CN104610916B - 一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料及其制作方法，所述稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料包括如下组分：稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份。本发明制得的增韧颗粒摩擦材料可以增加刹车片等摩擦材料的韧性和摩擦系数，降低其生产成本，环保无污染，同时拓宽了稻麦秸秆的使用渠道。
Description
技术领域
本发明涉及一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料及其制作方法，属于化工领域。
背景技术
我国每年农作物秸秆产量达7亿吨以上，但是这些资源，除极少量用为饲料外大多被焚烧，这既造成了资源的巨大浪费又造成了严重的环境污染。稻麦秸秆中含有大量的碳源，具有较高的利用价值，例如通过特殊工艺制得取代磷片石墨的材料，制作复合纤维等。例如本公司于专利CN 103820078 A中公开了一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法，配方如下：增韧纤维15％、改性树脂16％、增摩剂14％、硫磺+锡粉9％、炭黑1.6％、氧化锌2.5％、硫酸钡8.9％、稻麦秸秆炭粉10％、氢氧化铝6％、改性溧珠14％、硬脂酸锌3％。该方法以稻麦秸秆为原材料制成炭粉取代摩擦材料配方中石墨，降低了每年由于大量焚烧秸秆所带来的大气污染，并降低了刹车片的生产成本，增强了刹车性能和制动效果，摩擦系数稳定，结构简单，刹车噪音小，环保无污染。但是利用稻麦秸秆制作活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的方法尚未见报道。
发明内容
本发明目的是提供一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料和制作方法，制得的增韧颗粒摩擦材料可以增加刹车片等摩擦材料的韧性和摩擦系数，降低其生产成本，环保无污染，同时拓宽了稻麦秸秆的利用渠道。
为实现上述目的本发明的技术方案是：
一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料，包括如下组分：
稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份。
一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的制作方法，包括如下步骤：
步骤一、稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
步骤二、烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃，烘干时间为1-1.5小时；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
步骤三、粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉，于干燥处储存；
步骤四、配比搅拌：100份稻麦秸秆粉掺入1份蛭石搅拌均匀；
步骤五、高压成芯棒：将稻麦秸秆粉与蛭石的混合物压制成芯棒；
步骤六、碳化：
1）、采用贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
2）、初级炭化：升温至250℃，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，期间鼓风机开30分钟，停30分钟，循环四次；
3）、全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，2小时后，再升温至650℃，时间为4小时，升温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次；4小时后再升温至
850℃，关闭鼓风机，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却，6小时后出炉；
步骤七、活性化：将全碳化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，1 小时后降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，逐步冷却；
步骤八、粉碎：将活化后的芯棒粉碎成直径0.5-2厘米的稻麦秸秆炭粉颗粒；
步骤九、掺料：按照稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份的比例将各原料混合在一起；
步骤十、搅拌：将掺好的原料均匀搅拌；
步骤十一、压块：将搅拌好的料装进模具压块，压块不能压实，以拿在手中不松散为标准；
步骤十二、硫化：将压块放进铁框，装进硫化炉进行硫化，当硫化炉内温度升温到100℃时，打开循环风；温度升到145℃后恒温2小时，然后注入氩气,然后升温到160℃，恒温3小时；然后再降温至200℃，恒温12小时，恒温12小时后关掉温度，自然降到常温；
步骤十三、粉碎：用粉碎机将硫化后的压块粉碎成20--40目细小颗粒。
进一步的技术方案，所述步骤十一中，所述压块大小为50厘米x50厘米x50厘米。
进一步的技术方案，所述芯棒长度为10厘米、直径为6厘米。
本发明制得的增韧颗粒摩擦材料可以增加刹车片等摩擦材料的韧性和摩擦系数，降低其生产成本，环保无污染，同时拓宽了稻麦秸秆的使用渠道。
具体实施方式
按照如下方法制作一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料：
步骤一、稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
步骤二、烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃，烘干时间为1-1.5小时；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
步骤三、粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉，于干燥处储存；
步骤四、配比搅拌：100份稻麦秸秆粉掺入1份蛭石搅拌均匀；
步骤五、高压成芯棒：将稻麦秸秆粉与蛭石的混合物压制成芯棒；所述芯棒长度为10厘米、直径为6厘米；
步骤六、碳化：
1）、采用贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
2）、初级炭化：升温至250℃，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，期间鼓风机开30分钟，停30分钟，循环四次；
3）、全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，2小时后，再升温至650℃，时间为4小时，升温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次；4小时后再升温至850℃，关闭鼓风机，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步
冷却，6小时后出炉；
步骤七、活性化：将全碳化的芯棒放入活化炉，升温达到350℃后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，1 小时后降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，逐步冷却；
步骤八、粉碎：将活化后的芯棒粉碎成直径0.5-2厘米的稻麦秸秆炭粉颗粒；
步骤九、掺料：按照稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份的比例将各原料混合在一起；
步骤十、搅拌：将掺好的原料均匀搅拌；
步骤十一、压块：将搅拌好的料装进模具压块，压块不能压实，以拿在手中不松散为标准；所述压块大小为50厘米x50厘米x50厘米；
步骤十二、硫化：将压块放进铁框，装进硫化炉进行硫化，当硫化炉内温度升温到100℃时，打开循环风；温度升到145℃后恒温2小时，然后注入氩气,然后升温到160℃，恒温3小时；然后再降温至200℃，恒温12小时，恒温12小时后关掉温度，自然降到常温；
步骤十三、粉碎：用粉碎机将硫化后的压块粉碎成20--40目细小颗粒。
对制得的稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料进行检测，结果如下：
外观：黑色、深褐色；
目数：20—40；
灰分：小于5%；
密度：1.1g/cm3；
碳含量：40%-45%；
莫氏硬度：1.2--1.5；
挥发物：小于0.2%；
水分：小于0.1%；
抗拉强度：大于4.0。
对制得的稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料进行检测，结果如下：
外观：黑色、深褐色；
目数：20—40；
灰分：小于5%；
密度：1.1；
碳含量：40%-45%；
莫氏硬度：1.2--1.5；
挥发物：小于0.2%；
水分：小于0.1%；
抗拉强度：大于4.0。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、制作稻麦秸秆全炭化芯棒
稻麦秸秆选料清洗: 收集新收割或一年期内的稻麦秸秆，去除发霉、腐烂的稻麦秸秆，清洗秸秆上的泥土和杂质；
烘干：将清洗后的稻麦秸秆进行暴晒或烘干；烘干时，烘干温度为45℃-55℃，烘干时间为1-1.5小时；暴晒或烘干至稻麦秸秆含水量为9%-13%；
粉碎：将烘干后的稻麦秸秆粉碎为长度为0.1-0.2厘米的稻麦秸秆粉，于干燥处储存；
配比搅拌：100份稻麦秸秆粉掺入1份蛭石搅拌均匀；
高压成芯棒：将稻麦秸秆粉与蛭石的混合物压制成芯棒；
碳化：
1）、采用贫氧炉炭化，排潮期从点火至炉温上升到130℃，时间为4小时；
2）、初级炭化：升温至250℃，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，期间鼓风机开30分钟，停30分钟，循环四次；
3）、全炭化：升温至500℃，升温时间为1.5小时，温度升至500℃后，保持2小时，2小时后，再升温至650℃，时间为4小时，升温至650℃期间，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次；4小时后再升温至850℃，关闭鼓风机，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，逐步冷却，6小时后出炉；
步骤二、制作稻麦秸秆活性炭粉颗粒
活性化：将全炭化芯棒放入活化炉，升温达到350℃后1小时内，用水蒸气进行活性化处理，1 小时后降温，温度降到200℃后停止用水蒸气，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100℃后，打开炉门，逐步冷却；
粉碎：将活化后的芯棒粉碎成直径0.5-2厘米的稻麦秸秆活性炭粉颗粒；
步骤三、稻麦秸秆活性炭粉颗粒的增韧化处理：
增韧掺料：按照直径0.5-2厘米的稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份的比例将各原料混合在一起；
压块：将掺好的原料均匀搅拌，将搅拌好的料装进模具压块，压块不能压实，以拿在手中不松散为标准；
硫化：将压块放进铁框，装进硫化炉进行硫化，当硫化炉内温度升温到100℃时，打开循环风；温度升到145℃后恒温2小时，然后注入氩气,然后升温到160℃，恒温3小时；然后再升温至200℃，恒温12小时，恒温12小时后关掉温度，自然降到常温；
步骤四、制作稻麦秸秆增韧颗粒：用粉碎机将硫化后的压块粉碎成20-40目细小颗粒;
所述稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的性能如下：
目数：20-40目；莫氏硬度：1.2-1.5；抗拉强度：大于4.0。
2.如权利要求1所述稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的制作方法，其特征在于，所述步骤三中，所述压块大小为50厘米×50厘米×50厘米。
3.如权利要求1所述稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料的制作方法，其特征在于，所述芯棒长度为10厘米、直径为6厘米。
4.一种如权利要求1-3任一所述制作方法得到的稻麦秸秆活性炭粉增韧颗粒摩擦材料，其特征在于，包括如下组分：
稻麦秸秆活性炭颗粒48份，轮胎粉5份，滑石2份，石墨4份，硫铁矿粉1份，酚醛改性树脂2份，天然橡胶37份，防老化剂0.5份，硫磺0.5份。
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