用于制动盘的不可逆示温涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于制动盘的不可逆示温涂料及其制备方法，其含有以下按质量百分比计算的组分：粘结剂：40～45%；酞青蓝颜料：5～6%；镉黄、镉红颜料（1：3）：16～22%；填料：6～10%；二甲苯：20～30%。本发明的有益效果主要体现在：通过为制动盘提供具有特定组分的不可逆示温涂料，使制动盘在150℃～700℃间具有多个变色预设温度，方便直观地了解制动盘在其制动过程中温度范围内所达到的最大温度，并且该涂料耐高温性能好，能在150℃～700℃范围内保证涂层不脱落；有助于及时发现制动盘在运行过程中的过热隐患，保证行车安全。本发明尤其适用于列车制动盘。
【专利说明】用于制动盘的不可逆示温涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明 涉及一种示温涂料，尤其涉及一种用于列车的制动盘的不可逆示温涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]列车等交通运输车辆上通常使用制动盘依靠摩擦力进行刹车，制动盘在使用中温度会急剧升高，经常出现过热现象。过热将对制动盘和制动闸片的性能产生不利影响，比如，过热可能导致制动盘出现热裂纹、使用性能下降，过热还可能对与制动盘一起作为摩擦副使用的制动闸片产生异常磨损等，这些最终将影响制动性能，造成事故隐患。此外，不同的过热温度对制动盘带来的影响也各有不同，需要针对性的检修。
[0003]目前的制动盘使用过程中无法及时发现过热问题。由于制动后，制动盘的温度将会恢复至环境温度，所以，一般很难发现使用时是否出现过热现象，更加无法知道制动盘在使用过程中的温度究竟到达什么程度。因此有必要了解制动盘是否曾经处于过热温度，以及过热的程度，以便检查时加以注意，以及时发现隐患，避免事故发生。
[0004]此外，目前虽然有一些不可逆示温涂料，但都有其特定用途，这些不可逆示温涂料有的不能满足制动盘15(T700 °C范围测温要求(如CN101760111 A)，有的涂料高温稳定性较差(如CN101705051 A)，只能保证250 °C涂层完整不脱落。因此现有的不可逆示温涂料均无法直接用于列车的制动盘。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提供一种满足制动盘测温范围要求，稳定可靠的用于制动盘的不可逆示温涂料。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种用于制动盘的不可逆示温涂料，其含有以下按质量百分比计算的组分:
粘结剂:40~45% ；
酞青蓝颜料:5~6% ；
镉黄和镉红混合颜料:16~22% ；
填料:6~10% ；
二甲苯:20~30% ；
所述粘结剂是耐高温硅树脂或环氧改性硅树脂；
所述填料是玻璃粉和氧化钛粉的混合物，由玻璃粉和氧化钛粉按质量比1:1混合而成。
[0007]优选的，所述镉黄和镉红混合颜料按质量百分比计算的组分比为1:3。
[0008]本发明选用酞青蓝颜料和镉黄、镉红混合颜料的合理搭配，是为了获得高低温段可以有较为明显的变色。酞青蓝颜料随着温度上升在200°C左右开始分解，它的深颜色会逐渐消失，400°C以上将失去效用。此时，镉黄和镉红混合颜料的颜色显现。随着温度上升，镉黄和镉红混合颜料的颜色会发生变化。从而可根据涂料颜色变化，准确判断出该涂料所曾经达到过的最高温度。
[0009]为了更好地满足示温涂料的颜色变化要求，配合该示温涂料所呈现出的原来的深色，所述镉黄和镉红混合颜料中的镉黄、镉红颜料按质量百分比计算的组分比为1:3进行混合，即采用镉黄、镉红(I:3)的混合颜料，以镉红为主要颜色。
[0010]其中的玻璃粉和氧化钛粉对该示温涂料在不同温度下的颜色变化没有干扰，但可以提高该示温涂料的耐高温性能；同时，玻璃粉高温熔融后，还可以改善该示温涂料的涂覆完整性和附着力情况。
[0011]进一步优选的，其含有以下按质量百分比计算的组分:环氧改性硅树脂:45%;酞青蓝颜料:6% ;镉黄和镉红混合颜料(1:3): 16% ;玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1):5% ;二甲苯:28%。
[0012]进一步优选的，其含有以下按质量百分比计算的组分:耐高温硅树脂:40% ;酞青蓝颜料:6% ;镉黄和镉红混合颜料(1:3):22% ;玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1):8% ;二甲苯:24%。
[0013]进一步优选的，其含有以下按质量百分比计算的组分:耐高温硅树脂:45% ;酞青蓝颜料:6% ;镉黄和镉红混合颜料(1:3): 19% ;玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1): 10% ;二甲苯:20%。
[0014]进一步优选的，其含有以下按质量百分比计算的组分:耐高温硅树脂:41% ;酞青蓝颜料:5% ;镉黄和镉红混合颜料(1:3):20% ;玻璃粉和氧化钛粉(1:1):9% ;二甲苯:25%。
[0015]更进一步优选的,所述酞青蓝颜料为C.1.Pigment Bluel5:6。所述镉黄颜料为颜料黄35或颜料黄37，所述镉红颜料为颜料红108。
[0016]所述不可逆示温涂料到达各个预设温度时依次显示各个不同的相对应的颜色，所述的预设温度位于150°C~700°C之间。所述涂料的本色为黑色或深灰色，在150°C~700°C变色区间内，不同温度所对应的颜色为:
当温度由低到高达到预设温度150~350°C时，颜色逐渐变浅；
当温度由低到高达到预设温度350°C时，变为浅灰色；
当温度由低到高达到预设温度390°C时，变为暗红色；
当温度由低到高达到预设温度420°C时，变为黄棕色；
当温度由低到高达到预设温度460°C时，变为棕红色；
当温度由低到高达到预设温度500°C时，变为棕色；
当温度由低到高达到预设温度550°C时，变为浅灰蓝色；
当温度由低到高达到预设温度600°C时，变为黄绿色；
当温度由低到高达到预设温度650°C时，变为草黄色；
当温度由低到高达到预设温度700 V时，变为浅蓝色。
[0017]本发明还揭示了上述用于制动盘的不可逆示温涂料的制备方法，包括如下步骤: 配料步骤，按配方将各组分填料加入混有2/3 二甲苯的粘结剂中，混合搅拌；
研磨分散步骤，将上述混合物加入球磨机研磨分散至细度不大于40 μ m ;
调和装罐步骤，将经过研磨分散后的材料用剩余二甲苯调匀，过滤后装罐。
[0018]本发明的有益 效果主要体现在:通过为制动盘提供具有特定组分的不可逆示温涂料，使制动盘在150°C~700°C间具有多个变色预设温度，方便直观地了解制动盘在其制动过程中温度范围内所达到的最大温度，并且该涂料耐高温性能好，能在150°C~700°C范围内保证涂层不脱落；有助于及时发现制动盘在运行过程中的过热隐患，保证行车安全。本发明尤其适用于列车制动盘。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0020]图1为本发明的【具体实施方式】的制动盘的左视图。
[0021]图2为本发明的【具体实施方式】的制动盘的主视图。
[0022]图3为图2中的制动盘沿A-A方向的剖视图。
[0023]其中:1、摩擦环；11、环形部件；2、散热筋；3、盘毂；4、散热筋表面、5、紧固件；6、
外圆周表面；7、外制动表面；8、内表面。
【具体实施方式】
[0024]有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下【具体实施方式】的详细说明中，将可清楚的呈现。然而本领域技术人员将意识到此处的参考了附图的具体描述仅仅用于示例目的，本发明并不局限于此。在实施例中所用原料均可从商业渠道购买获得，所述粘结剂是耐高温硅树脂或环氧改性硅树脂，如法国BLUESTAR耐高温有机硅树脂6405X或SILRES? 604或者XLK-002耐高温有机硅树脂，或SH-023-4环氧改性有机硅树脂；酞青蓝颜料是市售酞青蓝颜料，如C.1.Pigment Bluel5:6 ;镉黄、镉红颜料是市售镉黄、镉红颜料，比如:颜料黄 35 /P.Y.35 (77117)、颜料黄 37/P.Y.37 (77199)、颜料红 108/P.R.108(77202)。本申请上述所提及的原料规格或型号是本申请优先选用的，但本申请可选用的原料并不局限于上述所提及原料的具体型号或规格。
[0025]参照图1、图2和图3，本发明的【具体实施方式】中，制动盘包括盘毂3、摩擦环1、连接摩擦环I和盘毂3的连接结构以及散热筋2。具体的，连接结构为紧固件5，其将摩擦环I和盘毂3固定连接在一起。
[0026]摩擦环I包括两个相对的环形部件11，每个环形部件11均具有外圆周表面6、外制动表面7和内表面8。两个所述环形部件11的内表面8相对设置且通过多个散热筋2相互连接，各个散热筋2以盘毂3为中心向外辐射。
[0027]参照图2和图3，制动盘的非制动表面至少包括所述环形部件11的内表面8、外圆周表面6。所述制动盘的环形部件的内表面8、外圆周表面6、以及至少一个所述散热筋2的散热筋表面4，三者之一或其任意两者及以上的组合具有示温涂层，所述示温涂层在所述环形部件的内表面8、外圆周表面6、以及所述散热筋2的散热筋表面4的温度由低至高变化的过程中，到达各个预设温度时依次显示各个不同的相对应的颜色，颜色发生不可逆变化。
[0028]如前所述的，示温涂层可以仅仅位于环形部件的内表面8之上或外圆周表面6之上，也可以仅仅位于散热筋表面4之上，也可以同时位于三者的任意两者的组合之上，当然也可以同时位于三者之上。 [0029]示温涂层位于所述内表面8上的优势为温度检测更加准确，因为距离摩擦环的摩擦面更近；示温涂层位于在散热筋表面4的优势为它的颜色变化更容易被观察到。[0030]在一种实施例中，优选的，所述多个散热筋2的散热筋表面4具有示温涂层，所述示温涂层在散热筋表面4的温度由低至高变化的过程中，到达各个预设温度时依次显示各个不同的相对应的颜色。
[0031]当位于散热筋表面4上时，示温涂层可以涂覆处于摩擦环I的外围，优选为最外围一圈的散热筋2上，这样示温涂层的颜色变化容易观察到，同时也比较节省成本。当然，示温涂层也可以涂覆于处于摩擦环I的内侧位置的散热筋2上。
[0032]容易想到，示温涂层可以涂覆满散热筋2上的全部的散热筋表面4 ;也可以只涂覆局部的散热筋表面4，优选的为朝外的部分散热筋表面4，以便于观察和节约成本。
[0033]当然，于环形部件的内表面8之上或外圆周表面6之上涂覆部分或全部的示温涂层，也是可取的。
[0034]上述的各种涂覆方案均是可行的，实际使用中，在制动盘装车状态下，检查人员可以用手电等适宜的灯光照看散热筋表面4是否有相应的色变，来判断制动盘所经受的最高温度。
[0035]示温涂层可以手工涂覆，也可以喷涂，或采用其它适宜的涂覆方式，其不会影响本发明的实施。
[0036]本发明中，制动盘的具体结构可以有多种变化，尤其是盘毂3和盘体之间的紧固件5可以由其他连接结构所替代。例如，连接结构可以是一个钟形法兰，钟形法兰的中心轴线和盘毂3的中心轴线 相同，钟形法兰具有和盘毂3连接的内部，和摩擦环I连接的外部以及连接所述的内部和外部的径向部，该内部构成钟形法兰的钟形顶，该外部构成钟形法兰的钟形裙边，该径向部构成钟形法兰的钟形侧面。钟形法兰优选的一体成型于盘毂3和摩擦环I上，外部连接到散热筋2。这样的结构可以防止在制动中盘毂3被拉动径向向外膨胀。
[0037]又如，连接结构还可以由径向弹性连接件构成，径向弹性连接件包括连接螺栓、螺母、方键、压环、弹性销和键、垫片，弹性销装在盘毂3上，连接螺栓装在弹性销里，而摩擦环I装在弹性销上，依次将方键、压环装在弹性销上，将键装在盘毂3和压环之间，螺栓通过垫片装在螺母上。这样的结构使得摩擦环I可径向移动的连接在盘毂3上，摩擦环I在制动受热时能沿盘毂3径向自由收缩，不易产生热裂纹。
[0038]除了上述对连接结构的变换形式，本领域技术人员能够理解盘毂3、摩擦环I以及散热筋2的具体设置形式和连接方式均可以有多种实施方式，其不会影响本发明的实现。
[0039]本发明的不可逆示温涂料以耐高温硅树脂或环氧改性硅树脂为粘结剂，内含无机和/或有机颜料，并且，优选的，示温涂层中包含多种无机和/或有机颜料，各颜料各自具有预设温度，在由低到高到达某一颜料的预设温度时，该颜料的颜色发生不可逆变化，以使得示温涂层在由低到高的依次到达多个预设温度时，依次显示多个不同的颜色。基于制动盘在制动过程中可能的温度变化范围，所述的多个预设温度位于150°C~700°C之间。
[0040]在本发明的一种【具体实施方式】中，不可逆示温涂料含有按质量百分比计的以下组分:
粘结剂:40~45% ；
酞青蓝颜料:5~6% ；
镉黄和镉红混合颜料(1:3):16~22% ；填料:6~10% ；
二甲苯:20~30%。
[0041 ] 所述的粘结剂是耐高温硅树脂(法国BLUESTAR耐高温有机硅树脂6405X或SILRES? 604或者XLK-002耐高温有机硅树脂)、环氧改性硅树脂(SH-023-4环氧改性有机硅树脂)。
[0042]所述的填料是氧化钛粉、玻璃粉的混合物，由玻璃粉和氧化钛粉按质量比1:1混合而成。该示温涂料大致呈深灰色或黑色。
[0043] 在本发明的第一优选实施例中，不可逆示温涂料含有以下按质量百分比计算的组分:
环氧改性硅树脂:45% ；
酞青蓝颜料:6% ；
镉黄和镉红混合颜料(1:3):16%;
玻璃粉和氧化钛粉(1:1):5%;
二甲苯:28% ；
经过混合研磨分散，该实施例最后得到深灰色涂料。将配制的涂料采用手工涂覆或喷涂的方式涂覆制动盘散热筋表面，加热制动盘可以观察到不同的温度对应不同的颜色。降温后颜色保留，该涂料具有较好的附着力，附着力达到一级，冲击强度50kg.cm。700°C条件下，涂I吴基本完整。
[0044]在本发明的第二优选实施例中，不可逆示温涂料含有以下按质量百分比计算的组分:
耐闻温娃树脂:40% ；
酞青蓝颜料:6% ；
镉黄和镉红混合颜料(1:3):22% ；
玻璃粉和氧化钛粉(1:1):8% ；
二甲苯:24% ；
经过混合研磨分散，该实施例最后得到黑色的涂料。将配制的涂料，采用手工涂覆或喷涂的方式涂覆制动盘散热筋表面，加热制动盘可以观察到不同的温度对应不同的颜色。降温后颜色保留。该涂料具有较好的耐高温性能。附着力达到二级，冲击强度50kg.cm。700°C条件下，涂膜完整，不脱落。
[0045]在本发明的第三优选实施例中，不可逆示温涂料含有以下按质量百分比计算的组分:
耐闻温娃树脂:45% ；
酞青蓝颜料:6% ；
镉黄和镉红混合颜料(1:3):19%;
玻璃粉和氧化钛粉(1:1):10%;
二甲苯:20% ；
经过混合研磨分散，该实施例最后得到深灰色的涂料。将配制的涂料，采用手工涂覆或喷涂的方式涂覆制动盘散热筋表面，加热制动盘可以观察到不同的温度对应不同的颜色。降温后颜色保留。该涂料具有较好的耐高温性能和显色性能。附着力达到二级，冲击强度50kg.cm。700°C条件下，涂膜完整，不脱落。
[0046]在本发明的第四优选实施例中，不可逆示温涂料含有以下按质量百分比计的组分:
耐闻温娃树脂:41% ；
酞青蓝颜料:5% ；
镉黄和镉红混合颜料(1:3):20% ;
玻璃粉和氧化钛粉(1:1):9%;
二甲苯:25%;
经过混合研磨分散，该实施例最后得到深灰色的涂料。将配制的涂料，采用手工涂覆或喷涂的方式涂覆制动盘散热筋表面，加热制动盘可以观察到不同的温度对应不同的颜色。降温后颜色保留。该涂料具有较好的耐高温性能和显色性能。附着力达到二级，冲击强度50kg.cm。700°C条件下，涂膜完整，不脱落。
[0047]将上述四个实施例的涂料分别涂在用于制动盘的摩擦环的环形部件11的内表面
8、外圆周表面6的局部或全部表面的实施例不再详细描述，除涂覆部位与前面不同外，其它均同前述已列举的四个具体实施例。
[0048]本发明的不可逆示温涂料具有较好的耐高温性能和显色性能，从低温到高温变色明显，尤其适合应用于列车或铁道车辆的制动盘上，如下表1为不可逆示温涂料的各项基本性能，如下表2为不可逆示温涂料的各项示温性能。
[0049]表1用于制动盘的不可逆示温涂料性能
【权利要求】
1.一种用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，其含有以下按质量百分比计算的组分: 粘结剂:40~45% ； 酞青蓝颜料:5~6% ； 镉黄和镉红混合颜料:16~22% ； 填料:6~10% ； 二甲苯:20~30% ； 所述粘结剂是耐高温硅树脂或环氧改性硅树脂； 所述填料是玻璃粉和氧化钛粉的混合物，由玻璃粉和氧化钛粉按质量比1:1混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，所述镉黄和镉红混合颜料中的镉黄、镉红颜料按质量百分比计算的组分比为1:3。
3.根据权利要求2所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，其含有以下按质量百分比计算的组分: 环氧改性硅树脂:45% ； 酞青蓝颜料:6% ； 镉黄和镉红混合颜料(1:3):16%; 玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1):5%; 二甲苯:28%。
4.根据权利要求2所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，其含有以下按质量百分比计算的组分: 耐闻温娃树脂:40% ； 酞青蓝颜料:6% ； 镉黄和镉红混合颜料(1:3):22% ; 玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1):8% ； 二甲苯:24%。
5.根据权利要求2所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，其含有以下按质量百分比计算的组分: 耐闻温娃树脂:45% ； 酞青蓝颜料:6% ； 镉黄和镉红混合颜料(1:3):19%; 玻璃粉和氧化钛粉的混合物(1:1):10%; 二甲苯:20%。
6.根据权利要求2所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，其含有以下按质量百分比计算的组分: 耐闻温娃树脂:41% ； 酞青蓝颜料:5% ； 镉黄和镉红混合颜料(1:3):20% ； 玻璃粉和氧化钛粉(1:1):9% ；二甲苯:25%。
7.根据权利要求1至6任一所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，所述酞青蓝颜料为 C.1.Pigment Bluel5:6。
8.根据权利要求1至6任一所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于，在所述镉黄、镉红混合颜料中，所述镉黄颜料为颜料黄35或颜料黄37，所述镉红颜料为颜料红108。
9.根据权利要求1至6任一所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于:所述不可逆示温涂料到达各个预设温度时依次显示各个不同的相对应的颜色，所述的预设温度位于150°C~700°C之间。
10.根据权利要求1至6任一所述的用于制动盘的不可逆示温涂料，其特征在于:所述不可逆示温涂料到达各个预设温度时依次显示各个不同的相对应的颜色，所述的预设温度位于150°C~700°C之间；在150°C~700°C变色区间内，不同温度所对应的颜色为: 当温度由低到高达到预设温度150~350°C时，颜色逐渐变浅； 当温度由低到高达到预设温度350°C时，变为浅灰色； 当温度由低到高达到预设温度390°C时，变为暗红色； 当温度由低到高达到预设温度420°C时，变为黄棕色； 当温度由低到高达到预设温度460°C时，变为棕红色； 当温度由低到高达到预设温度500°C时，变为棕色； 当温度由低到高达到预设温度550°C时，变为浅灰蓝色； 当温度由低到高达到预设温度600°C时，变为黄绿色； 当温度由低到高达到预设温度650°C时，变为草黄色； 当温度由低到高达到预设温度700 V时，变为浅蓝色。
11.根据权利要求1至10任一所述的用于制动盘的不可逆示温涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤， 配料步骤，按配方将各组分填料加入混有2/3 二甲苯的粘结剂中，混合搅拌； 研磨分散步骤，将上述混合物加入球磨机研磨分散至细度不大于40 μ m ; 调和装罐步骤，将经过研磨分散后的材料用剩余二甲苯调匀，过滤后装罐。
【文档编号】C09D7/12GK103911069SQ201210591545
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】吴鹏, 钱坤才 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司