CN105202083B - 一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有稳定制动性能的火车闸片及其制备方法，火车闸片由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂6～18份，环烷酸盐2～5份，磷酸盐1～3份，粉末橡胶3～12份，环氧化物3～9份，改性酚醛树脂8～24份，钢纤维5～15份，摩擦调节剂5～15份，炭材料5～15份，填料加至100份。利用天然高分子材料如做调节和稳定制动性能的功能性材料，这些组分受热后变得粘滞，能够与基体树脂等发生化学作用，并可能逾渗进入到摩擦调节剂和无机填料的颗粒间隙，半充填以致充满间隙起到裹挟粒子的效果，这样可以使得制动闸片/闸瓦与对摩偶制动盘的粘着特性和贴合性提高，取得了既稳定制动闸片/闸瓦的摩擦系数，又改善其耐磨性的效果。

Description

一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦及其制备方法。

背景技术

长久以来火车的基础制动是摩擦制动，当使用盘型制动时其制动部件为闸片，而踏面制动时是闸瓦。随着电气化线路的普及，目前火车机车(无论是高铁、动车组还是大功率货运列车)基本采用了盘型制动，其制动更换件为闸片；而火车的货运车辆主要还是采用高摩闸瓦。因为事关人身安全和车辆及营运安全，所以对闸片/闸瓦的质量要求甚严，目前需要CRCC(中铁铁路产品认证中心)认证合格后才能装车使用。火车的闸片/闸瓦从材质上看，又分有机合成材料、金属材料、粉末冶金材料等，本发明涉及的是有机合成材料闸片/闸瓦，与之对应的对摩偶(制动盘/车轮轮缘)皆为金属材料，一般为铸铁、铸钢或锻钢等。

对闸片/闸瓦制动性能的检测，目前的技术标准中规定了常温干态高低制动推力下一次停车制动、常温潮湿状态下低制动推力一次停车制动、连续紧急制动停车、持续制动下立即停车、坡道调速持续制动和静摩擦等多种条件下的瞬时摩擦系数和平均摩擦系数的限定范围，也规定了相应条件下经过数次或数十次制动后的磨损率要求，涉及到几十次甚至上百次制动工况下的闸片/闸瓦的表现，若有一次瞬时摩擦系数或平均摩擦系数超出允许范围即判为不合格，因此对闸片/闸瓦制动性能的考核极为苛刻。

同时闸片/闸瓦的使用环境又较为宽泛且时有极端条件出现，如环境因素中雨雪、风沙、灰尘、沿海高盐度雾气及跨越大经纬度区域会经历高低温冲击等，机械因素中制动间隙、偏磨、制动端面不平、制动盘热斑、制动盘划伤及微细热裂纹等，都会造成制动闸片/闸瓦的制动性能的波动。

另一方面，随着火车运行速度的提高，制动动能急剧增加，在制动过程中制动盘/制动片摩擦面的温度梯度增大，并由此产生热应力，可能造成金属制动盘出现热裂纹甚至有可能导致热裂纹的产生和扩展等后果，还能导致并因此导致其对摩偶即合成制动闸片/闸瓦的表面成分随时发生变化并出现快速磨损，从而影响制动性能或曰导致瞬时摩擦系数(或平均摩擦系数)的数值产生波动。这就是为何闸片/闸瓦在制动过程中，其摩擦系数通常随温度、速度以及载荷变化而变化的根本原因。

火车的调速和制动，一般希望各种工况下其制动闸片/闸瓦的摩擦性能尽可能稳定一致，这样整个车辆编组各单元的制动动作才能尽量协调，实现整列火车平稳的调速和制动，防止紧急制动下的机车车头与车辆之间的前后冲动(车头与车辆或前后车辆间的摩擦制动减速度不一致)或纵向冲动。

火车的合成闸片/闸瓦，一般由基体树脂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料等成分组成。其原料种类有十种左右，每种成分所起的作用各不相同，各成分的性能、比例、物理形貌都会直接影响制动材料的物理性能、机械性能和制动性能。仅就各组分对制动性能的影响来讲，研究证明各组分的作用不如组分之间的相互交错的作用大，即组分之间存在协同作用。

为了得到具有稳定制动性能的合成闸片/闸瓦，中国专利CN 10219015 A申请一种列车制动用混杂纤维增强摩擦材料及其制备方法，其采用复合改性酚醛树脂为粘结剂，选用炭纤维、金属纤维、无机矿物纤维作为增强纤维，改善了不同速度下的摩擦性能。

为了提高摩擦材料的摩擦磨损性能，中国专利CN 101851420 A和CN 104311847 A申请一种在摩擦中形成转移膜的材料体系，系将聚苯硫醚和聚四氟乙烯1:1混合，该混合物然后与硫化锌、氟化钙1:2:2混合，以2.5％的量加入摩擦材料中，制动时在制动对偶面形成转移膜而提高摩擦材料的高温摩擦磨损性能。

中国专利CN 104214259 A申请一种低地板轻轨电车用合成闸片及其制造方法，采用改性酚醛树脂，并用聚酯型聚氨酯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等为增韧成分，辅以其它必要组分然后烧结成型，其合成闸片的摩擦系数高且耐磨性好。

中国专利CN 104387634 A申请一种HGM-C型高摩合成闸瓦及其制备方法，使用橡胶切块塑炼后加入辅料混炼，然后轧胶片和瓦背处理热压成型得到闸瓦，其硫化产品摩擦磨耗性能符合运装货车[2002]《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件(暂行)》要求。

但是，现有技术中的火车闸片/闸瓦都着重强调从起始配料阶段上改变组分来稳定摩擦系数并改善耐磨性，能做到产品质量的“出厂”控制，但是火车闸片/闸瓦属于牺牲材料，在制动过程中其成分随时会因受热和快速摩擦而改变，因此无法在其实施制动时做到“即时”稳定化控制，故这些火车闸片/闸瓦在使用中一般不会具有稳定的制动性能，同时表现出柔韧性、贴合性和吸收噪音的效果不彰。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有闸片/闸瓦生产技术中存在的制动过程中“即时”稳定化控制薄弱的问题，而提出一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦及其制备方法，主要是制备时利用了优选的天然高分子材料作为“即时”稳定化调节剂。

目前尚未见将天然高分子材料应用到制备火车闸片/闸瓦中的专利文献报导，天然高分子材料的种类众多，不同种类的天然高分子材料都具有不同的性质，所以从如此多种类中选择一种或多种应用到制备火车闸片中是需要精心挑选的，因为本申请选取的天然高分子调节剂须与其它组分配合，尤其是在摩擦热和力化学作用下会变性为粘滞物质，该粘滞质成分与基体树脂及部分填充料产生协同作用，可以使得闸片/闸瓦的制动性能稳定化，且能赋予闸片/闸瓦良好的柔韧性、表面贴合性及吸收制动噪音的效果。由于本发明要解决的技术问题、采用的技术方案都需要专业技能，所取得的技术效果需要严格的铁路部门的准入考核和工程实践验证，所以本申请的技术方案不是显而易见的。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种天然高分子调节剂在制备具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦中的应用。

优选的，所述天然高分子调节剂为纤维素、再生纤维素、海藻酸钙、槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖和甲壳素中的一种或多种。

一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂6～18份，环烷酸盐2～5份，磷酸盐1～3份，粉末橡胶3～12份，环氧化物3～9份，改性酚醛树脂8～24份，钢纤维5～15份，摩擦调节剂5～15份，炭材料5～15份，填料加至100份。

优选的，所述火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂9～14份，环烷酸盐3～4份，磷酸盐1～3份，粉末橡胶5～9份，环氧化物5～7份，改性酚醛树脂14～20份，钢纤维7～12份，摩擦调节剂5～10份，炭材料9～15份，填料加至100份。

进一步优选的，所述火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂10份，环烷酸盐3份，磷酸盐2份，粉末橡胶5份，环氧化物5份，改性酚醛树脂20份，钢纤维10份，摩擦调节剂5份，炭材料15份，填料加至100份。

优选的，所述环烷酸盐为环烷酸钙、环烷酸镁、环烷酸锌、环烷酸锡、环烷酸镍或环烷酸钴。

优选的，所述磷酸盐为焦磷酸钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸钾、焦磷酸钙、六偏磷酸钠或多聚磷酸铵。

优选的，所述粉末橡胶为顺丁橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、三元共聚ACR橡胶、三元共聚MBS橡胶、三元共聚SBS橡胶或CPE橡胶，所述粉末橡胶的粒径范围为20～800nm。

优选的，所述环氧化物的环氧值大于6.0％，碘值小于3％。

优选的，所述的改性酚醛树脂为羟甲基尼龙改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂、松香改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂、腰果油改性酚醛树脂、桐油改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛、有机硅改性酚醛树脂、苯胺改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、烯丙基硼酚醛树脂、SiO₂纳米粒子改性酚醛树脂或TiO₂纳米粒子改性酚醛树脂。

优选的，所述摩擦调节剂为硫铁矿粉、锆英粉、γ-氧化铝、镁铝尖晶石、镁橄榄石粉、锂辉石或萤石，摩擦调节剂的粒度小于300目。

优选的，所述炭材料为多孔性炭材料，

进一步优选的，所述炭材料为蠕虫状膨胀石墨、鳞片石墨、活性炭粉、石油焦炭、沥青焦炭、煤焦炭、纳米补强炭黑、活性炭纤维、单壁或多壁炭纳米管。

优选的，所述填料为粘土、硅藻土、海泡石、坡缕石粉、凹凸棒石、云母粉、绢云母粉、碳酸钙、高岭土或硫酸钡。

一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦的制备方法，包括如下步骤：

1)将6～18份天然高分子调节剂、2～5份环烷酸盐、1～3份磷酸盐以及3～9份环氧化物与乙醇7～14份拌合后，造粒；当所造颗粒外皮变硬挺时，将所造颗粒碾压为薄片并脱除乙醇；

2)将所述薄片与3～12份粉末橡胶、3～9份环氧化物、8～24份改性酚醛树脂、5～15份钢纤维、5～15份摩擦调节剂、5～15份炭材料以及将混合物补充至100份的填料拌合，得到模压粉；

3)将预烘后的模压粉加入预热到120～160℃的模腔内，先放气，然后加热加压固化；

4)脱模得到的火车闸片/闸瓦制件，于120～160℃的温度下后固化处理，冷却后得到火车闸片/闸瓦制件。

优选的，步骤1)中，所述薄片的厚度为1～3mm。当薄片的厚度大于该范围时，薄片与其它物料拌合过程中，较难混匀，得到的模压粉的颗粒较大，影响到模压粉的后续加工，容易造成制得的火车闸片/闸瓦的质地不均匀，影响火车闸片/闸瓦的使用性能。

优选的，步骤1)中，所述脱除乙醇的方法为用65～75℃下热风烘干。在该温度范围内乙醇能够快速挥发，若高出本温度范围则表皮快速干结而内层中乙醇不易溢出，极易于鼓包爆裂造成轧片失败。

优选的，步骤2)中，所述拌合是在Z型捏合机中进行的，Z型捏合机的正转和反转每3min转换一次，拌合的总时间为18-22min。该拌合过程可以达到混料无死角，可将各个组分充分混合，制得均一的模压粉。

优选的，步骤3)中，所述预烘的时间为30min，预烘的温度为60-90℃。预烘的作用是为了提高模压粉的进模温度，缩短物料在模内升温的温程，这一点在冬季室温较低时尤为重要。

优选的，步骤3)中，合模时，一分钟内放气3～6次。放气的目的是为了释放出合模时模腔中被压缩的空气和酚醛树脂热缩聚时生成的小分子物质。

优选的，步骤3)中，所述加压固化步骤中，压力为5～10MPa，固化时间为1.8-2.2min/mm。因为酚醛固化会产气，故需要加热的同时加压，以保证制品的密实度。

以上各组分的作用及其相互协同作用的分析如下：

天然纤维素、再生纤维素、海藻酸钙、槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖和甲壳素具有多羟基基团，与树脂基体和其它添加剂有亲和性，更为可贵的这些天然高分子材料具有对摩擦热和强力剪切等力化学作用很敏感，会变性为葡聚糖类等粘滞物质，加强了闸片/闸瓦亚表层的密实性和柔韧性，稳定了闸片/闸瓦的摩擦系数，并提高了其耐磨性，即闸片/闸瓦制动性能得以更为稳定可靠。

环烷酸盐：具有独特的催化性能，与天然高分子调节剂、粉末橡胶、改性酚醛树脂以及环氧化物配合使用，可以有效提高火车闸片/闸瓦的熟成度和成品率，并改善火车闸片/闸瓦的柔韧性、硬度和表面贴合性。

磷酸盐：辅助环烷酸盐发挥催化作用，并能抑制天然高分子添加剂成分直接裂解气化，提高葡聚糖类等粘滞物质的得率，间接闸片/闸瓦的稳定制动性能。

粉末橡胶：可以有效改善火车闸片/闸瓦的柔韧性、硬度和贴合性。粉末橡胶微观上具有不规则的形貌，可以与其它成分相互嵌合提高闸片/闸瓦的机械性能尤其是耐冲击性和压缩弹性模量。

环氧化物：辅助天然高分子造粒轧片，同时环氧基团具有反应活性，与天然高分子或酚醛树脂等可以形成化学结合，提高闸片/闸瓦的机械性能。

改性酚醛树脂：树脂成分作为闸片/闸瓦材料的基体，其作用是将天然高分子调节剂、增钢纤维、摩擦性能调节剂和其它添加剂等组分粘结成为一体，从而得到相对均匀、致密并具有特定要求的性能的材料，使得在亚微观层次上形成所谓的海岛结构：基体树脂成分遍布整个材料形成高分子特有的大型包络型连续结构作为“海”，其它组分形成分布其中的“岛”型结构。

钢纤维：硬质成分，稳定高速高温下制动性能，并起清扫对偶面的作用

摩擦调节剂：使得制动闸片/闸瓦的瞬时摩擦系数和平均摩擦系数处于规定的摩擦带之间。

炭材料：软质材料，有自润滑作用，抑制摩擦调节剂导致闸片/闸瓦的摩擦系数过高倾向，稳定制动性能。

填料：调节闸片/闸瓦的密度和硬度，降低成本。

本发明的有益技术效果：

1、本发明着眼于利用天然高分子材料如做调节和稳定制动性能的功能性材料，例如天然纤维素、再生纤维素、海藻酸钙、槐豆胶、卡拉胶、壳聚糖和甲壳素等。附图5和附图6示出了一次停车高制动推力下火车典型的运行速度下进行制动时埋置于制动盘表面1mm下热电偶所测制动盘的最高温度值，通过埋植于制动闸片/闸瓦亚表层的温度传感器测得，常见的一次制动停车条件下，闸片/闸瓦亚表层的瞬间最高温度多处于在180～270℃间，而上述精心挑选的天然纤维素等材料在180～270℃间受热条件下和在力化学作用下，部分糖苷键断裂后可以转化为葡聚糖类及一些可能含羟基、羧基、羰基等的较长链段有机物组分，这些组分本身很粘稠，且能够与酚醛树脂基体的端基等发生化学交联作用，并可能逾渗进入到摩擦调节剂、炭材料和无机填料的颗粒间隙，半充填以致充满间隙起到裹挟粒子等效果，使得制动闸片/闸瓦的制动表面及其亚表面层材料本体更为密实并呈现得更粘滞，这样可以使得制动闸片/闸瓦与对摩偶制动盘的粘着特性提高，且制动闸片/闸瓦的弹性模量进一步降低，从而使得制动闸片/闸瓦的粘着功和变形功互为补偿，其加和贡献所得摩擦功得以平稳化，这样从总体来看，取得了既稳定了制动闸片/闸瓦的摩擦系数，又能改善其耐磨性的效果。

2、天然高分子可从动植物和菌类及藻类生物体中提取，也可用甘蔗渣、木材边角料、海产品厨余物等深加工而得，来源广泛，成本低廉，将其用于耐磨场合做牺牲材料，对环境没有次生伤害。

3、本发明利用天然高分子成分和其它各组分的配合来获得材料本体具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦，可以提高制动闸片/闸瓦材料的柔韧性、贴合性和耐磨性，并具有很好的吸声效应。

附图说明

图1为本发明中未使用前的火车闸片；

图2为本发明中使用一段时间后的火车闸片；

图3为本发明的火车闸片使用一段时间后的侧面形貌；

图4为本发明的火车闸片的表面细观结构示意图；

图5为实施例1的火车闸片在干态21kN制动推力下的制动曲线；

图6为实施例2的火车闸片在干态21kN制动推力下的制动曲线；

图7为实施例1和实施例2所制得闸片的磨损率；

图8(a)为实施例1所制得闸片制动表面层的微观形貌；

图8(b)为实施例2所制得闸片制动表面层的微观形貌。

图9为实施例3的火车闸瓦在干态15kN制动推力下的制动曲线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明。

制动闸片/闸瓦的表面层为制动的工作界面，多次制动下来，一部分磨损损失，新生成的表面界面层实质上是在摩擦热和强力剪切及碾压作用下摩擦材料中的有机化合物成分发生了结构变化(如图1、图2、图3和图4所示)，这部分残基与闸片亚表层(或称为过渡层)的成分有很大区别，过渡层之下才是闸片/闸瓦的本底热固性材料。可以说本底材料是初始固化成型的粘合剂的三维网络结构包络着纤维增强材料、增韧材料、摩擦调节剂和填充料成分，亚表层是受到传递摩擦热和压缩作用下初始固化粘结剂与热敏有机成分的发生化学变化得到的较长链段有机物组分共融的产物(如图3所示)，最表层摩擦面是亚表层进一步受到摩擦热、强力剪切及制动高比压作用下发生复杂反应之后的有机物残基和其余成分的共容物(如图4所示)。做到了制动过程中摩擦工作界面的“即时”稳定化。

借助天然高分子材料的热敏性及在摩擦热下不完全裂解物的粘滞性，还有天然高分子中存在大量各种尺寸的空穴和毛细管空间的特性，当把这类天然高分子材料作为制动闸片/闸瓦材料的组分使用时，从物理角度看可以使得制动闸片/闸瓦的粘着功和变形功互为补偿，稳定闸片/闸瓦的输出摩擦功，这样能够制得摩擦系数适当高且保持稳定又具有良好耐磨性的制动闸片/闸瓦。

实施例1

火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：天然纤维素10份，环烷酸镁3份，磷酸盐2份，粉末丁腈橡胶5份，环氧化物5份，改性酚醛树脂20份，钢纤维10份，硫铁矿粉5份，石油焦炭15份，云母粉10份，硫酸钡15份。

所述火车闸片/闸瓦的制备方法如下：

将天然纤维素10份与3份环烷酸镁、2份焦磷酸钠和5份环氧化物及10份乙醇充分拌合后加入螺旋挤压造粒机造粒，室温放置4小时后，将所造颗粒碾压变成1.5mm的薄脆片，并在70℃下热风烘干半小时脱除乙醇；上述薄片与粉末丁腈橡胶5份，改性酚醛树脂20份，钢纤维10份，硫铁矿粉5份，石油焦炭15份，云母粉10份，硫酸钡15份在Z型捏合机中混合，正反转每3min转换一次，总混炼时间掌握在20±2min，之后出料得到模压粉；模压粉在80℃预烘时间30min，然后按照计量加入到150℃的相应的闸片模腔内，与钢背复合加压固化；保压压力为8Mpa保压时间45min，之后脱模即得到火车闸片制件。将其立即置于150℃的烘箱内后固化处理45min，热处理完毕后自然冷却至室温，去飞边修饰表面即可得到火车闸片/闸瓦制件。

所得闸片/闸瓦的物理和机械性能如表1所示：

表1

所得闸片/闸瓦的制动曲线如图5所示(依据TB/T3118-2005标准规定测试而得)，所制得闸片/闸瓦制动表面层的微观形貌如图8(a)所示。

实施例2

火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：海藻酸钙10份，环烷酸镁2份，六偏磷酸钠2份，SBS橡胶6份，环氧化物6份，改性酚醛树脂18份，钢纤维14份，锆英粉12份，沥青焦炭10份，有机改性粘土份10份，硫酸钡10份。

所述火车闸片/闸瓦的制备方法如下：

海藻酸钙10份与含2份环烷酸镁、2份六偏磷酸钠和6份环氧化物及适量乙醇充分拌合后挤压造粒，室温放置8小时后将所造颗粒碾压变成1mm的薄脆片，并在70℃下热风烘干脱除乙醇；上述薄片与SBS橡胶6份，改性酚醛树脂18份，钢纤维14份，锆英粉12份，沥青焦炭10份，有机改性粘土份10份，硫酸钡10份在Z型捏合机中混合，正反转每3min转换一次，总混炼时间掌握在20±2min，之后出料得到模压粉；模压粉在90℃预烘时间30min，然后按照计量加入到160℃的相应的闸片模腔内，与钢背复合加压固化；保压压力为10Mpa保压时间45min，之后脱模即得到火车闸片制件。将其立即置于160℃的烘箱内后固化处理45min，可得到火车闸片/闸瓦制件。所得闸片/闸瓦的物理和机械性能如表2所示：

表2

所得闸片/闸瓦的制动曲线如图6所示(依据TB/T3118-2005标准规定测试而得)，在140km/h的范围内，火车速度的增加对火车闸片/闸瓦的摩擦系数的影响不大，本发明的闸片/闸瓦具有稳定的制动性能。

实施例2与实施例1所制的制动片的磨损率数值对比如图7所示(依据TB/T3118-2005标准规定测试而得)，所制得闸片/闸瓦制动表面层的微观形貌如图8(b)所示。

实施例3

火车闸片/闸瓦，由以下重量份的组分组成：纤维素6份、壳聚糖4份、甲壳素5份，环烷酸镁5份，焦磷酸钾3份，羧基丁腈橡胶粉末12份，环氧化物9份，羟甲基尼龙改性酚醛树脂24份，钢纤维10份，γ-氧化铝7份，纳米补强炭黑5份，坡缕石粉填料10份。

所述火车闸片/闸瓦的制备方法如下：

将6份纤维素、4份壳聚糖、5份甲壳素与5份环烷酸镁、3份焦磷酸钾和9份环氧化物及适量乙醇充分拌合后挤压造粒，室温放置8小时后将所造颗粒碾压变成1mm的薄脆片，并在70℃下热风烘干脱除乙醇；上述薄片与12份羧基丁腈橡胶粉末，24份羟甲基尼龙改性酚醛树脂，10份钢纤维，7份γ-氧化铝，10份纳米补强炭黑，10份坡缕石粉在Z型捏合机中混合，正反转每3min转换一次，总混炼时间掌握在20±2min，之后出料得到模压粉；模压粉在60℃预烘时间30min，然后按照计量加入到120℃的相应的闸瓦模腔内，与钢背复合加压固化；保压压力为5Mpa保压时间45min，之后脱模即得到火车闸瓦制件。将其立即置于120℃的烘箱内后固化处理45min，可得到火车闸片/闸瓦制件。所得闸瓦的物理和机械性能如表3所示：

表3

所得闸片/闸瓦的制动曲线如图9所示，可见，火车速度在120km/h的范围内，火车速度的增加对火车闸片/闸瓦的摩擦系数的影响不大，本发明的闸片/闸瓦具有稳定的制动性能。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变动仍在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有稳定制动性能的火车闸片/闸瓦的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将6～18份天然高分子调节剂、2～5份环烷酸盐、1～3份磷酸盐以及3～9份环氧化物与乙醇7～14份拌合后，造粒；当所造颗粒外皮变硬挺时，将所造颗粒碾压为薄片并脱除乙醇；

2)将所述薄片与3～12份粉末橡胶、3～9份环氧化物、8～24份改性酚醛树脂、5～15份钢纤维、5～15份摩擦调节剂、5～15份炭材料以及将混合物补充至100份的填料拌合，得到模压粉；

3)将预烘后的模压粉加入预热到120～160℃的模腔内，先放气，然后加热加压固化；

4)脱模得到的火车闸片/闸瓦制件，于120～160℃的温度下后固化处理，冷却后得到火车闸片/闸瓦制件。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述拌合是在Z型捏合机中进行的，Z型捏合机的正转和反转每3min转换一次，拌合的总时间为18～22min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述预烘的时间为30min，预烘的温度为60～90℃。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，合模时，一分钟内放气3～6次。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述加压固化步骤中，压力为5～10MPa，固化时间为1.8～2.2min/mm。

6.权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的火车闸片/闸瓦，其特征在于：由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂6～18份，环烷酸盐2～5份，磷酸盐1～3份，粉末橡胶3～12份，环氧化物3～9份，改性酚醛树脂8～24份，钢纤维5～15份，摩擦调节剂5～15份，炭材料5～15份，填料加至100份。

7.根据权利要求6所述的火车闸片/闸瓦，其特征在于：由以下重量份的组分组成：天然高分子调节剂9～14份，环烷酸盐3～4份，磷酸盐1～3份，粉末橡胶5～9份，环氧化物5～7份，改性酚醛树脂14～20份，钢纤维7～12份，摩擦调节剂5～10份，炭材料9～15份，填料加至100份。

8.根据权利要求6所述的火车闸片/闸瓦，其特征在于：所述的改性酚醛树脂为羟甲基尼龙改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂、松香改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂、腰果油改性酚醛树脂、桐油改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛、有机硅改性酚醛树脂、苯胺改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、烯丙基硼酚醛树脂、SiO₂纳米粒子改性酚醛树脂或TiO₂纳米粒子改性酚醛树脂；所述摩擦调节剂为硫铁矿粉、锆英粉、γ-氧化铝、镁铝尖晶石、镁橄榄石粉、锂辉石或萤石，摩擦调节剂的粒度小于300目。