[發(fā)明專利]用貨車廢閘瓦摩擦料做填料的復合摩擦材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410586352.X
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104341713B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 付華;孫寶臣;孟兆軍;郭娜;王彩輝;楊晉輝;張光磊;秦國強;于剛;姬紅;姚利敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中車石家莊車輛有限公司
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08K13/08;C08K11/00;C08K7/06;C08K3/08;C08K3/30;C08K5/09;C08K3/04
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務所13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發(fā)明涉及摩擦材料及車輛閘瓦技術領域。

背景技術

車輛用閘瓦（剎車片）基本結(jié)構(gòu)由鋼背和高分子復合摩擦材料組成。以鐵路用貨車70萬輛計算（每輛車8塊閘瓦），每年更換的廢棄閘瓦數(shù)量約400萬塊，重量達5000噸，其中鋼背回收約2500噸。考慮到公路交通車輛、農(nóng)用車輛、工礦機械等運用的閘片，廢棄物量巨大。

廢棄的車輛閘瓦（片）作為工業(yè)固體垃圾，目前主要是深埋回填，其中的高聚物降解時間漫長，加之其中的金屬、無機稀土填料等，對土壤造成很大的改變，同時占用較大的土地資源，特別是汽車用閘片含大量的重金屬銻，被認為是潛在的致癌物，人吸入會破壞心臟及肝臟功能并中毒死亡,銻對環(huán)境的危害也很大，尤其對水體環(huán)境會造成長期不良影響。高分子摩擦材料的組分復雜，主要包括樹脂基體、增強纖維、填料等多達十幾至二十多種，涉及聚合物（樹脂、橡膠等）、金屬（增強纖維、金屬粉末填料等）、無機稀土填料（耐磨填料等）。眾所周知，隨著對山石、河砂、稀土材料等的開采、挖掘，天然稀土骨料資源消耗迅速，必將趨于枯竭，廢棄的摩擦材料既是資源的浪費，同時不易降解的高聚物也對環(huán)境造成了極大危害。

目前對于高聚物復合摩擦材料的回收利用技術，主要有物理回收、化學回收、熱能回收、電磁分離等方法。物理回收，又稱二次回收，對廢料進行機械粉碎、研磨造粒，作為一種替代填料，循環(huán)使用；化學回收主要是對復合材料的樹脂基體的高溫裂解，變成小分子的碳氫化合物氣體、液體或者焦炭，技術復雜，主要針對幾乎純樹脂廢棄物的回收；熱能回收主要是燃燒或燃料化技術，進行人能回收，主要正對熱塑性樹脂，而且含量高的廢棄物；電磁分離主要是利用磁場作用分離基體和增強體技術，技術含量高，一般運用到有較高回收價值的纖維或樹脂。

目前，國內(nèi)外不少文獻的研究集中在組份比較簡單（2種組分）的聚合物基復合材料的回收利用上，例如纖維（C纖維、鋼纖維等）與聚合物基體分離技術的研究，分離出的纖維的再應用及其性能變化等。國外對廢纖維再生利用比較早，開展的工作主要集中在建筑材料和橡膠制品領域，如：廢合成纖維簾線填充的混凝土，其拉伸強度、沖擊強度和抗撕裂強度均有所提高，且工藝簡單、成本不高，用做防水油氈、跑道鋪地材料時，不僅降低成本，而且可提高抗撕裂強度和耐刺穿強度。

由于貨車閘瓦在使用過程中經(jīng)過反復高溫制動，其組分中的酚醛樹脂經(jīng)歷固化和碳化、橡膠老化、鐵粉和鋼纖維的氧化等，會使原配方中含有的高分子聚合物發(fā)生失效。以符合“中華人民共和國鐵道行業(yè)標準TB/T 2403-2010的鐵道貨車用合成閘瓦”標準的高摩閘瓦為例，回收的摩擦材料中的無機礦物鋁釩土、硫酸鋇（重晶石）、鉀長石粉（K₂O·Al₂O₃·6SiO₂）、海泡石（Mg₈(H₂O)₄[Si₆O₁₆]₂(OH)₄·8H₂O）、鐵粉、鋼纖維等組分仍有效存在。若單純作為固廢處理，不僅對環(huán)境造成影響，而且浪費也是巨大的。

由于鋼背與復合摩擦材料分離困難，且其組分復雜和回收成本高，目前還沒有企業(yè)對摩擦材料進行回收再利用，國內(nèi)外相關研究也較少。本項目按照先簡后難的原則，針對不同成分的廢棄摩擦材料進行物理回收，作為替代填料循環(huán)使用，或機械篩選分離、電磁分離其中貴重金屬再利用，達到資源再利用，同時達到廢棄摩擦材料無害化環(huán)保處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低、承載能力強、可提高廢舊閘瓦回收再利用率、成本低和有利于環(huán)保的用貨車廢閘瓦摩擦料做填料的復合摩擦材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：

一種用貨車廢閘瓦摩擦料做填料的復合摩擦材料，其組分中包括樹脂基體、增強纖維、填料和助劑四部分，所述樹脂基體為酚醛樹脂，所述填料為貨車廢閘瓦摩擦料，所述助劑包括鐵粉、促進劑、二硫化鉬、硬脂酸和石墨，所述復合摩擦材料中各組分的重量份數(shù)配比如下：

基體粘接劑：酚醛樹脂 5～20份；

增強纖維：3～10份；

貨車廢閘瓦摩擦料：65～80份；

助劑：鐵粉5～10份、促進劑0.5～1份、二硫化鉬1～5份、硬脂酸0.5～3份，石墨0～10份；