专利名称：高硅铁尾矿树脂基摩擦材料的制作方法
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°C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Si02、Fe203和少量的Ca0、Al203、Mg0。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 3O %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. 30 μ m至4. 00 μ m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°C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°C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°C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。
具体实施例方式实施例1以中位径为12.21μπι，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°C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 X 10_7cm7 (N · m)。实施例2以中位径为5. 23 μ m，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°C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. 55X IO-7Cm3/(N · m)。实施例3以中位径为4.02 μ m，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°C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. 45X IO-7Cm3/(N · m)。实施例4以中位径为4.70 μ m，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°C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 X IO-7Cm3/ (N · m)。实施例5以中位径为4. 70 μ m,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°C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. 45X IO-7Cm3/(N · m)。
实施例6以中位径为4. 70 μ m,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°C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. 39X IO-7Cm3/(N · m)。实施例7以中位径为4.70 μ m，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°C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. 35X IO-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°C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 X l(T7cm7 (N · m)。
权利要求
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％。
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，所述高硅铁尾矿 中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%。
3.根据权利要求1或2所述的高硅铁尾矿树脂基摩擦材料，其特征在于，所述高硅铁尾 矿中位径为12. 30 μ m至4. 00 μ m。
4.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。
5.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。
全文摘要
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。
文档编号C08L61/14GK101818046SQ20091019944
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者侯贵华, 王占红 申请人:盐城工学院