CN106167563A - 一种性能优良改性摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶60～70份、玻璃纤维10～20份、复合纤维10～20份、聚丙烯5～10份、硅油5～10份、玉米秆活性炭粉10～15份、滑石粉5～10份、二硫化钼5～10份、阻燃剂2～5份和三氧化钒1～2份。本发明重新优化了当前摩擦材料的组合配方，而且充分利用了玉米的副产物‑‑‑玉米秆，将其进行碳化、石墨化，制成活性炭粉，作为天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生产成本，拓宽玉米秆的利用渠道，提高了玉米秆的经济效益。

Description

一种性能优良改性摩擦材料
技术领域
本发明涉及一种性能优良改性摩擦材料。
背景技术
摩擦材料被广泛用于各种交通运输工具（如汽车、火车、飞机等）和各种机械设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中的制动材料。按功能及安装的部位主要分为制动器衬片和离合器面片。摩擦材料在汽车工业中属于关键的安全件，汽车的启动、制动和驻车都离不开摩擦材料，摩擦材料的好坏、优劣可直接关系着人民的生命财产安全，其功能地位不言而喻。但传统的汽车摩擦材料存在一些缺陷，如石棉汽车摩擦材料，因为石棉是一种天然的矿物纤维，它具有较高的耐热性和机械强度，但是石棉对人体健康有一定的危险性。因此人们开始研究不添加石棉的摩擦材料，对摩擦材料的组分配方进行调整、改进，选用复合纤维或金属纤维等等。
另外，随着工业化的发展，摩擦材料的使用量越来越大，其填料---石墨的使用量也是逐年增加。然而天然石墨的价格还是较高的，人们也开始对天然石墨的替代品进行了深入研究。
玉米（拉丁学名：Zea mays L.）是禾本科玉蜀黍属一年生草本植物。别名：玉蜀黍、棒子、包谷、包米、包粟、玉茭、苞米、珍珠米、苞芦、大芦粟，东北辽宁话称珍珠粒，潮州话称薏米仁，粤语称为粟米，闽南语称作番麦。秆直立，通常不分枝，基部各节具气生支柱根。叶鞘具横脉；叶舌膜质，叶片扁平宽大，线状披针形，基部圆形呈耳状，无毛或具疵柔毛，中脉粗壮。颖果球形或扁球形，成熟后露出颖片和稃片之外，其大小随生长条件不同产生差异。雌雄同株异花，花果期秋季。我国玉米的栽培历史大约有470多年。目前我国播种面积在3亿亩左右，仅次于稻、麦，在粮食作物中居第三位，在世界上仅次于美国。全世界热带和温带地区广泛种植，为一重要谷物。收获玉米之后，会产生大量的副产物---玉米秆。通常人们处理方式是直接焚烧，这种方式虽然对其进行了一定利用，但是焚烧产生的烟尘大，在一定程度上污染环境。而玉米秆中含有大量碳源，如果采用玉米秆制成的碳粉取代石墨添加到摩擦材料中，将极大的降低了摩擦材料的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能优良改性摩擦材料。本发明重新优化了当前摩擦材料的组合配方，而且充分利用了玉米的副产物---玉米秆，将其进行碳化、石墨化，制成活性炭粉，作为天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生产成本，拓宽玉米秆的利用渠道，提高了玉米秆的经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶60～70份、玻璃纤维10～20份、复合纤维10～20份、聚丙烯5～10份、硅油5～10份、玉米秆活性炭粉10～15份、滑石粉5～10份、二硫化钼5～10份、阻燃剂2～5份和三氧化钒1～2份。
作为本发明进一步优选的方案，该性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶65份、玻璃纤维15份、复合纤维15份、聚丙烯7份、硅油8份、玉米秆活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化钼7份、阻燃剂3份和三氧化钒1份。
进一步说明，所述的玉米秆活性炭粉是将玉米秆依次经清洗烘干、粉碎压制成块、碳化处理、石墨化处理之后获得的碳粉末。
进一步说明，所述的碳化处理具体为：将玉米秆块放入贫氧炉进行碳化处理；排潮期从点火至炉温上升到150℃，时间为5小时；然后升温至250℃，打开鼓风机，对炉内鼓风，初级碳化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，循环4次；升温至500℃，升温时间为2小时，温度升至500℃后，保温2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，升温至650℃时，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次，再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸汽，逐步冷却，生成碳，6小时后出炉。
进一步说明，所述的石墨化处理具体为：把出炉后的碳冷却后放入石墨化炉中，进行石墨化处理；首先以2℃/分钟的速度升温至350℃，充压4MPa，再以1℃/分钟的速度升温550℃，保温2小时，再在氩气保护下升温至2500℃进行石墨化，再自然冷却至室温，然后磨制成200目的碳粉末。
本发明中的阻燃剂采用市场上通常销售的氢氧化铝类型阻燃剂即可。添加少量的三氧化钒可以有效的提高摩擦材料的强度。
本发明的优点：
1.本发明的性能优良改性摩擦材料对成分的组合配比进行了优化，具有良好的耐热性、耐磨性，不再采用石棉组分，环保健康。
2.原料来源广泛、生产成本低；充分利用了玉米种植业的副产物---玉米秆，将其进行碳化、石墨化，制成人活性炭粉，作为天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生产成本，提高了玉米秆的经济效益。以玉米秆制成的活性炭粉为填料，可以增加摩擦材料的韧性，提升其性能和制动效果，摩擦系数稳定，降低了摩擦时产生的噪音且环保无污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
一种性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶60份、玻璃纤维10份、复合纤维10份、聚丙烯5份、硅油5份、玉米秆活性炭粉10份、滑石粉5份、二硫化钼5份、阻燃剂2份和三氧化钒1份。
所述的玉米秆活性炭粉是将玉米秆依次经清洗烘干、粉碎压制成块、碳化处理、石墨化处理之后获得的碳粉末。所述的碳化处理具体为：将玉米秆块放入贫氧炉进行碳化处理；排潮期从点火至炉温上升到150℃，时间为5小时；然后升温至250℃，打开鼓风机，对炉内鼓风，初级碳化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，循环4次；升温至500℃，升温时间为2小时，温度升至500℃后，保温2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，升温至650℃时，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次，再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸汽，逐步冷却，生成碳，6小时后出炉。所述的石墨化处理具体为：把出炉后的碳冷却后放入石墨化炉中，进行石墨化处理；首先以2℃/分钟的速度升温至350℃，充压4MPa，再以1℃/分钟的速度升温550℃，保温2小时，再在氩气保护下升温至2500℃进行石墨化，再自然冷却至室温，然后磨制成200目的碳粉末。
实施例2：
一种性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶70份、玻璃纤维20份、复合纤维20份、聚丙烯10份、硅油10份、玉米秆活性炭粉15份、滑石粉10份、二硫化钼10份、阻燃剂5份和三氧化钒2份。
所述的玉米秆活性炭粉是将玉米秆依次经清洗烘干、粉碎压制成块、碳化处理、石墨化处理之后获得的碳粉末。所述的碳化处理具体为：将玉米秆块放入贫氧炉进行碳化处理；排潮期从点火至炉温上升到150℃，时间为5小时；然后升温至250℃，打开鼓风机，对炉内鼓风，初级碳化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，循环4次；升温至500℃，升温时间为2小时，温度升至500℃后，保温2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，升温至650℃时，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次，再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸汽，逐步冷却，生成碳，6小时后出炉。所述的石墨化处理具体为：把出炉后的碳冷却后放入石墨化炉中，进行石墨化处理；首先以2℃/分钟的速度升温至350℃，充压4MPa，再以1℃/分钟的速度升温550℃，保温2小时，再在氩气保护下升温至2500℃进行石墨化，再自然冷却至室温，然后磨制成200目的碳粉末。
实施例3：
一种性能优良改性摩擦材料，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶65份、玻璃纤维15份、复合纤维15份、聚丙烯7份、硅油8份、玉米秆活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化钼7份、阻燃剂3份和三氧化钒1份。
所述的玉米秆活性炭粉是将玉米秆依次经清洗烘干、粉碎压制成块、碳化处理、石墨化处理之后获得的碳粉末。所述的碳化处理具体为：将玉米秆块放入贫氧炉进行碳化处理；排潮期从点火至炉温上升到150℃，时间为5小时；然后升温至250℃，打开鼓风机，对炉内鼓风，初级碳化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，循环4次；升温至500℃，升温时间为2小时，温度升至500℃后，保温2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，升温至650℃时，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次，再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸汽，逐步冷却，生成碳，6小时后出炉。所述的石墨化处理具体为：把出炉后的碳冷却后放入石墨化炉中，进行石墨化处理；首先以2℃/分钟的速度升温至350℃，充压4MPa，再以1℃/分钟的速度升温550℃，保温2小时，再在氩气保护下升温至2500℃进行石墨化，再自然冷却至室温，然后磨制成200目的碳粉末。

Claims (5)

1.一种性能优良改性摩擦材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶60～70份、玻璃纤维10～20份、复合纤维10～20份、聚丙烯5～10份、硅油5～10份、玉米秆活性炭粉10～15份、滑石粉5～10份、二硫化钼5～10份、阻燃剂2～5份和三氧化钒1～2份。
2.根据权利要求1所述的性能优良改性摩擦材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：异戊橡胶65份、玻璃纤维15份、复合纤维15份、聚丙烯7份、硅油8份、玉米秆活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化钼7份、阻燃剂3份和三氧化钒1份。
3.根据权利要求1或2所述的性能优良改性摩擦材料，其特征在于：所述的玉米秆活性炭粉是将玉米秆依次经清洗烘干、粉碎压制成块、碳化处理、石墨化处理之后获得的碳粉末。
4.根据权利要求3所述的性能优良改性摩擦材料，其特征在于：所述的碳化处理具体为：将玉米秆块放入贫氧炉进行碳化处理；排潮期从点火至炉温上升到150℃，时间为5小时；然后升温至250℃，打开鼓风机，对炉内鼓风，初级碳化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，循环4次；升温至500℃，升温时间为2小时，温度升至500℃后，保温2小时，再升温至650℃，升温时间为4小时，升温至650℃时，鼓风机开1小时，停1小时，循环2次，再升温至850℃，1小时后，打开通风机，送入空气和水蒸汽，逐步冷却，生成碳，6小时后出炉。
5.根据权利要求4所述的性能优良改性摩擦材料，其特征在于：所述的石墨化处理具体为：把出炉后的碳冷却后放入石墨化炉中，进行石墨化处理；首先以2℃/分钟的速度升温至350℃，充压4MPa，再以1℃/分钟的速度升温550℃，保温2小时，再在氩气保护下升温至2500℃进行石墨化，再自然冷却至室温，然后磨制成200目的碳粉末。
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