一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦及其制备方法_2

文档序号:9449658阅读:来源:国知局
闽片/闽瓦的制备方法,包括如下步骤:
[0031] 1)将6~18份天然高分子调节剂、2~5份环烧酸盐、1~3份憐酸盐W及3~9 份环氧化物与乙醇7~14份拌合后,造粒;当所造颗粒外皮变硬挺时,将所造颗粒娠压为薄 片并脱除乙醇;
[0032] 2)将所述薄片与3~12份粉末橡胶、3~9份环氧化物、8~24份改性酪醒树脂、 5~15份钢纤维、5~15份摩擦调节剂、5~15份炭材料W及将混合物补充至100份的填 料拌合,得到模压粉;
[003引扣将预烘后的模压粉加入预热到120~160°C的模腔内,先放气,然后加热加压固 化;
[0034] 4)脱模得到的火车闽片/闽瓦制件,于120~160°C的溫度下后固化处理,冷却后 得到火车闽片/闽瓦制件。
[0035] 优选的,步骤I)中,所述薄片的厚度为I~3mm。当薄片的厚度大于该范围时, 薄片与其它物料拌合过程中,较难混匀,得到的模压粉的颗粒较大,影响到模压粉的后续加 工,容易造成制得的火车闽片/闽瓦的质地不均匀,影响火车闽片/闽瓦的使用性能。
[0036] 优选的,步骤1)中,所述脱除乙醇的方法为用65~75°C下热风烘干。在该溫度范 围内乙醇能够快速挥发,若高出本溫度范围则表皮快速干结而内层中乙醇不易溢出,极易 于鼓包爆裂造成社片失败。
[0037] 优选的,步骤2)中,所述拌合是在Z型捏合机中进行的,Z型捏合机的正转和反转 每3min转换一次,拌合的总时间为18-22min。该拌合过程可W达到混料无死角,可将各个 组分充分混合,制得均一的模压粉。
[003引优选的,步骤3)中,所述预烘的时间为30min,预烘的溫度为60-90°C。预烘的作 用是为了提高模压粉的进模溫度,缩短物料在模内升溫的溫程,运一点在冬季室溫较低时 尤为重要。
[0039] 优选的,步骤3)中,合模时,一分钟内放气3~6次。放气的目的是为了释放出合 模时模腔中被压缩的空气和酪醒树脂热缩聚时生成的小分子物质。
[0040] 优选的,步骤扣中,所述加压固化步骤中,压力为5~lOMPa,固化时间为 1. 8-2. 2min/mm。因为酪醒固化会产气,故需要加热的同时加压,W保证制品的密实度。
[0041] W上各组分的作用及其相互协同作用的分析如下:
[0042] 天然纤维素、再生纤维素、海藻酸巧、槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖和甲壳素具有多径基 基团,与树脂基体和其它添加剂有亲和性,更为可贵的运些天然高分子材料具有对摩擦热 和强力剪切等力化学作用很敏感,会变性为葡聚糖类等粘滞物质,加强了闽片/闽瓦亚表 层的密实性和柔初性,稳定了闽片/闽瓦的摩擦系数,并提高了其耐磨性,即闽片/闽瓦制 动性能得W更为稳定可靠。
[0043] 环烧酸盐:具有独特的催化性能,与天然高分子调节剂、粉末橡胶、改性酪醒树脂 W及环氧化物配合使用,可W有效提高火车闽片/闽瓦的熟成度和成品率,并改善火车闽 片/闽瓦的柔初性、硬度和表面贴合性。
[0044] 憐酸盐:辅助环烧酸盐发挥催化作用,并能抑制天然高分子添加剂成分直接裂解 气化,提高葡聚糖类等粘滞物质的得率,间接闽片/闽瓦的稳定制动性能。
[0045] 粉末橡胶:可W有效改善火车闽片/闽瓦的柔初性、硬度和贴合性。粉末橡胶微观 上具有不规则的形貌,可W与其它成分相互嵌合提高闽片/闽瓦的机械性能尤其是耐冲击 性和压缩弹性模量。
[0046] 环氧化物:辅助天然高分子造粒社片,同时环氧基团具有反应活性,与天然高分子 或酪醒树脂等可W形成化学结合,提高闽片/闽瓦的机械性能。
[0047] 改性酪醒树脂:树脂成分作为闽片/闽瓦材料的基体,其作用是将天然高分子调 节剂、增钢纤维、摩擦性能调节剂和其它添加剂等组分粘结成为一体,从而得到相对均匀、 致密并具有特定要求的性能的材料,使得在亚微观层次上形成所谓的海岛结构:基体树脂 成分遍布整个材料形成高分子特有的大型包络型连续结构作为"海",其它组分形成分布其 中的"岛"型结构。
[0048] 钢纤维:硬质成分,稳定高速高溫下制动性能,并起清扫对偶面的作用
[0049] 摩擦调节剂:使得制动闽片/闽瓦的瞬时摩擦系数和平均摩擦系数处于规定的摩 擦带之间。
[0050]炭材料:软质材料,有自润滑作用,抑制摩擦调节剂导致闽片/闽瓦的摩擦系数过 高倾向,稳定制动性能。
[005。 填料:调节闽片/闽瓦的密度和硬度,降低成本。
[0052] 本发明的有益技术效果:
[0053] 1、本发明着眼于利用天然高分子材料如做调节和稳定制动性能的功能性材料,例 如天然纤维素、再生纤维素、海藻酸巧、槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖和甲壳素等。附图5和附图 6示出了一次停车高制动推力下火车典型的运行速度下进行制动时埋置于制动盘表面Imm 下热电偶所测制动盘的最高溫度值,通过埋植于制动闽片/闽瓦亚表层的溫度传感器测 得,常见的一次制动停车条件下,闽片/闽瓦亚表层的瞬间最高溫度多处于在180~270°C 间,而上述精屯、挑选的天然纤维素等材料在180~270°C间受热条件下和在力化学作用下, 部分糖巧键断裂后可W转化为葡聚糖类及一些可能含径基、簇基、幾基等的较长链段有机 物组分,运些组分本身很粘稠,且能够与酪醒树脂基体的端基等发生化学交联作用,并可能 逾渗进入到摩擦调节剂、炭材料和无机填料的颗粒间隙,半充填W致充满间隙起到裹挟粒 子等效果,使得制动闽片/闽瓦的制动表面及其亚表面层材料本体更为密实并呈现得更粘 滞,运样可W使得制动闽片/闽瓦与对摩偶制动盘的粘着特性提高,且制动闽片/闽瓦的弹 性模量进一步降低,从而使得制动闽片/闽瓦的粘着功和变形功互为补偿,其加和贡献所 得摩擦功得W平稳化,运样从总体来看,取得了既稳定了制动闽片/闽瓦的摩擦系数,又能 改善其耐磨性的效果。
[0054]2、天然高分子可从动植物和菌类及藻类生物体中提取,也可用甘薦渣、木材边角 料、海产品厨余物等深加工而得,来源广泛,成本低廉,将其用于耐磨场合做牺牲材料,对环 境没有次生伤害。
[0055]3、本发明利用天然高分子成分和其它各组分的配合来获得材料本体具有稳定制 动性能的火车闽片/闽瓦,可W提高制动闽片/闽瓦材料的柔初性、贴合性和耐磨性,并具 有很好的吸声效应。
【附图说明】
[0056] 图1为本发明中未使用前的火车闽片;
[0057] 图2为本发明中使用一段时间后的火车闽片;
[0058] 图3为本发明的火车闽片使用一段时间后的侧面形貌;
[0059] 图4为本发明的火车闽片的表面细观结构示意图;
[0060]图5为实施例1的火车闽片在干态21kN制动推力下的制动曲线;
[0061] 图6为实施例2的火车闽片在干态21kN制动推力下的制动曲线;
[0062] 图7为实施例1和实施例2所制得闽片的磨损率;
[0063] 图8 (a)为实施例1所制得闽片制动表面层的微观形貌;
[0064] 图8化)为实施例2所制得闽片制动表面层的微观形貌。
[0065] 图9为实施例3的火车闽瓦在干态15kN制动推力下的制动曲线。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。
[0067] 制动闽片/闽瓦的表面层为制动的工作界面,多次制动下来,一部分磨损损失,新 生成的表面界面层实质上是在摩擦热和强力剪切及娠压作用下摩擦材料中的有机化合物 成分发生了结构变化(如图1、图2、图3和图4所示),运部分残基与闽片亚表层(或称为 过渡层)的成分有很大区别,过渡层之下才是闽片/闽瓦的本底热固性材料。可W说本底 材料是初始固化成型的粘合剂的=维网络结构包络着纤维增强材料、增初材料、摩擦调节 剂和填充料成分,亚表层是受到传递摩擦热和压缩作用下初始固化粘结剂与热敏有机成分 的发生化学变化得到的较长链段有机物组分共融的产物(如图3所示),最表层摩擦面是亚 表层进一步受到摩擦热、强力剪切及制动高比压作用下发生复杂反应之后的有机物残基和 其余成分的共容物(如图4所示)。做到了制动过程中摩擦工作界面的"即时"稳定化。
[0068] 借助天然高分子材料的热敏性及在摩擦热下不完全裂解物的粘滞性,还有天然高 分子中存在大量各种尺寸的空穴和毛细管空间的特性,当把运类天然高分子材料作为制动 闽片/闽瓦材料的组分使用时,从物理角度看可W使得制动闽片/闽瓦的粘着功和变形功 互为补偿,稳定闽片/闽瓦的输出摩擦功,运样能够制得摩擦系数适当高且保持稳定又具 有良好耐磨性的制动闽片/闽瓦。
[0069] 实施例1
[0070] 火车闽片/闽瓦,由W下重量份的组分组成:天然纤维素10份,环烧酸儀3份,憐 酸盐2份,粉末下腊橡胶5份,环氧化物5份,改性酪醒树脂20份,钢纤维10份,硫铁矿粉 5份,石油焦炭15份,云母粉10份,硫酸领15份。
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