合成閘瓦及其制備方法

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合成閘瓦及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種合成閘瓦及其制備方法，屬于交通運輸領域。該閘瓦包括以下原料組分及重量百分比：微晶石墨15%?20%，酚醛樹脂20%?22%，N型樹脂增韌劑5%?8%，硫酸鋇23%?28%，碳纖維10%?15%，玄武巖纖維3%?7%，丁腈橡膠4%?6%，氧化鋅0.8%?1.1%，蛭石2%?5%，烏洛托品2%?4%，促進劑1%?3%，芳綸纖維5?7%。本發明的合成閘瓦提高了摩擦系數，增強耐磨性能，改善閘瓦的脆性、耐熱性，同時降低了摩擦噪音，有效防止了對環境的污染；減少了裂紋、斷裂、崩缺等機械損傷的出現，延長使用壽命；采用本發明的制備方法制備的合成閘瓦背鐵與摩擦體結合非常牢固，有效提高了閘瓦的抗剪切力。
【專利說明】
合成閘瓦及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及交通運輸領域，具體涉及一種合成閘瓦及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 火車、地鐵、高鐵等機車在運行過程中都需要制動，其中直接摩擦車輪使機車停車的制動零件就是閘瓦。
[0003] 在機車制動過程中，制動裝置需要將巨大的動能轉變為熱能消散于大氣之中。這種制動效果的優劣在于摩擦熱能的消散能力。由于閘瓦的摩擦面積較小，大部分熱負荷由車輪來承擔。因此，列車速度越高，制動車輪的熱負荷越大。如果機車采用鑄鐵閘瓦，則該溫度可使閘瓦熔化；即使使用較先進的合成閘瓦，溫度也會高達400Γ以上。當車輪踏面溫度增高到一定程度時，就會使踏面磨耗、裂紋或剝離，既影響使用壽命也影響行車安全。所以傳統的閘瓦適應不了現代機車的需要。
[0004] 目前，現有的閘瓦主要有兩類：鑄鐵閘瓦和合成閘瓦。鑄鐵閘瓦中又有灰鑄鐵閘瓦、中磷閘瓦、高磷閘瓦和合金鑄鐵閘瓦等。合成閘瓦中則有合成樹脂閘瓦和橡膠基閘瓦等;按摩擦系數高低，又分為高摩擦系數合成閘瓦和低摩擦系數合成閘瓦。一般來說，灰鑄鐵閘瓦、中磷鑄鐵閘瓦、高磷鑄鐵閘瓦和低摩擦系數合成閘瓦都屬于通用閘瓦。
[0005] 對于現有的合成閘瓦，主要存在下列缺點：
[0006] (1)由于閘瓦與車輪接觸時產生局部過熱，形成熱斑點進而產生熱龜裂。
[0007] (2)在頻繁使用閘瓦制動時會使車輪溫度升高，由于合成摩擦材料局部摩擦過熱膨脹，車輪踏面呈現溝狀磨耗，溫度越高，車輪踏面外側磨耗越嚴重，溝狀磨耗是閘瓦橫向摩擦造成的。
[0008] (3)冬季積雪地區使用合成閘瓦，由于水介入閘瓦摩擦表面會引起車輪的凹形磨耗。
[0009] (4)而且，現有的合成閘瓦背鐵與摩擦體的連接面為簡式幾何面，抗剪切力較弱，易產生摩擦體破裂或與背鐵脫離。

【發明內容】

[0010] 針對現有技術存在的不足，本發明提出了地鐵用合成閘瓦，解決了現有技術中存在的閘瓦容易龜裂、磨損嚴重、使用壽命短、抗剪切力弱等問題。
[0011] 本發明的具體方案為:一種合成閘瓦，以所述閘瓦的原料組分的總質量為基準計，所述閘瓦包括以下原料組分及重量百分含量:微晶石墨15%-20%，酚醛樹脂20%-22%，N 型樹脂增韌劑5%-8%，硫酸鋇23%-28%，碳纖維10%-15%，玄武巖纖維3%-7%，丁腈橡膠4 %-6 %，氧化鋅0.8 %-1.1 %，蛭石2 %-5 %，烏洛托品2 %-4%，促進劑1 %-3 %，芳綸纖維 5-7 %。
[0012] 優選地，所述微晶石墨的規格為WT75-3型，粒度<45μπι。
[0013] 優選地，所述硫酸鋇的規格為C-60型，粒度<50μπι。
[0014] 優選地，所述蛭石的粒度為<50μπι。
[0015] 優選地，所述芳綸纖維的型號為1F538。
[0016] 優選地，所述酚醛樹脂規格為PF-6130型，粒徑不小于180目。
[0017]優選地，所述Ν型樹脂增韌劑規格為N-ES型，粒徑不小于150目。
[0018]優選地，所述丁腈橡膠規格為HLN40-1型，粒度不小于45μπι，丙烯腈含量為36-40%，易揮發物%。
[0019] 優選地，所述玄武巖纖維的長度為7mm±l%，直徑為10-20μπι。
[0020] 優選地，所述碳纖維的規格為HTC451型，短切長度為6mm。
[0021 ]優選地，所述氧化鋅為直接法氧化鋅，氧化鋅含量為98-99%。
[0022]優選地，所述促進劑為N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(別名:促進劑CBS或CZ)。
[0023] 本發明還提供了一種制備合成閘瓦的方法，具體步驟為：（1)按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉；
[0024] (2)向步驟(1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉；
[0025] (3)混煉結束后，出料、裝袋或箱待用；
[0026] (4)將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至135°C~150°C，在一定壓力下，投入步驟(3)所得的混合料，固化，放氣，固化；
[0027] (5)將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180 °C，固化熱處理結束后出料，制得成品。
[0028] 進一步地，步驟（1)中混煉時間為15min。
[0029] 進一步地，步驟(2)中混煉時間為30min。
[0030] 進一步地，步驟(4)中壓力設定為22Mpa。投入混合料后，固化30min，放氣6次。
[0031]進一步地，步驟(5)中固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60 °C、75 °C、100 °C、130 °C 下保溫2h、3h、4h、5 · 5h，分別在 150 °C、160 °C、180 °C 下保溫6h、 7h、10h，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min，提高了合成閘瓦的成品率，避免了后處理出現熱裂紋和應力收縮裂紋。
[0032]更進一步地，步驟(5)中固化熱處理結束后自然冷卻到50 °C以下出料。
[0033]本發明第三方面還提供了上述閘瓦在地鐵車輛制動系統的用途。
[0034]本發明所提供的合成閘瓦，參照《TB/T2403-2010鐵道貨車用高摩擦系數合成閘瓦》進行制動摩擦磨耗性能的測試，參照《GB/T1041-2008塑料壓縮性能的測定》和《GB/ T1043.1-2008塑料簡支梁沖擊性能的測定第一部分:非儀器化沖擊試驗》進行壓縮強度和沖擊強度的測試，參照《TB/T2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》進行剪切強度測試，測試結果顯示，本發明的合成閘瓦的各項性能指標滿足：（1)摩擦系數：多0.36; (2)沖擊強度：多 3.51〇/1112;(3)壓縮強度：多301^44)摩擦體與瓦背粘結剪切強度：》1.51^;(5)閘瓦磨耗量：彡0.06cm3/MJ。
[0035]本發明所提供的合成閘瓦，具有以下有益效果：（1)與現有的合成閘瓦相比，對材料配方進行改進，提高了摩擦系數，增強耐磨性能，改善閘瓦的脆性、耐熱性，同時降低了摩擦噪音，有效防止了對環境的污染；
[0036] (2)本發明的合成閘瓦在結構上得到改進，通過使用配方材料，均勻增加了微孔，使孔隙率達到20%，提高閘瓦的散熱性能，提高材料壓縮強度和韌性，減少合成閘瓦的金屬鑲嵌，確保在承受沖擊、剪切、拉伸等強力作用下不至于出現裂紋、斷裂、崩缺等機械損傷，延長使用壽命；
[0037] (3)本發明在制備過程中將背鐵(列車制動機構與摩擦體連接的結構件，是閘瓦的部件)仰置于模具中，使突出片向上，把構成摩擦體的原料混合物倒入模具，將突出片植入摩擦體內進行固化，固化完成后，突出片嵌入摩擦體，背鐵與摩擦體結合非常牢固，有效提高了閘瓦的抗剪切力。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發明實施例1中合成閘瓦在制動初速度80km/h、閘瓦推力20.0kN條件下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0039]圖2為本發明實施例1中合成閘瓦在制動初速度105km/h、閘瓦推力20.0 kN條件下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0040]圖3為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力10.0 kN時，不同制動初速度下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0041 ]圖4為本發明實施例2中合成閘瓦在閘瓦推力10.0 kN時，不同制動初速度下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0042]圖5為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力20.0 kN時，不同制動初速度下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0043]圖6為本發明實施例2中合成閘瓦在閘瓦推力20.0 kN時，不同制動初速度下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0044]圖7為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力5. OkN、平均速度40km/h時的瞬時摩擦系數-速度曲線圖（t = 0~20min);
[0045] 圖8為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力5. OkN、平均速度40km/h時的瞬時摩擦系數-速度曲線圖（t = 20~40min);
[0046] 圖9為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力5. OkN、平均速度60km/h時的瞬時摩擦系數-速度曲線圖（t = 0~10min);
[0047] 圖10為本發明實施例1的靜摩擦系數曲線圖；
[0048] 圖11為本發明實施例1中合成閘瓦在閘瓦推力10.0 kN、一次停止制動潮濕狀態下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖；
[0049] 圖12為本發明實施例3中合成閘瓦在閘瓦推力10.0 kN、一次停止制動潮濕狀態下的瞬時摩擦系數-速度曲線圖。
【具體實施方式】
[0050] 下面借助具體實施例來描述本發明。在下面的描述中，闡述了許多具體細節以便使所屬技術領域的技術人員能夠更好地了解本發明。但是，對于所屬技術領域內的技術人員來說明顯的是，本發明的實現可不具有這些具體細節中的一些。此外，應當理解的是，本發明并不限于所介紹的特定實施例。相反，可以考慮用下面的特征的任意組合來實施本發明，而無論它們是否涉及不同的實施例。因此，下面的實施例和優點僅作說明之用，而不應被看作是對權利要求的限定，除非在權利要求中明確提出。
[0051]本發明實施例中所用到的原料組分及其重量百分比為:微晶石墨15%_20%，酚醛樹脂20%-22%，N型樹脂增韌劑5%-8%，硫酸鋇23%-28%，碳纖維10%-15%，玄武巖纖維 3%-7%，丁腈橡膠4%-6%，氧化鋅0 · 8%-1 · 1 %，蛭石2%-5 %，烏洛托品2%-4%，促進劑 1 %-3%，芳綸纖維5-7 %。
[0052]其中：微晶石墨的規格為WT75-3型，粒度<45μπι。硫酸鋇的規格為C-60型，粒度<50μ m。所述芳綸纖維的型號為1F538。蛭石的粒度為<50μπι。酚醛樹脂規格為PF-6130型，粒徑不小于180目。Ν型樹脂增韌劑規格為N-ES型，粒徑不小于150目。所述丁腈橡膠規格為HLN40-1 型，粒度為45μπι，丙烯腈含量為36-40%，易揮發物<1%。玄武巖纖維的長度為7mm±l%，直徑為10-20μπι。碳纖維的規格為HTC451型，短切長度為6mm。氧化鋅為直接法氧化鋅，氧化鋅含量為98-99%。促進劑為N-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS或CZ)。
[0053]本發明中，制動摩擦磨耗性能的測試參考標準：《TB/T2403-2010鐵道貨車用高摩擦系數合成閘瓦》;壓縮強度測試參考標準:《GB/T1041-2008塑料壓縮性能的測定》;沖擊強度的測試參考標準:《GB/T1043.1-2008塑料簡支梁沖擊性能的測定第一部分:非儀器化沖擊試驗》;剪切強度測試參照標準:《TB/T2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》。
[0054] 上述各原料的配比不同，可以構成不同的實施例，具體如下：
[0055] 實施例1
[0056] 合成閘瓦各原料組分及重量百分比：微晶石墨15.5%，酚醛樹脂20.5%，N型樹脂增韌劑5.2%，硫酸鋇24%，碳纖維11 %，玄武巖纖維4%，丁腈橡膠4.5%，芳綸纖維7 %，氧化鋅0.8%，蛭石2%，烏洛托品4%，促進劑1.5%。
[0057] 具體制備步驟為：（1)按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉15min;
[0058] (2)向步驟(1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉30min;
[0059] (3)混煉結束后，出料、裝袋或箱待用；
[0060] (4)將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至135°C，在壓力為22Mpa下，投入步驟(3) 所得的混合料，固化30min，放氣6次；
[0061] (5)將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180 °C ;固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60°C、75°C、100°C、130°C 下保溫2h、3h、4h、5.5h，分別在150 °C、160 °C、180 °C下保溫6h、7h、lOh，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min，固化熱處理結束后，自然冷卻到50°C以下出料，制得成品。
[0062]所制得的成品合成閘瓦未發現明顯的外觀缺陷。
[0063]將所得產品用于車輪直徑為840mm、軸重16.61的地鐵上，以1:1制動動力試驗臺為基準進行制動摩擦磨耗性能試驗：
[0064] 產品在16.4 °C溫度、30 %濕度下進行的磨合試驗，閘瓦推力為20.0 kN，初始速度為 80km/h，連續進行10次一次停車制動試驗，，試驗過程中無火花、噪聲，閘瓦表面無裂紋、無剝離凹陷等，路面最高溫度<400°C，相應的瞬時摩擦系數-速度曲線見圖1，瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0065] 產品在15.9 °C溫度、32 %濕度下進行的磨合試驗，閘瓦推力為20.0 kN，初始速度為 105km/h，試驗過程中無火花、噪聲，閘瓦表面無裂紋、無剝離凹陷等，路面最高溫度<400 °C，相應的瞬時摩擦系數-速度曲線見圖1，瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0066] 圖3為產品的一次停車制動試驗(干燥狀態)的瞬時摩擦系數-速度曲線，17.9 °C溫度、28%濕度下，閘瓦推力lO.OkN，初始速度(km/h)的順序為：105、95、75、55、35、35、55、75、 95、105,瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0067] 圖5為產品的一次停車制動試驗(干燥狀態)的瞬時摩擦系數-速度曲線，15.6 °C溫度、30%濕度下，閘瓦推力20.0kN，初始速度(km/h)的順序為：105、95、75、55、35、35、55、75、 95、105,瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0068] 圖7為產品的坡道持續制動試驗的瞬時摩擦系數-速度曲線，室溫14.0°C、濕度 30 %下，閘瓦推力5. OkN，車輪平均速度為40km/h，踏面最高溫度196.2 °C，t = 0~20min，摩擦系數在規定制動時間內高于0.11，符合要求。
[0069] 圖8為產品的坡道持續制動試驗的瞬時摩擦系數-速度曲線，室溫14.0°C、濕度 30 %下，閘瓦推力5. OkN，車輪平均速度為40km/h，踏面最高溫度196.2°C，t = 20~40min，摩擦系數在規定制動時間內高于0.11，符合要求。
[0070] 圖9為產品的坡道持續制動試驗的瞬時摩擦系數-速度曲線，室溫14.0°C、濕度 30 %下，閘瓦推力5. OkN，車輪平均速度為60km/h，踏面初始溫度為32.5°C，踏面最高溫度 162.6°C，摩擦系數在規定制動時間內高于0.11，符合要求。
[0071 ]圖10為產品的靜摩擦試驗得到的靜摩擦系數曲線圖，室溫14.0 °C、濕度30 %下，閘瓦推力5. OkN，由圖可看出，平均靜摩擦系數高于0.20。
[0072]圖11為產品的一次停車制動試驗(潮濕狀態）的瞬時摩擦系數-速度曲線，15.9°C 溫度、30%濕度下，閘瓦推力10.01^，初始速度(1〇11/11)的順序為：105、95、75、55、35、35、55、 75、95、105，瞬時摩擦系數在允許變化范圍內。
[0073] 實施例2
[0074] 各原料組分及重量百分比：微晶石墨19.3%，酚醛樹脂20%，N型樹脂增韌劑 7.8%，硫酸鋇23%，碳纖維10 %，玄武巖纖維3%，丁腈橡膠4 %，芳綸纖維5 %，氧化鋅 1.1 %，蛭石2%，烏洛托品2%，促進劑2.8%。
[0075] 具體制備步驟為：（1)按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉15min;
[0076] (2)向步驟(1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉30min;
[0077] (3)混煉結束后，出料、裝袋或箱待用；
[0078] (4)將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至150°C，在壓力為22Mpa下，投入步驟(3) 所得的混合料，固化30min，放氣6次；
[0079] (5)將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180 °C ;固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60°C、75°C、100°C、130°C 下保溫2h、3h、4h、5.5h，分別在150 °C、160 °C、180 °C下保溫6h、7h、lOh，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min，固化熱處理結束后，自然冷卻到50°C以下出料，制得成品。
[0080]所制得的成品合成閘瓦未發現明顯的外觀缺陷。
[0081 ]將所得產品用于車輪直徑為840mm、軸重16.61的地鐵上，以1:1制動動力試驗臺為基準進行制動摩擦磨耗性能試驗：
[0082 ]圖4為產品的一次停車制動試驗(干燥狀態)的瞬時摩擦系數-速度曲線，17.9 °C溫度、28%濕度下，閘瓦推力10.0 kN，初始速度(km/h)的順序為：105、95、75、55、35，瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0083]圖6為產品的一次停車制動試驗(干燥狀態）的瞬時摩擦系數-速度曲線，14.9 °C溫度、30%濕度下，閘瓦推力20.0 kN，初始速度(km/h)的順序為：105、95、75、55、35，瞬時摩擦系數在允許范圍內。
[0084] 實施例3
[0085]各原料組分及重量百分比：微晶石墨14.99%，酚醛樹脂21.2%，N型樹脂增韌劑 4.98 %，硫酸鋇22.92 %，碳纖維14.23 %，玄武巖纖維3 %，丁腈橡膠5.48 %，芳綸纖維5 %，氧化鋅0.75%，蛭石4.45%，烏洛托品2%，促進劑1 %。
[0086] 具體制備步驟為：（1)按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉15min;
[0087] (2)向步驟(1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉30min;
[0088] (3)混煉結束后，出料、裝袋或箱待用；
[0089] (4)將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至145°C，在壓力為22Mpa下，投入步驟(3) 所得的混合料，固化30min，放氣6次；
[0090] (5)將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180 °C ;固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60°C、75°C、100°C、130°C 下保溫2h、3h、4h、5.5h，分別在150 °C、160 °C、180 °C下保溫6h、7h、lOh，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min，固化熱處理結束后，自然冷卻到50°C以下出料，制得成品。
[0091] 所制得的成品合成閘瓦未發現明顯的外觀缺陷。
[0092] 圖12為產品的一次停車制動試驗(潮濕狀態）的瞬時摩擦系數-速度曲線，16.4°C 溫度、30%濕度下，閘瓦推力lO.OkN，初始速度(km/h)的順序為：105、95、75、55、35，瞬時摩擦系數在允許變化范圍內。
[0093] 實施例4
[0094] 各原料組分及重量百分比：微晶石墨15%，酚醛樹脂20%，N型樹脂增韌劑5%，硫酸鋇28%，碳纖維10%，玄武巖纖維7%，丁腈橡膠4%，芳綸纖維5%，氧化鋅1%，蛭石2%，烏洛托品2%，促進劑1 %。
[0095] 具體制備步驟為：（1)按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉15min;
[0096] (2)向步驟(1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉30min;
[0097] (3)混煉結束后，出料、裝袋或箱待用；
[0098] (4)將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至145°C，在壓力為22Mpa下，投入步驟(3) 所得的混合料，固化30min，放氣6次；
[0099] (5)將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180 °C ;固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60°C、75°C、100°C、130°C 下保溫2h、3h、4h、5.5h，分別在150 °C、160 °C、180 °C下保溫6h、7h、lOh，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min，固化熱處理結束后，自然冷卻到50°C以下出料，制得成品。
[0100]所制得的成品合成閘瓦未發現明顯的外觀缺陷。
[0101]對實施例4得到的合成閘瓦，參考TB/T2403-2010鐵道貨車用高摩擦系數合成閘瓦，以1:1制動動力試驗臺為基準，在制動動力實驗室內進行制動摩擦磨耗性能測試，測試結果見表1。
[0102]表1實施例4的合成閘瓦制動摩擦磨損性能測試結果
[0104]
[0105] 從上述表中可以看出，實施例4的合成閘瓦平均摩擦系數多0.36。
[0106] 對實施例4制得的合成閘瓦，參考《GB/T1041-2008塑料壓縮性能的測定》和《GB/ T1043.1-2008塑料簡支梁沖擊性能的測定第一部分:非儀器化沖擊試驗》，以3367型電子萬能材料試驗機N089、XJ-40A塑料沖擊試驗機N092為主要儀器設備，在金屬化學檢驗站對本發明實施例的合成閘瓦進行壓縮強度和沖擊強度的測試，結果顯示沖擊強度(無缺口）為 3.7kJ/m 2,壓縮強度為39.9Mpa。其中所檢項目樣品均為本發明實施例所制得的成品上取樣，沖擊強度(無缺口）試樣尺寸為15 X 10 X 120(mm)，壓縮強度試樣尺寸為10.4 X 10.4 X 25 (mm)。參考《TB/T2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》，進行剪切強度測試，結果顯示摩擦體與瓦背粘結剪切強度為1.94Mpa。
[0107] 綜合以上，根據上述各項性能測試可以看出，本發明的合成閘瓦的各項性能指標滿足：⑴摩擦系數：多0.36;(2)沖擊強度：多3.51〇/111 2;(3)壓縮強度：》301^44)摩擦體與瓦背粘結剪切強度：彡1.5MPa; (5)閘瓦磨耗量:彡0.06m3/MJ。
[0108] 上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1. 一種合成閘瓦，其特征在于，以所述閘瓦的原料組分的總質量為基準計，所述閘瓦包括以下原料組分及重量百分含量:微晶石墨15%-20%，酚醛樹脂20%-22%，N型樹脂增韌劑5%-8%，硫酸鋇23%-28%，碳纖維10%-15%，玄武巖纖維3%-7%，丁腈橡膠4%-6%，氧化鋅0.8%-1.1 %，蛭石2%-5%，烏洛托品2%-4%，促進劑1 %-3%，芳綸纖維5-7%。2. 根據權利要求1所述的合成閘瓦，其特征在于，所述微晶石墨的粒度<45μπι。3. 根據權利要求1所述的合成閘瓦，其特征在于，所述促進劑為Ν-環已基-2-苯并噻唑次磺酰胺。4. 根據權利要求1所述的合成閘瓦，其特征在于，所述玄武巖纖維的長度為7mm±l%，直徑為10-20μπι。5. -種制備權利要求1至4任一項所述合成閘瓦的方法，其特征在于，具體步驟為：（1) 按重量百分比稱取各原料組分，將碳纖維、玄武巖纖維、微晶石墨、硫酸鋇、芳綸纖維置于犁耙式混料機中，常溫下混煉； (2) 向步驟（1)中加入N型樹脂增韌劑、丁腈橡膠、氧化鋅、蛭石、烏洛托品、促進劑，常溫下混煉； (3) 混煉結束后，出料、裝袋或箱待用； (4) 將背鐵放入模具形腔中，模具溫度恒至135°C~150°C，在一定壓力下，投入步驟(3) 所得的混合料，固化，放氣，固化； (5) 將步驟(4)所得產品，放入程控干燥箱中進行固化熱處理，溫度為室溫~180°C，固化熱處理結束后出料，制得成品。6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(4)中壓力設定為22Mpa。7. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(4)中固化時間為30min，放氣次數為6 次。8. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(5)中固化熱處理時采用程序的階梯升溫方法，具體方法為:分別在60 °C、75 °C、100 °C、130 °C下保溫2h、3h、4h、5.5h，分別在150 °C、160 °C、180 °C下保溫6h、7h、1 Oh，其中每兩個區間溫度的升溫時間為30min。9. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(5)中固化熱處理結束后自然冷卻到 50°C以下后出料。10. 權利要求1-4任一項所述閘瓦在地鐵車輛制動系統的用途。
【文檔編號】C09K3/14GK106065912SQ201610392159
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月3日公開號201610392159.1, CN 106065912 A, CN 106065912A, CN 201610392159, CN-A-106065912, CN106065912 A, CN106065912A, CN201610392159, CN201610392159.1
【發明人】黃建東
【申請人】上海國由復合材料科技有限公司

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