后通过轧胶片和切片称重、瓦背处理、热压 成型及后处理得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
2. 权利要求1所述HGM-C型高摩合成闸瓦的制备方法，其特征在于步骤为： (1) 配料：按相应的重量份称取摩擦材料的各组分原料； 各组分的重量份分别为：丁苯橡胶18?22份、顺丁橡胶2?10份、甲酚改性甲阶段酚 醒树脂5?10份、钢纤维15?30份、氧化镁5?10份、石油焦5?10份、碳化娃2?5 份、矿物纤维10?25份、氢氧化興5?10份、硫酸钡5?10份、石墨5?10份、二硫化钥 1?5份、铁粉6~10份、N539碳黑1?5份、硫磺1?3份、硫化锑1?3份和促进剂TMTD 0? 1 ?0? 6 份； (2) 塑炼：取丁苯橡胶18?22份、顺丁橡胶2?10份，按照橡胶包装的厚度和宽度 在长度方向上取200mm进行切块，于塑炼机中进行塑炼；将丁苯胶辊距调整为1mm，薄通10 次，辊筒温度控制在35?45°C，再将顺丁胶投入并进行胶辊距调整为1mm，薄通10次，辊筒 温度控制在35?45°C ;放宽辊距至4mm，包辊至表面光滑，取样下卷称量停放； (3) 混炼：取步骤（2)所得的塑炼后的合并胶，于密闭式密炼机里，混炼温度为 4(Tl00°C，时间为2min，压力为0? 5?0? 7MPa ;加入步骤（1)里所述其余各组分原料，混炼温 度为4(Tl00°C，时间为9min，压力为0? 5?0? 7MPa ; (4) 轧胶片和切片称重：将步骤（3)里混炼好的混炼胶，在开炼机上下片，混炼胶放入 开炼机上过辊5次，辊距在2-3mm，温度不高于60°C，然后辊距调节到6mm，表面平整后下片， 温度也需不高于60°C ;将压好的片按75X 340mm的尺寸进行开料，用精度为0. 5g电子秤秤 取2450g的重量；停放8~72h，热压成型备用； (5) 瓦背处理：将符合HGM-C型高摩合成闸瓦规格要求的瓦背放入抛丸机中，对瓦背表 面进行除锈及消除应力； (6) 热压成型：取步骤（4)所得切片物料和步骤（5)处理好的瓦背装入HGM-C型高摩合 成闸瓦模具中进行热压成型，其中热压成型条件为：硫化压力19~21MPa，采用蒸汽加热，温 度为145~150°C，蒸汽压力为0. 42~0. 48MPa，正硫化时间为50min，排气次数2次，排气时间 Is ;热压成型完成后得到HGM-C型高摩合成闸瓦初品； (7) 后处理：将步骤（6)所得HGM-C型高摩合成闸瓦初品进行出模清整，对瓦背进行油 漆，经检验后包装入库，得到产品HGM-C型高摩合成闸瓦。
【文档编号】C08K3/04GK104387634SQ201410611757
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】许超, 谈玉琴, 张 荣, 陈微微 申请人:无锡金鑫集团股份有限公司