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一种刹车片的摩擦材料

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-05-31 11:48:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:湖北省襄阳市| 赵亮 | 2022-10-28 17:24:58

科研人员围绕磷石膏的无害化处理与资源化利用做了大量工作,主要体现在以下 几个方面:(1)用于水泥工业,作水泥缓凝剂或与硫酸联产水泥;(2)生产石膏建材制品;(3) 生产化工原料,如硫酸铵、硫酸钾等;(3)用作改良土壤剂,主要用于碱性土地;(4)用作路基 或工业填料;(5)生产硫酸钙晶须等。虽然已经有了一些较成熟的技术,但由于成本等问题, 经济社会效益不高,磷石膏的实际利用率仍然很低。

本发明的目的是提供一种刹车片的摩擦材料,以磷石膏作为摩擦材料填充料,减 少了摩擦材料中矿石的使用量,降低了生产成本,同时拓展了磷石膏的应用空间,具有明显 的经济与环境效益。

本发明所采用的技术方案在于:由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备 而成:树脂7-20%,摩擦粉2-5%,轮胎粉1-5%,矿物纤维5-15%,硅灰棉5-15%,玻璃纤维5-10%, 石墨5-10%,硫酸钡0-15%,焦炭粉2-10%,氧化铝1-5%,氧化锌1-5%,铁矿粉1-5%,铝矾土1- 5%,蛭石1-5%,硬脂酸锌0.3-1%,磷石膏5-20%。

进一步地,优选由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成:树脂13%, 摩擦粉4%,轮胎粉5%,矿物纤维10%,硅灰棉12%,玻璃纤维6%,石墨8%,硫酸钡10%,焦炭粉 6.4%,氧化铝3%,氧化锌3%,铁矿粉3%,铝矾土4%,蛭石2%,硬脂酸锌0.6%,磷石膏10%。

更进一步地,所述磷石膏按如下方法制备:直接取自堆场的磷石膏,烘干除去自由 水,过200目筛。

本发明中,磷石膏在制备刹车片中的新用途,不仅能降低污染、净化环境,而且能 将有害废物充分利用,符合国家节能减排、废弃物资源化利用、可持续发展的基本国策。

本发明中磷石膏的预处理程序简单,只需烘干除去自由水,过筛即可,不需要特殊 的净化除杂工序,使用成本很低,既消耗部分磷石膏,减轻磷石膏的环境污染,同时也降低 了摩擦材料的生产成本。

磷石膏在摩擦材料配方中用作填料,主要取代硫酸钡。磷石膏容重0.733-0.88g/ cm3远低于硫酸钡的密度4.25-4.5g/cm3。将磷石膏用于制备刹车片,可以降低刹车片的重 量,从而减轻汽车的重量为汽车节能起到一定的作用。

磷石膏替代硫酸钡后,制得的摩擦材料摩擦系数有所增加,因此,可以降低摩擦材 料中增摩组分的用量,从而进一步降低刹车片的生产成本。

常规刹车片压制方法没有特别限制,只要将各组分混合均匀即可,混合、压制以及 热处理的条件和设备为本领域技术人员所公知。例如:压制温度160℃,压力20MPa,时间 20min。热处理工艺:170℃保温8h。

本发明摩擦材料以磷石膏为填料,与其它原料一起按常规刹车片压制方法制备而 成的刹车片,按GB5763-2008标准在定速式摩擦试验机上按3类测试,摩擦系数平稳,磨损率 较低,完全达到国家标准。

近年来,中国汽车产业的产销量不断增长,中国已经成为一个汽车产销大国。汽车 上最重要的的安全系统就是制动系统,刹车片是整个制动系统中起直接作用的部件,其直 接影响整个制动系统的可靠性。刹车片与刹车盘(鼓)相互摩擦,产生制动力矩,从而达到减 速刹车的目的。刹车片主要包括钢背和粘贴于钢背上的摩擦材料,刹车片的性能主要取决 于摩擦材料的配方及加工工艺。摩擦材料的加工主要有冷成型和热压成型两种工艺,其中 热压成型工艺主要包括配料、混料、热压成型、热处理、机械加工等步骤,配料的主要原材料 包括粘结剂、增强材料、摩擦性能调节剂(增摩材料、减摩材料)和填充料等四类。由于国内 摩擦材料行业所用的填充料一般取自矿石等不可再生资源,矿石资源逐年减少,其市场价 格不断上升,成本增加,企业难以承受。科研单位与企业的技术人员一直在不断地研究、探 索,希望发现一种性能优越的矿石摩擦材料填充料的替代品,以降低生产成本,满足市场需 求,虽然取得了一定的进展,但在实际应用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

磷石膏是磷肥工业中生产磷酸时产生的废渣,每生产1吨磷酸会排放大约5吨磷石 膏。据不完全统计,我国磷石膏年排放量超过5500万吨,累计堆存量逾2.5亿吨。磷石膏的大 量堆存,不仅侵占了土地资源,而且由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。磷石膏 成为制约磷化工产业健康发展的重要因素,对磷石膏进行综合利用迫在眉睫。

湖北文理学院是省属全日制普通本科高等院校,位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市,地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校;1966-1978年,武汉大学襄阳分校在此设立;1998年3月,襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院;2000年7月,湖北省工艺美术学校整体并入;2012年2月,更名为湖北文理学院。是硕士学位授予单位、中央和地方共建高校、教育部本科教学工作水平评估优秀学校、全国普通高等学校毕业生就业工作先进集体、全国民族团结进步模范集体。

本发明公开了一种刹车片的摩擦材料,由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成:树脂7‑20%,摩擦粉2‑5%,轮胎粉1‑5%,矿物纤维5‑15%,硅灰棉5‑15%,玻璃纤维5‑10%,石墨5‑10%,硫酸钡0‑15%,焦炭粉2‑10%,氧化铝1‑5%,氧化锌1‑5%,铁矿粉1‑5%,铝矾土1‑5%,蛭石1‑5%,硬脂酸锌0.3‑1%,磷石膏5‑20%。本发明摩擦材料以磷石膏为填料,与其它原料一起按常规刹车片压制方法制成的刹车片,按GB5763‑2008标准在定速试验机上按3类测试,摩擦系数平稳,磨损率较低,完全达到国家标准。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。