一种闸瓦的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铁道货车用高摩擦系数合成闸瓦的制备方法，属于刹车片材料技 术领域。
【背景技术】
[0002] 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 其使用寿命有待提尚。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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%;二硫化钼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。
[0006] 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。
[0007] 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。
【发明内容】
[0008] 为了克服上述缺陷，本发明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：
[0009] NBR:5 ~10，
[0010] BR:2 ~5
[0011] SBR:3 ~7
[0012] 酚醛树脂：5~15
[0013] Zn0:2 ~3
[0014] S:0.3 ~0.5
[0015] MgO:5 ~7
[0016] 促进剂 DM:0. 2 ~0· 5
[0017] 促进剂 TMTD: 0· 3 ~0· 8
[0018] 促进剂 H :0.2 ~0.3
[0019] 防老剂 D :0.2 ~0.4
[0020] 金属纤维：15~20
[0021] 矿物纤维：15~25
[0022] 白碳黑：5~8
[0023] 石油焦：7~18
[0024] 二硫化钼：2~3
[0025] 芳纶浆柏：4~5
[0026] BaS04:18 ~30
[0027] 钛酸钾晶须：2~8。
[0028] 本发明采用的酚醛树脂、白碳黑、促H体系具有协同效应，有利于提高产品与金属 的粘合。
[0029] 上述酚醛树脂为硼改性的酚醛树脂，该材料在树脂中有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。可选用酚醛树脂PF-6700,济南圣泉集团生产。
[0030] 本发明的闸瓦采用"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。
[0031] 表1传统配方摩擦磨损性能
[0032]
[0033] 表2本发明配方摩擦磨损性能
[0034]
【具体实施方式】
[0035] 本发明实施例提供一种闸瓦生产方法，包括如下步骤：
[0036] 1、将闸瓦原料充分混合均匀后，进行密闭式啮炼混合、破碎得到混合好的高分子 复合材料；
[0037] 2、步骤1中的闸瓦原料的配方以重量份计为：
[0038] NBR:5 ~10
[0039] BR:2 ~5
[0040] SBR:3 ~7
[0041] 硼改性的酚醛树脂：5~15
[0042] Zn0:2 ~3
[0043] S :0.3 ~0.5
[0044] Mg0:5 ~7
[0045] 促进剂 DM:0. 2 ~0· 5
[0046] 促进剂 TMTD: 0· 3 ~0· 8
[0047] 促进剂 H :0.2 ~0.3
[0048] 防老剂 D :0.2 ~0.4
[0049] 金属纤维：15~20
[0050] 矿物纤维：15~25
[0051] 白碳黑：5~8
[0052] 石油焦：7~18
[0053] 二硫化钼：2~3
[0054] 芳给衆柏：4~5
[0055] BaS04:18 ~30
[0056] 钛酸钾晶须：2~8
[0057] 3、将混合好的高分子复合材料和瓦背放入成型模具中常温压制成型；所述的瓦背 为经过冲压、抛丸、喷涂处理的瓦背。
[0058] 4、将压制成型后的器件放入闸瓦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。
[0059] 所述固化处理温度可以为240~280°C ;固化时间可以为28~35h。
[0060] 闸瓦的具体组分可以如表3所示：
[0061] 表3闸瓦配方
[0062]
[0063]
[0064] 上述配方的测试结果如下表4 :
[0065] 表4闸瓦测试数据
[0066]
[0068] 表 4 续
[0069]
[0071] 表4 续
[0072]
[0073] 以上所述各实施例仅为本发明具有代表性的实施方式，任何熟悉本技术领域的技 术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换 均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种闸瓦生产方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将闸瓦原料充分混合均匀后，进行密闭式啮炼混合、破碎得到混合好的高分子复合 材料；步骤（1)中的闸瓦原料的配方以重量份计为： NBR:5 ~10 BR:2 ~5 SBR:3 ~7 硼改性的酚醛树脂：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 芳纶浆柏：4~5 BaSO4:18 ~30 钛酸钾晶须：2~8 ; (2) 将混合好的高分子复合材料和瓦背放入成型模具中常温压制成型；所述的瓦背为 经过冲压、抛丸、喷涂处理的瓦背； (3)将压制成型后的器件放入闸瓦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。
【专利摘要】本发明提供一种与金属粘合性优异、耐高温的复合型功能闸瓦的生产方法，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。
【IPC分类】C09K3/14, F16D69/02
【公开号】CN105020306
【申请号】CN201510504321
【发明人】黄顺道
【申请人】江苏荣昌机械制造集团有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年6月30日
【公告号】CN104059260A