CN104725683A - 双速一体式电动葫芦制动盘及摩阻材料层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双速一体式电动葫芦制动盘及摩阻材料层的制备方法。目的是提供的摩擦制动盘应具有摩擦制动力矩大且制动力矩稳定的特点；提供的方法应具有工艺简单的特点。技术方案是：双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：丁腈橡胶，氟橡胶，橡胶促进剂NA，防老剂等。双速一体式电动葫芦锥形制动盘摩阻材料层的制备方法，按照以下步骤进行：1)按配方称取各种原料备用；2)将经表面处理的陶瓷透波纤维等投入混料机内，混拌取出备用；3)将塑炼后的丁腈橡胶进行密炼，取出混合物投入机料仓内；4)注压成型。5)表面喷涂防护层。

Description

双速一体式电动葫芦制动盘及摩阻材料层的制备方法

技术领域

本发明涉及一种起重用的双速一体式电动葫芦的关键部件及其制造方法，尤其是双速一体式电动葫芦锥形制动盘及其摩阻材料层的制备方法。

背景技术

随着中国经济建设和制造业的高速发展，对电动葫芦起重机的市场需求也在大幅增长，近几年中国电动葫芦起重机产量的年增长率都超过20％。由于工业生产规模不断扩大、生产率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型、高速和自动化的双速电动葫芦起重机的需求量不断增长。同时起重量越来越大、工作速度越来越快，自动化程度越来越高，对双速电动葫芦起重机的能耗和可靠性也提出更高的要求；目前制约其普及应用的一个重要因素是缺乏性价比优异的制动摩擦材料。双速电动葫芦制动器对摩阻材料的要求很高，需要有稳定的摩擦、磨损性能和一定的耐高温性并能满足一万次以上连续开启操作作业，使用性能保持稳定，同时材料还要求满足欧盟RoHS环保及相关限用物质指令的要求，不含石棉、铅、镉、汞、六价铬等影响人体健康的物质。导致该类产品在制动力矩，磨损、耐温性能、环保和制动噪音等方面都难以满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种双速一体式电动葫芦锥形制动盘的改进，该摩擦制动盘应具有摩擦制动力矩大且制动力矩稳定的特点，并能满足耐高温、耐磨损、低噪音、耐腐蚀以及绿色环保的要求。

本发明的另一个目的是提供双速一体式电动葫芦锥形制动盘摩阻材料层的制备方法，该方法应具有工艺简单、制作方便以及成本较低的特点。

本发明提供的技术方案是：双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；其特征在于该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：

丁腈橡胶12～20，氟橡胶6～12，橡胶促进剂NA 1～3，防老剂OD 1～3，炭黑N7702～8，硫磺1～3，聚酯增塑剂6～10，石油树脂3～6，钼改性酚醛树脂6～9，经表面处理的陶瓷透波纤维9～18，钛酸钾晶须9～20，芳纶耐磨颗粒9～18，电熔氧化锆3～8，铝粉2～5，轻质碳酸钙8～16，硬脂酸0.5～1。

该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：丁腈橡胶16～18，氟橡胶8～12，橡胶促进剂NA 1.5～1.8，防老剂OD 1.8～2，炭黑N7705～6，硫磺1.5～2，聚酯增塑剂6～7.5，石油树脂3.5～56，钼改性酚醛树脂6.7～7.4，经表面处理的陶瓷透波纤维9～12，钛酸钾晶须9～12，芳纶耐磨颗粒9～10，电熔氧化锆3～4，铝粉2～3，轻质碳酸钙8～10，硬脂酸0.5～1。

所述经表面处理的陶瓷透波纤维，是将陶瓷透波纤维投入含30％质量比的硅烷偶联剂A-151溶液中，浸渍15～25分钟后取出晾干；纤维直径4～6μm，纤维长度3～5mm(推荐采用拉伸强度80GPa～100Gpa)。

所述钛酸钾晶须直径2～8μm,长度50～150μm，所述钼改性酚醛树脂、聚酯增塑剂、炭黑N770、轻质碳酸钙的粒度≥325目；所述铝粉的粒度在100～200目；所述橡胶促进剂NA、防老剂OD、硫磺为颗粒状，粒径3～5mm。

双速一体式电动葫芦锥形制动盘摩阻材料层的制备方法，按照以下步骤进行：

1)按配方称取各种原料备用；

2)将经表面处理的陶瓷透波纤维、钛酸钾晶须、芳纶耐磨颗粒、电熔氧化锆、轻质碳酸钙、铝粉投入混料机内，混拌3～5分钟取出备用；

3)将塑炼30-40遍的丁腈橡胶，投入密炼机内密炼2～3分钟，接着投入氟橡胶密炼3～4分钟后再投入橡胶促进剂NA、防老剂、炭黑N770、聚酯增塑剂、石油树脂、硬脂酸密炼5～6分钟，然后投入钼改性酚醛树脂密炼2～3分钟后再投入步骤2)制备的混合物密炼10～15分钟，最后投入硫磺密炼2～3分钟后取出混合物投入橡胶注射成型机料仓内；

4)注压成型：将步骤3)密炼后的混合物投入到橡胶注射成型号机内，一次注压模塑成型，其注压温度为195±10℃，注胶压力为100±0.5Mpa；注胶热固化时间为9～12分钟。

5)表面喷涂防护层：将注压成型的产品进行机加工后，喷涂自干高硬度耐磨纳米超疏水防护涂层后进行机加工即成。

本发明的有益效果是：该制动盘具有耐高温、耐磨损、低噪音以及摩擦制动力矩大且稳定、防腐蚀、环保等特点；经测试：摩擦磨损性能均优于国内外同类产品；而且，所有原材料均可外购获得，既符合环保要求，又制造简便，成本较低，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

本发明所述的含30-35％质量比的硅烷偶联剂A-151溶液中，硅烷偶联剂A-151占35-35％，其余为水。

本发明采用的芳纶耐磨颗粒(申请号为201410538789.6)，其制备方法按照以下步骤进行：

(1)偶联剂预处理：先将芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维放入偶联剂溶液中浸渍30～35分钟后取出晾干；

(2)混料：将处理过的芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维，投入高速混料机内，混合4～5分钟，然后从高速混料机内取出备用；

(3)打浆：先将步骤(2)处理过的芳纶浆粕纤维和芳纶短切纤维投入到液体丁腈橡胶中打浆，打浆浓度为3～5％，打浆度为35～45°SR；接着加入浓度为0.05～0.08的聚环氧乙烯溶液，用疏解机疏解均匀形成物料分散均匀的浆料；

(4)浸渍：将步骤(3)制得的浆料在90～100℃烘箱内烘干，将烘干后的浆料投入到溶剂型腰果壳油液体树脂中浸渍20～35分钟；

(5)捏炼：将步骤(4)制得的浆料投入捏炼机中，并同时加入液体丁苯橡胶，捏炼温度控制在30～40℃，捏炼时间在6～7分钟。

(6)造粒：将步骤(5)制得的混合料投入脱气轮造粒机中进行造粒；获得的芳纶耐磨颗粒为球状或圆柱状，粒度在40～60目之间，内部中空结构，表面包裹了一层由液体丁苯橡胶和氢化丁腈乳胶复合物，具有一定的压缩回弹性(压缩率≥30％)。

上述偶联剂溶液中，钛酸酯复合偶联剂的重量比例为20～30％，其余为水。

所述的电熔氧化锆，是以锆英石为主要原料在电炉里以石墨为还原剂,加入少量的催化剂或者稳定剂后在1400～1500℃高温熔融，并以特殊工艺提纯，然后粉碎制得的高纯度氧化锆，其中氧化锆和二氧化铪含量达到99.55％，粒度≥325目。

以下通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

该双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；该摩阻材料层中包含的原料及重量为：

丁腈橡胶16份，氟橡胶8份，橡胶促进剂NA 1.5份，防老剂2份，炭黑N7705份，硫磺1.5份，聚酯增塑剂7份，石油树脂4份，钼改性酚醛树脂7份，经表面处理的陶瓷透波纤维10份，钛酸钾晶须12份，芳纶耐磨颗粒10份，电熔氧化锆4，铝粉2份，轻质碳酸钙10份，硬脂酸0.5份。

制备方法：

1、称取原材料；

2、将经表面处理的陶瓷透波纤维、钛酸钾晶须、芳纶耐磨颗粒、电熔氧化锆、轻质碳酸钙、铝粉投入混料机内，混拌5分钟取出备用；

3、将所有原材料送入密炼机中混合230分钟，接着将密炼后的混合物投入橡胶注射成型机内注压成型，注压温度为195±10℃，注胶压力为100±0.5Mpa；注胶热固化时间为12分钟；

4、表面喷涂防护层，并对喷涂防护层的制动盘进行机加工即成。

实施例2

该双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：

丁腈橡胶18份，氟橡胶9份，橡胶促进剂NA 1.5份，防老剂1.8份，炭黑N7705.5份，硫磺1.8份，聚酯增塑剂7.5份，石油树脂3.5份，钼改性酚醛树脂7.4份，经表面处理的陶瓷透波纤维12份，钛酸钾晶须10份，芳纶耐磨颗粒9份，电熔氧化锆3，铝粉3份，轻质碳酸钙8份，硬脂酸0.5份。

制备方法：

1、称取原材料；

2、将经表面处理的陶瓷透波纤维、钛酸钾晶须、芳纶耐磨颗粒、电熔氧化锆、轻质碳酸钙、铝粉投入高速混料机内，混拌5分钟取出备用；

3、将所有原材料密炼机混合25分钟，接着将密炼后的混合物投入橡胶注射成型机内注压成型，注压温度为195℃±10℃，注胶压力为100±0.5Mpa；注胶热固化时间为10分钟；

4、表面喷涂防护层，并对喷涂防护层的制动盘进行机加工即成。

实施例3

该双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：

丁腈橡胶18份，氟橡胶12份，橡胶促进剂NA 1.8份，防老剂2份，炭黑N7706份，硫磺2份，聚酯增塑剂6份，石油树脂5份，钼改性酚醛树脂6.7份，经表面处理的陶瓷透波纤维9份，钛酸钾晶须9份，芳纶耐磨颗粒9份，电熔氧化锆3，铝粉2份，轻质碳酸钙8份，硬脂酸0.5份。

制备方法：

1、称取原材料；

2、将经表面处理的陶瓷透波纤维、钛酸钾晶须、芳纶耐磨颗粒、电熔氧化锆、轻质碳酸钙、铝粉投入高速混料机内，混拌4分钟取出备用；

3、将所有原材料密炼机混合35分钟，接着将密炼后的混合物投入橡胶注射成型机内注压成型，注压温度为195±10℃，注胶压力为100±0.5Mpa；注胶热固化时间为9分钟；

4、表面喷涂防护层，并对喷涂防护层的制动盘进行机加工即成。

本发明中的钼改性酚醛树脂购自上海罗德新材料公司。

5、上述实施例获得的制动盘摩阻材料层，与国内外同类产品测试性能比较：

本发明产品：室温下的剪切强度为：4.5MPa～5.5MPa

国内同类产品：室温下的剪切强度为：2.5MPa～3.5MPa

国外同类产品：室温下的剪切强度为：4.0MPa～4.5MPa

从上述的数据可知：各项性能均优于对比产品(国内外同类产品)。

Claims (5)

1.双速一体式电动葫芦锥形制动盘，包括制动盘骨架以及固定在制动盘骨架锥形制动面上的摩阻材料层；其特征在于该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：

丁腈橡胶12～20，氟橡胶6～12，橡胶促进剂NA 1～3，防老剂OD 1～3，炭黑N770 2～8，硫磺1～3，聚酯增塑剂6～10，石油树脂3～6，钼改性酚醛树脂6～9，经表面处理的陶瓷透波纤维9～18，钛酸钾晶须9～20，芳纶耐磨颗粒9～18，电熔氧化锆3～8，铝粉2～5，轻质碳酸钙8～16，硬脂酸0.5～1。

2.根据权利要求2所述的双速一体式电动葫芦锥形制动盘,其特征在于该摩阻材料层中包含的原料及重量份为：

丁腈橡胶16～18，氟橡胶8～12，橡胶促进剂NA 1.5～1.8，防老剂OD 1.8～2，炭黑N7705～6，硫磺1.5～2，聚酯增塑剂6～7.5，石油树脂3.5～56，钼改性酚醛树脂6.7～7.4，经表面处理的陶瓷透波纤维9～12，钛酸钾晶须9～12，芳纶耐磨颗粒9～10，电熔氧化锆3～4，铝粉2～3，轻质碳酸钙8～10，硬脂酸0.5～1。

3.根据权利要求1或2所述的双速一体式电动葫芦锥形制动盘,其特征在于：所述经表面处理的陶瓷透波纤维，是将陶瓷透波纤维纤维投入含30％质量比的硅烷偶联剂A-151溶液中，浸渍15～25分钟后取出晾干，纤维直径4～6μm，纤维长度3～5mm。

4.根据权利要求3所述的双速一体式电动葫芦锥形制动盘,其特征在于：所述钛酸钾晶须直径2～8μm,长度50～150μm，所述钼改性酚醛树脂、聚酯增塑剂、炭黑N770、轻质碳酸钙的粒度≥325目；所述铝粉的粒度在100～200目；所述橡胶促进剂NA、防老剂OD、硫磺为颗粒状，粒径3～5mm。

5.双速一体式电动葫芦锥形制动盘摩阻材料层的制备方法，按照以下步骤进行：

1)按配方称取各种原料备用；

2)将经表面处理的陶瓷透波纤维、钛酸钾晶须、芳纶耐磨颗粒、电熔氧化锆、轻质碳酸钙、铝粉投入混料机内，混拌3～5分钟取出备用；

3)将塑炼30-40遍的丁腈橡胶，投入密炼机内密炼2～3分钟，接着投入氟橡胶密炼3～4分钟后再投入橡胶促进剂NA、防老剂、炭黑N770、聚酯增塑剂、石油树脂、硬脂酸密炼5～6分钟，然后投入钼改性酚醛树脂密炼2～3分钟后再投入步骤2)制备的混合物密炼10～15分钟，最后投入硫磺密炼2～3分钟后取出混合物投入橡胶注射成型机料仓内；

4)注压成型：将步骤3)密炼后的混合物投入到橡胶注射成型号机内，一次注压模塑成型，其注压温度为195±10℃，注胶压力为100±0.5Mpa；注胶热固化时间为9～12分钟。

5)表面喷涂防护层：将注压成型的产品进行机加工后，喷涂自干高硬度耐磨纳米超疏水防护涂层后进行机加工即成。