[发明专利]一种高强度的闸瓦材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度的闸瓦材料及其制备方法，由丁腈橡胶、聚丙烯酸改性酚醛树脂、无机复合纤维、石墨、硫酸钡、二硫化钼、石油焦炭、钛酸钾、海泡石、还原铁粉、钾长石、铝矾土、改性聚丙烯腈纤维、2‑巯基苯并噻唑、2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢喹啉聚合物、硫磺、炭黑、植酸等组成，本申请制备得到的闸瓦具备稳定的高强度的、磨损量低、热分解温度高、不损伤制动盘、环保等特点。

技术领域

本发明涉及材料领域，更具体地说，涉及一种高强度的闸瓦材料及其制备方法。

背景技术

火车运行制动时直接摩擦车轮使火车停车的制动零件就是闸瓦。用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块，在制动时抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动。在这一过程中，制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。使用这种制动方式时，闸瓦摩擦面积小，大部分热负荷由车轮来承担。列车速度越高，制动时车轮的热负荷也越大。如用铸铁闸瓦，温度可使闸瓦熔化；即使采用较先进的合成闸瓦，温度也会高达400~430℃，闸瓦的制动摩擦性能受到影响，影响车辆运行安全。当车轮踏面温度增高到一定程度时，就会使踏面磨耗、裂纹或剥离，既影响使用寿命也影响行车安全。可见，传统的踏面闸瓦制动适应不了高速列车的需要。

同时现有的闸瓦，由于闸瓦摩擦体合成采用的材料组成以及制造方法的不科学，使得产品使用时摩擦生热快，强度降低快，导致磨耗高，因此，使用寿命偏短是普遍现象。目前针对闸瓦摩擦开展研究的现有技术有CN111075869A和CN107269744A。CN111075869A公开了铁道货车用合成闸瓦材料配方及合成闸瓦制备工艺，以纳米铝酚醛树脂作为基体组元，通过加入丁腈橡胶、丁苯橡胶等强化组元，从而对基体组元进行强化；通过加入碳化硅等组元，从而增加合成闸瓦的摩擦系数；通过加入石墨、石油焦和石英砂等润滑组元，从而增加合成闸瓦磨损过程中表面的光滑度并减少制动盘的磨损量，通过加入硫酸钡、高温增强纤维等填料组元，从而减少合成闸瓦的成本。但是采用该工艺制成的合成闸瓦强度较低，分解温度低，无法满足高速列车的需求。CN107269744A公开了一种高摩擦系数合成闸瓦材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：橡胶10～15％、酚醛树脂6～12％、芳纶纤维1～5％、碳纤维1～5％、无机填料15～25％、摩擦调节剂20～30％、钢纤维20～30％和硫磺1～3％；具体的制备方法经过开松、密炼机混炼、冷压成型、热处理、表面处理等工艺；专利中并未给出制备得到材料的强度、摩擦系数等，但是经研究发现，其强度、分解温度等较低，无法满足高速列车的需求。

因此，急需一种高强度的、磨耗量低、热分解温度高的高摩擦系数的闸瓦材料及其制备方法。

发明内容

本发明目的在于，提供了一种高强度的闸瓦材料及其制备方法。

为实现本发明目的，采用以下技术方案：

一种高强度的闸瓦材料，由以下重量份组分制备而成：

丁腈橡胶30-40份，聚丙烯酸改性酚醛树脂9-12份，无机复合物30-40份，石墨5-7份，硫酸钡4-6份，二硫化钼5-7份，石油焦炭5-7份，钛酸钾15-25份，海泡石45-55份，还原铁粉45-55份，钾长石50-60份，铝矾土5-6份，改性聚丙烯腈纤维3-4份，2-巯基苯并噻唑0.4-0.5份，2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物0.4-0.5份，硫磺2.5-3.5份，炭黑1.6-2.0份，植酸1.8-2.2份。

优选的，一种高强度的闸瓦材料，以下重量份组分制备而成：

丁腈橡胶30-35份，聚丙烯酸改性酚醛树脂9-12份，无机复合物30-40份，石墨5.5-7.0份，硫酸钡4.5-6份，二硫化钼5.5-7.0份，石油焦炭5.5-7.0份，钛酸钾15-25份，海泡石45-55份，还原铁粉45-55份，钾长石50-60份，铝矾土5-5.5份，改性聚丙烯腈纤维3-4份，2-巯基苯并噻唑0.4-0.45份，2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物0.4-0.45份，硫磺2.5-3.5份，炭黑1.6-2.0份，植酸1.8-2.2份。