一种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及树脂基摩擦材料的制备方法，具体涉及一种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，它不仅对城市环境造成巨大压力，而且还限制了陶瓷工业的可持续发展，所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前陶瓷废料分类主要有，坯体废料，废釉料，烧成废料和抛光废料等。各种废料的处理途径，大致分为以下几种:(1)用于道路铺筑材料的制备。在申请号为CN201410341102的中国专利“一种利用陶瓷废料的道路铺筑材料及其制备方法”中，将陶瓷坯体废料作为粗细骨料应用到道路铺筑材料中，达到较好的环境效益；(2)申请号为CN201210221709.5的中国专利“一种利用陶瓷废料制备加气空心砖的方法”，提供了一种将陶瓷块体废料经重新粉碎处理后应用于加气空心砖的生产中的方法；(3)专利申请号为CN201010504967.5的中国专利“一种用陶瓷废料生产的加气混凝土砌块及其制造方法”，将陶瓷抛光废料经分选、破碎、磁选、在干燥等步骤后所得的粉料作为部分原料制备了加气混凝土砌块，可达到较好的效果；(4)填埋法等其他陶瓷废料的处理方式。上述列举了多种陶瓷废料的处理方式。尽管上述方法对陶瓷废料都有较好的处理，但大都以陶瓷块体材料为对象，对于陶瓷深加工产生的抛光磨肩废料，目前为止还没有较好的处理方法。
[0003]树脂基合成摩擦材料主要由树脂基体、纤维增强相、填料、摩擦性能调节剂等四部分组成。通过添加填料进行颗粒增强，是改性摩擦材料的重要的方法。对于颗粒增强改性树脂基复合摩擦材料的研究很多，在文献“蒙脱土插层改性酚醛树脂复合材料及其摩擦磨损性能”中，许文等制备了蒙脱土改性的酚醛树脂基复合材料并研究了其摩擦磨损性能，明显提高了复合材料的耐热性能。王占红等“粉煤灰增强树脂基摩擦材料磨肩形貌”中通过干法热呀工艺制备了粉煤灰增强树脂基摩擦材料，并测试了其摩擦磨损性能，结果表明，用粉煤灰作为填料添加到摩擦材料中提高并稳定了其摩擦系数，降低了磨损率。综上，适当的颗粒增强摩擦材料可有效的改善材料的摩擦学性能。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明可改进树脂基合成摩擦学性能，又能有效缓解陶瓷抛光废料应用处理难的问题，利用本发明方法制备的树脂基摩擦材料摩擦性能稳定、耐磨、耐腐蚀、相对密度小、比强度高。
[0005]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一:将陶瓷抛光废料球磨2?3h，然后过200目筛，以质量分数计，将54.7%?63.7%的过筛后的废料颗粒和36.3%?45.3%的短切碳纤维加入硅烷偶联剂水溶液中，充分混合后滤出、干燥，得到预处理混合料；
[0008]步骤二:以质量份数计，将20?26份的预处理混合料、56?64份的酚醛树脂、16?26份的摩擦性能调节剂充分混合得到摩擦材料混合料；
[0009]步骤三:将摩擦材料混合料装入预热升温至80?90 °C的模具中，将模具在130?135°C的温度下，5?7MPa的压力下进行一次热压处理，泄压后在160?170°C的温度下，5?7MPa的压力下进行二次热压处理，最后经过退火得到以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料。
[0010]进一步地，步骤一中所述的陶瓷抛光废料为陶瓷在抛光过程中产生的粒径为20 μ m?500 μ m的颗粒状混合物。
[0011]进一步地，步骤二中所述的短切碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维，其长度为0.6mm?1.5mm ο
[0012]进一步地，步骤二中所述的酚醛树脂为腰果壳改性酚醛树脂或丁腈橡胶改性酚醛树脂。
[0013]进一步地，步骤二中所述的摩擦性能调节剂为石墨、二硫化钼、蒙脱石、蛭石粉、云母、氧化铝、碳酸钙、石英粉或硫酸钡中的一种或几种任意质量比的混合物。
[0014]进一步地，步骤三中一次热压处理的时间为10?20min。
[0015]进一步地，步骤三中二次热压处理包括10?12次热压泄压处理，每次热压的时间为3?5min。
[0016]进一步地，步骤三中退火的方法为:将二次热压处理后得到的毛坯于90?100°C下放置22?26小时。
[0017]—种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤:
[0018]步骤一:将陶瓷在抛光过程中产生的粒径为20 μπι?500 μm的颗粒状混合物于行星式球磨机中球磨2h，然后过200目筛，以质量分数计，将63.7%的过筛后的废料颗粒和36.3%的长度为0.6mm?1.5mm规格的聚丙稀腈基碳纤维加入娃烧偶联剂水溶液中，充分混合后滤出、干燥，得到预处理混合料；
[0019]步骤二:以质量份数计，将23份的预处理混合料、59份的酚醛树脂、18份的摩擦性能调节剂投入摇摆式高速混料机中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，丁腈橡胶改性酚醛树脂；摩擦性能调节剂为氧化铝；
[0020]步骤三:将摩擦材料混合料装入预热升温至90°C的模具中，合模后将模具在135°C的温度下，7MPa的压力下进行一次热压处理15min，泄压后在170°C温度下、7MPa的压力下进行二次热压处理，二次热压处理包括12次热压泄压处理，每次热压的时间为5min，最后将二次热压处理后得到的毛坯于100°C下放置24小时即得到以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料。
[0021]—种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料，由以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料的制备方法制得。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0023]本发明提出一种利用工业废料制备摩擦材料的方案，采用较难以有效利用的陶瓷抛光废料为部分原料。本发明中采用的陶瓷抛光废料为陶瓷砖深加工抛光工艺中产生的粉末状废料，将其添加到树脂基合成摩擦材料，可改进树脂基合成摩擦学性能，又能有效缓解陶瓷抛光废料应用处理难的问题，并且降低了生产成本。按照本发明制备方法，可充分利用陶瓷抛光废料硬度大、粒径适宜的特点，并经过偶联剂改性，增强其与树脂的结合性能后，通过颗粒增强力学性能和固体颗粒中间层润滑的机理机制，达到增强摩擦材料摩擦学性能的目的。从而制得的摩擦材料摩擦性能稳定、耐磨、耐腐蚀、相对密度小、比强度高。
【附图说明】
[0024]图1为实施例2所制备的摩擦材料的SEM图；
[0025]图2为实施例2所制备摩擦材料的摩擦系数随测试速率的变化图。
【具体实施方式】
[0026]下面对本发明的实施方式做进一步详细描述:
[0027]—种以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料的制备方法，包括以下步骤:
[0028]步骤一:将陶瓷在抛光过程中产生的粒径为20 μ m?500 μ m的颗粒状混合物于行星式球磨机中球磨2?3h，然后过200目筛，以质量分数计，将54.7%?63.7%的过筛后的废料颗粒和36.3%?45.3%的长度为0.6mm?1.5mm的聚丙烯腈基碳纤维加入硅烷偶联剂水溶液中，充分混合后滤出、干燥，得到预处理混合料；
[0029]步骤二:以质量份数计，将20?26份的预处理混合料、56?64份的酚醛树脂、16?26份的摩擦性能调节剂投入摇摆式高速混料机中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛树脂为腰果壳改性酚醛树脂或丁腈橡胶改性酚醛树脂；摩擦性能调节剂为石墨、二硫化钼、蒙脱石、蛭石粉、云母、氧化铝、碳酸钙、石英粉或硫酸钡中的一种或几种任意质量比的混合物；
[0030]步骤三:将摩擦材料混合料装入预热升温至80?90°C的模具中，合模后将模具在130?135°C的温度下，5?7MPa的压力下进行一次热压处理15min，泄压后在160?170°C的温度下，5?7MPa的压力下进行二次热压处理，二次热压处理包括10?12次热压泄压处理，每次热压的时间为3?5min，最后将二次热压处理后得到的毛坯于90?100°C下放置22?26小时即得到以陶瓷抛光废料为填料的树脂基摩擦材料。
[0031]下面结合实施例对本发明做进一步详细描述:
[0032]实施例1
[0033]步骤一:将陶瓷在抛光过程中产生的粒径为20 μπι?500 μm的颗粒状混合物于行星式球磨机中球磨2h，然后过200目筛，以质量分数计，将54.7%的过筛后的废料颗粒和45.3%的长度为0.6mm?1.5mm规格的聚丙稀腈基碳纤维加入娃烧偶联剂水溶液中，充分混合后滤出、干燥，得到预处理混合料；
[0034]步骤二:以质量份数计，将20份的预处理混合料、60份的酚醛树脂、20份的摩擦性能调节剂投入摇摆式高速混料机中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛树脂为腰果壳改性酚醛树脂；摩擦性能