CN105198446B - 一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废旧摩擦片回收用改性剂技术领域，尤其是一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂及其制备方法，通过对改性剂的原料进行恰当的配比，使得硝酸、硫酸、磷矿粉、地沟油、柴油、松油、草木灰、生石灰、苯酚、甲醛、氯化铵等原料相互之间改善，提高了原料的性能，再结合制备工艺中的工艺参数以及原料混合的顺序进行限定，使得各原料之间的作用得到明显的提高，提高了改性剂的作用，尤其是提高了改性剂的活性性能以及活化能力，使得在采用改性剂进行碳基陶瓷废旧摩擦片改性处理后回收利用生产陶瓷摩擦材料的性能不会受到影响，并且降低了原料的消耗量和废旧碳基陶瓷摩擦片的难以被回收利用的概率，具有显著的环保价值和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及废旧摩擦片回收用改性剂技术领域，尤其是一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂及其制备方法。
背景技术
随着陶瓷摩擦材料的优异性被发现，其在制动领域得到了较大程度的应用，进而出现大量对陶瓷摩擦材料研究的文献，如专利号为CN201410431083、CN201210427347等，但是，这些仅仅是基于陶瓷摩擦材料的配方以及采用的配方如何进行陶瓷摩擦材料的制备工艺进行研究；于是又有研究者基于上述陶瓷摩擦材料中的原料在进行混合时的如何混合方法进行了研究，如专利号为CN201410430755的文献，并且还有研究者对陶瓷摩擦材料的原料的性能进行了研究，如专利号为CN201410431234，CN201410431255等。
可是，陶瓷摩擦材料在进行制动领域的应用过程中，其依然避免不了报废的情况，而随着陶瓷摩擦材料大量的使用，使得陶瓷材料的报废量增大，进而将其排放在环境中造成环境的污染，并且不对其进行回收，还造成了资源的浪费；但是，将其回收后直接应用于陶瓷摩擦材料领域，其又会影响陶瓷摩擦材料本身的性能，进而造成陶瓷摩擦材料的安全性和耐磨性能较差，为此对于报废的陶瓷摩擦材料如何回收利用成为了陶瓷摩擦材料应用于制动领域的关键性问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其原料成分以重量份计为硫酸20-30份、磷矿粉3-5份、硝酸10-15份、尿素10-20份、地沟油10-30份、柴油1-9份、松油3-9份、草木灰8-10份、生石灰5-9份、苯酚3-9份、甲醛1-7份、氯化铵1-7份。
所述的原料成分以重量份计为硫酸25份、磷矿粉4份、硝酸13份、尿素15份、地沟油20份、柴油7份、松油5份、草木灰9份、生石灰8份、苯酚6份、甲醛5份、氯化铵3份。
所述的硫酸浓度为5-20％。
所述的硝酸浓度为10-20％。
所述的磷矿粉，其中的五氧化二磷的含量为20-45％。
废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚置于混合槽中，并调整混合槽的温度为40-60℃，再向其中加入硫酸，采用搅拌速度为200-300r/min搅拌处理1-3min，再向其中依次加入甲醛、氯化铵、草木灰、生石灰，并在加入过程中，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌，待加入完成后，将其采用超声波频率为30-300Hz处理20-30min；
(2)向步骤1)处理完成的物料中加入硝酸，并调整温度为40-60℃，再向其中加入松油和尿素，并将其置于真空度为0.02-0.08MPa下放置20-30min，再将其采用超声波频率为100-700Hz处理10-30min；
(3)向步骤2)处理好的物料中依次加入柴油和地沟油，并调整温度为60-90℃，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理20-40min，再向其中加入磷矿粉，并将其转入微波炉处理器中，采用微波频率为30-50Hz处理5-10min，再向其中加入占物料总量的1-3％的澄清石灰水，采用搅拌速度为300-500r/min搅拌处理20-30min，得到改性剂。
上述的改性剂在用于废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理过程中的使用方法是将废旧碳基陶瓷摩擦片置于粉碎机中粉碎过80-100目筛，再将改性剂与粉末按照1:1进行混合后，调整温度为300-400℃，并控制真空度为0.02-0.08MPa，搅拌速度为600-900r/min搅拌处理10-30min，再将其转入超声波处理器中，采用超声波处理10-20s，再向其中加入澄清石灰水淹没至1-3cm深，将其温度控制在40-55℃，浸泡处理10-20min，用于陶瓷摩擦材料的制备，其用比不能够超过陶瓷摩擦材料原料总量的30％，即可完成废旧碳基陶瓷摩擦片的回收。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过对改性剂的原料进行恰当的配比，使得硝酸、硫酸、磷矿粉、地沟油、柴油、松油、草木灰、生石灰、苯酚、甲醛、氯化铵等原料相互之间改善，提高了原料的性能，再结合制备工艺中的工艺参数以及原料混合的顺序进行限定，使得各原料之间的作用得到明显的提高，提高了改性剂的作用，尤其是提高了改性剂的活性性能以及活化能力，使得在采用改性剂进行碳基陶瓷废旧摩擦片改性处理后回收利用生产陶瓷摩擦材料的性能不会受到影响，并且降低了原料的消耗量和废旧碳基陶瓷摩擦片的难以被回收利用的概率，具有显著的环保价值和经济效益。
本发明在通过实验，将废旧碳基陶瓷摩擦片采用上述改性剂进行改性处理后，进而再将其添加在专利号为CN201410431083进行碳基陶瓷摩擦片的制备，按照实验方法分别为SAEJ2522:2013全球制动效能台架实验和SAEJ2707:2012制动摩擦材料惯性台架磨损实验方法对摩擦系数的稳定性和制动片的磨损程度在不同的温度下进行检测，其结果如下表1所示：
表1：
由上表可以看出，采用改性剂将废旧陶瓷进行改性处理后回收利用，进而不仅使得制备的陶瓷摩擦材料的性能得到稳定，而且还使得废旧陶瓷摩擦材料得到了回收利用，降低了原料浪费，使得自然资源得到综合性利用，而且还防止了废旧陶瓷排放污染环境的缺陷，降低了碳基陶瓷摩擦片制备的成本。并且通过改性剂改性处理后添加与不通过改性剂改性处理后添加制作的陶瓷摩擦片的速度稳定性和温度稳定性均较优，并且摩擦系数较优，降低了打滑率，提高了安全性，同时还降低了磨损率，延长了使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其原料成分以重量计为硫酸20kg、磷矿粉3kg、硝酸10kg、尿素10kg、地沟油10kg、柴油1kg、松油3kg、草木灰8kg、生石灰5kg、苯酚3kg、甲醛1kg、氯化铵1kg。所述的硫酸浓度为5％。所述的硝酸浓度为10％。所述的磷矿粉，其中的五氧化二磷的含量为20％。
废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚置于混合槽中，并调整混合槽的温度为40℃，再向其中加入硫酸，采用搅拌速度为200r/min搅拌处理1min，再向其中依次加入甲醛、氯化铵、草木灰、生石灰，并在加入过程中，采用搅拌速度为1000r/min搅拌，待加入完成后，将其采用超声波频率为30Hz处理20min；
(2)向步骤1)处理完成的物料中加入硝酸，并调整温度为40℃，再向其中加入松油和尿素，并将其置于真空度为0.02MPa下放置20min，再将其采用超声波频率为100Hz处理10min；
(3)向步骤2)处理好的物料中依次加入柴油和地沟油，并调整温度为60℃，采用搅拌速度为1000r/min搅拌处理20min，再向其中加入磷矿粉，并将其转入微波炉处理器中，采用微波频率为30Hz处理5min，再向其中加入占物料总量的1％的澄清石灰水，采用搅拌速度为300r/min搅拌处理20min，得到改性剂。
上述的改性剂在用于废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理过程中的使用方法是将废旧碳基陶瓷摩擦片置于粉碎机中粉碎过80目筛，再将改性剂与粉末进行混合后，调整温度为300℃，并控制真空度为0.02MPa，搅拌速度为600r/min搅拌处理10min，再将其转入超声波处理器中，采用超声波频率为100Hz处理10s，再向其中加入澄清石灰水淹没至1cm深，将其温度控制在40℃，浸泡处理10min，用于陶瓷摩擦材料的制备，其用比不能够超过陶瓷摩擦材料原料总量的30％，即可完成废旧碳基陶瓷摩擦片的回收。
实施例2
一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其原料成分以重量计为硫酸30kg、磷矿粉5kg、硝酸15kg、尿素20kg、地沟油30kg、柴油9kg、松油9kg、草木灰10kg、生石灰9kg、苯酚9kg、甲醛7kg、氯化铵7kg。所述的硫酸浓度为20％。所述的硝酸浓度为20％。所述的磷矿粉，其中的五氧化二磷的含量为45％。
废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚置于混合槽中，并调整混合槽的温度为60℃，再向其中加入硫酸，采用搅拌速度为300r/min搅拌处理3min，再向其中依次加入甲醛、氯化铵、草木灰、生石灰，并在加入过程中，采用搅拌速度为3000r/min搅拌，待加入完成后，将其采用超声波频率为300Hz处理30min；
(2)向步骤1)处理完成的物料中加入硝酸，并调整温度为60℃，再向其中加入松油和尿素，并将其置于真空度为0.08MPa下放置30min，再将其采用超声波频率为700Hz处理30min；
(3)向步骤2)处理好的物料中依次加入柴油和地沟油，并调整温度为90℃，采用搅拌速度为3000r/min搅拌处理40min，再向其中加入磷矿粉，并将其转入微波炉处理器中，采用微波频率为50Hz处理10min，再向其中加入占物料总量的3％的澄清石灰水，采用搅拌速度为500r/min搅拌处理30min，得到改性剂。
上述的改性剂在用于废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理过程中的使用方法是将废旧碳基陶瓷摩擦片置于粉碎机中粉碎过100目筛，再将改性剂与粉末进行混合后，调整温度为400℃，并控制真空度为0.08MPa，搅拌速度为900r/min搅拌处理30min，再将其转入超声波处理器中，采用超声波频率为200Hz处理20s，再向其中加入澄清石灰水淹没至3cm深，将其温度控制在55℃，浸泡处理20min，用于陶瓷摩擦材料的制备，其用比不能够超过陶瓷摩擦材料原料总量的30％，即可完成废旧碳基陶瓷摩擦片的回收。
实施例3
一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其原料成分以重量计为硫酸25kg、磷矿粉4kg、硝酸13kg、尿素15kg、地沟油20kg、柴油7kg、松油5kg、草木灰9kg、生石灰8kg、苯酚6kg、甲醛5kg、氯化铵3kg。所述的硫酸浓度为15％。所述的硝酸浓度为15％。所述的磷矿粉，其中的五氧化二磷的含量为33％。
废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯酚置于混合槽中，并调整混合槽的温度为50℃，再向其中加入硫酸，采用搅拌速度为250r/min搅拌处理2min，再向其中依次加入甲醛、氯化铵、草木灰、生石灰，并在加入过程中，采用搅拌速度为2000r/min搅拌，待加入完成后，将其采用超声波频率为100Hz处理25min；
(2)向步骤1)处理完成的物料中加入硝酸，并调整温度为50℃，再向其中加入松油和尿素，并将其置于真空度为0.06MPa下放置25min，再将其采用超声波频率为500Hz处理20min；
(3)向步骤2)处理好的物料中依次加入柴油和地沟油，并调整温度为70℃，采用搅拌速度为2000r/min搅拌处理30min，再向其中加入磷矿粉，并将其转入微波炉处理器中，采用微波频率为40Hz处理8min，再向其中加入占物料总量的2％的澄清石灰水，采用搅拌速度为400r/min搅拌处理25min，得到改性剂。
上述的改性剂在用于废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理过程中的使用方法是将废旧碳基陶瓷摩擦片置于粉碎机中粉碎过90目筛，再将改性剂与粉末进行混合后，调整温度为350℃，并控制真空度为0.06MPa，搅拌速度为700r/min搅拌处理20min，再将其转入超声波处理器中，采用超声波处理15s，再向其中加入澄清石灰水淹没至2cm深，将其温度控制在47℃，浸泡处理15min，用于陶瓷摩擦材料的制备，其用比不能够超过陶瓷摩擦材料原料总量的30％，即可完成废旧碳基陶瓷摩擦片的回收。
Claims (5)
1.一种废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其特征在于，其原料成分以重量份计为硫酸20-30份、磷矿粉3-5份、硝酸10-15份、尿素10-20份、地沟油10-30份、柴油1-9份、松油3-9份、草木灰8-10份、生石灰5-9份、苯酚3-9份、甲醛1-7份、氯化铵1-7份，
所述的硫酸浓度为5-20％。
2.如权利要求1所述的废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为硫酸25份、磷矿粉4份、硝酸13份、尿素15份、地沟油20份、柴油7份、松油5份、草木灰9份、生石灰8份、苯酚6份、甲醛5份、氯化铵3份。
3.如权利要求1或2所述的废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其特征在于，所述的硝酸浓度为10-20％。
4.如权利要求1或2所述的废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂，其特征在于，所述的磷矿粉，其中的五氧化二磷的含量为20-45％。
5.如权利要求1-4任一项所述的废旧碳基陶瓷摩擦片回收处理用改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将苯酚置于混合槽中，并调整混合槽的温度为40-60℃，再向其中加入硫酸，采用搅拌速度为200-300r/min搅拌处理1-3min，再向其中依次加入甲醛、氯化铵、草木灰、生石灰，并在加入过程中，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌，待加入完成后，将其采用超声波频率为30-300Hz处理20-30min；
(2)向步骤1)处理完成的物料中加入硝酸，并调整温度为40-60℃，再向其中加入松油和尿素，并将其置于真空度为0.02-0.08MPa下放置20-30min，再将其采用超声波频率为100-700Hz处理10-30min；
(3)向步骤2)处理好的物料中依次加入柴油和地沟油，并调整温度为60-90℃，采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理20-40min，再向其中加入磷矿粉，并将其转入微波炉处理器中，采用微波频率为30-50Hz处理5-10min，再向其中加入占物料总量的1-3％的澄清石灰水，采用搅拌速度为300-500r/min搅拌处理20-30min，得到改性剂。
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- 2015-09-10 CN CN201510570499.4A patent/CN105198446B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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