CN101818046B

CN101818046B - 高硅铁尾矿树脂基摩擦材料

Info

Publication number: CN101818046B
Application number: CN 200910199447
Authority: CN
Inventors: 侯贵华; 王占红
Original assignee: Yangcheng Institute of Technology
Current assignee: Yangcheng Institute of Technology; Yancheng Institute of Technology
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: CN101818046A

Abstract

本发明提供了一种高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，其中包括如下质量百分含量的组分：高硅铁尾矿10～40％，酚醛树脂10～30％，丁苯橡胶10～30％，硬脂酸锌0.1～5％，炭黑1～15％，硫酸钡10～30％，长石粉5～20％，各组分百分含量之和为100％。本发明树脂基摩擦材料具有抗热衰退性能好的优点，其中高硅铁尾矿质量含量可达40％，可大幅降低树脂基摩擦材料的原料成本。

Description

高硅铁尾矿树脂基摩擦材料

技术领域

本发明涉及树脂基摩擦材料，尤其涉及一种掺杂高硅铁尾矿的树脂基摩擦材料。

背景技术

汽车行业是世界工业的主要产业，其安全性能关系到人民生命与财产安全。摩擦材料是制动车刹车、离合器的关键材料，最为常用的摩擦材料是树脂基摩擦材料，但这种材料中的树脂基体在工作温度超过250℃时会产生严重的热分解，使其摩擦磨损性能严重衰退。因此，解决热衰退问题一直是国内外的研究热点。

另一方面，高硅铁尾矿是开采的铁矿石并经过选矿形成尾矿，其产量高，累积量巨多。高硅铁尾矿的主要成分为：SiO₂、Fe₂O₃和少量的CaO、A1₂O₃、MgO。高硅铁尾矿的排放和处置，一直是困扰钢铁厂发展的大问题。堆置尾矿不仅挤占农田，而且危害环境，钢铁厂每年均需花费巨资用于铁尾矿的处理。目前尚无有效的利用方法。因此，若将高硅铁尾矿用作为摩擦材料的组分材料，既可提高树脂基摩擦材料的热稳定性及改善其它性能，又可降低树脂基摩擦材料的成本，且使工业废料铁尾矿得到有效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，包括如下质量百分含量的组分：

高硅铁尾矿 10～40％

酚醛树脂 10～30％

丁苯橡胶 10～30％

硬脂酸锌 0.1～5％

炭黑 1～15％

硫酸钡 10～30％

长石粉 5～20％

各组分百分含量之和为100％。

所述高硅铁尾矿是指由钢铁厂开采的铁矿石并经过选矿形成尾矿。

高硅铁尾矿优选二氧化硅的质量含量大于70％，铁氧化物的质量含量大于15％，且尾矿中剩余物的质量含量小于3％。

优选中位径为12.30μm至4.00μm的高硅铁尾矿。

所述的酚醛树脂优选腰果壳油改性酚醛树脂，可采用市售产品，如山东莱芜润达化工有限公司牌号为PF-912的产品。

所述的丁苯橡胶优选非污染型软丁苯橡胶，可采用市售产品，如吉林石化公司牌号为1502的产品。

本发明高硅铁尾矿树脂基摩擦材料采用本领域常规的制备方法制备，即将所有原料经共混、干法热压工艺制成，具体工艺如《粉煤灰增强树脂基复合材料力学性能和摩擦学性能的研究》(王占红，侯贵华，《润滑与密封》2009，34(14)46-47.)中公开的方法。

本发明相比常见树脂基摩擦材料具有如下优点：

1、具有高的热稳定性，即抗热衰退性能好：本发明的含高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)在高于国家标准GB/T 5764-1998规定的最高试验温度150℃后，仍能满足标准要求，且其它指标亦满足该国家标准的要求。而普通树脂基摩擦材料在350℃条件下不能满足该国家标准的要求。

2、原料成本低：本发明高硅铁尾矿为组分材料，它是未被利用的废料，成本为0，而在常见树脂基摩擦材料的组成中，最低的原料也需约700元/吨，本发明摩擦材料中，高硅铁尾矿质量含量可达40％，因而可大幅降低树脂基摩擦材料的原料成本。

具体实施方式

实施例1

以中位径为12.21μm，质量含量为10％的高硅铁尾矿(二氧化硅的质量含量为78％，铁氧化物的质量含量为18％，下同)为原料之一，再掺入18％的酚醛树脂、18％的丁苯橡胶、0.9％的硬脂酸锌、10.8％的炭黑(已超出配方中的最大含量，请修改)、27.9％的硫酸钡、14.4％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时(采用国家标准GB/T 5764-1998的方法，下同)，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.48和0.68×10^-7cm³/(N·m)。

实施例2

以中位径为5.23μm，质量含量为10％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入18％的酚醛树脂、18％的丁苯橡胶、0.9％的硬脂酸锌、10.8％的炭黑、27.9％的硫酸钡、14.4％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.40和0.55×10^-7cm³/(N·m)。

实施例3

以中位径为4.02μm，质量含量为10％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入18％的酚醛树脂、18％的丁苯橡胶、0.9％的硬脂酸锌、10.8％的炭黑、27.9％的硫酸钡、14.4％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.30和0.45×10^-7cm³/(N·m)。

实施例4

以中位径为4.70μm，质量含量为10％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入18％的酚醛树脂、18％的丁苯橡胶、0.9％的硬脂酸锌、10.8％的炭黑、27.9％的硫酸钡、14.4％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.32和0.51×10^-7cm³/(N·m)。

实施例5

以中位径为4.70μm，质量含量为20％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入16％的酚醛树脂、16％的丁苯橡胶、0.8％的硬脂酸锌、9.6％的炭黑、24.8％的硫酸钡、12.8％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.35和0.45×10^-7cm³/(N·m)。

实施例6

以中位径为4.70μm，质量含量为30％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入14％的酚醛树脂、14％的丁苯橡胶、0.7％的硬脂酸锌、8.4％的炭黑、21.7％的硫酸钡、11.2％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.39和0.39×10^-7cm³/(N·m)。

实施例7

以中位径为4.70μm，质量含量为40％的高硅铁尾矿为原料之一，再掺入12％的酚醛树脂、12％的丁苯橡胶、0.6％的硬脂酸锌、7.2％的炭黑、18.6％的硫酸钡、9.6％的长石粉为原料，经共混、干法热压工艺制成了掺高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为0.42和0.35×10^-7cm³/(N·m)。

对比例

对比样：山东莱芜润达化工有限公司PF-912型腰果壳油改性酚醛树脂的树脂基摩擦材料。在350℃时进行摩擦磨损测试时，摩擦系数(μ)和磨损率(V)分别为分别是0.12、1.25×10^-7cm³/(N·m)。

Claims

1.高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：

各组分百分含量之和为100％；

其中，所述高硅铁尾矿中二氧化硅的质量含量是78％，铁氧化物的质量含量是18％；

所述高硅铁尾矿中位径为12.30μm至4.00μm。

2.根据权利要求1所述的高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，其特征在于，所述酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，其特征在于，所述丁苯橡胶为非污染型软丁苯橡胶。