一种高速铁路用微孔型复合闸片及其制造方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102604324 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 0 4 3 2 4 A *CN102604324A* (21)申请号 201110021401.1 (22)申请日 2011.01.19 C08L 61/14(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/06(2006.01) C08K 3/30(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) F16D 69/02(2006.01) B29C 43/58(2006.01) B29C 67/04(2006.0

2、1) (71)申请人上海壬丰复合材料有限公司 地址 201205 上海市浦东新区川沙镇黄楼鱼 塘路88号 (72)发明人张定权 (74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限 公司 31225 代理人林君如 (54) 发明名称 一种高速铁路用微孔型复合闸片及其制造方 法 (57) 摘要 本发明涉及一种高速铁路用微孔型复合闸片 及其制造方法，原料包括以下组分及重量百分比 含量：改性树脂10-15、摩擦性能调节剂8-15、沉 淀硫酸钡20-40、石墨25-35、芳纶浆粕0.5-5、短 切碳纤维10-20、氧化锌1-15，将上述原料加入到 高速犁耙式混料机中混合，然后将得到的混合物 料置于成型模具中成

3、型后烧结，即得到微孔型复 合闸片。与现有技术相比，本发明解决了国产动车 组闸片因为高速制动的热载荷而导致的裂纹、热 斑、黑烟及金属镶嵌等影响行车安全的问题，对对 偶材料具有一定的保护作用，且生产周期短，生产 效率高。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 1/1页 2 1.一种高速铁路用微孔型复合闸片，其特征在于，该闸片的原料包括以下组分及重量 百分比含量： 改性树脂 10-15； 摩擦性能调节剂 8-15； 沉淀硫酸钡 20-40； 石墨 25-35； 芳纶浆粕 0.5-5； 短切碳

4、纤维 10-20； 氧化锌 1-15。 2.根据权利要求1所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片，其特征在于，所述的闸片 的原料优选以下组分及重量百分比含量：改性树脂11-13；摩擦性能调节剂8-12；沉淀硫酸 钡25-30；石墨27-30；芳纶浆粕1-1.5；短切碳纤维10-15；氧化锌5-12。 3.根据权利要求1所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片，其特征在于，所述的改性 树脂选自包括环氧改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂或聚酰亚 胺改性酚醛树脂。 4.根据权利要求1所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片，其特征在于，所述的摩擦 性能调节剂包括但不限于硫化剂PDM、硒、碲、有机

5、膨润土、高岭土或凹凸棒土。 5.一种如权利要求1所述的高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于，该 方法包括以下步骤： (1)按照以下组分及重量百分比含量备料： 改性树脂 10-15、 摩擦性能调节剂 8-15、 沉淀硫酸钡 20-40、 石墨 25-35、 芳纶浆粕 0.5-5、 短切碳纤维 10-20、 氧化锌 1-15； (2)将上述原料按配方比例加入到高速犁耙式混料机中混合，控制混合时间为 2-10min，然后将得到的混合物料置于成型模具中，控制成型温度为室温-100，成型压 力为100-500kg/cm 2 进行压制300-500s，再将成型的闸片在高温下烧结，控制烧结温度为

6、100-250，烧结时间为10-16h，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 6.根据权利要求5所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于， 所述的成型温度优选50-80。 7.根据权利要求5所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于， 所述的成型压力优选250-270kg/cm 2 。 8.根据权利要求5所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于， 所述的烧结温度优选160-180。 9.根据权利要求5所述的一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于， 所述的烧结时间优选12-14h。 权 利 要 求 书CN 102604324 A 1/4页 3 一

7、种高速铁路用微孔型复合闸片及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种复合闸片及其制造方法，尤其是涉及一种高速铁路用微孔型复合 闸片及其制造方法。 背景技术 0002 高速列车即动车组的绝大多数零部件依赖进口，尤其是作为既是安全件又是易损 件的制动材料完全依赖进口。虽然250km/h以下的动车组闸片国内生产厂家已通过台架试 验，正在进行装车试验；但300km/h以上动车组闸片目前是空白，完全依赖进口。目前存在 的主要问题是整个制动摩擦副(制动盘和制动闸片)承受热载荷的冲击能力太差，即使闸 片能承受高速制动的热载荷冲击，但是制动盘也会因为载荷过大而出现热裂纹等影响行车 安全的致命伤害。 00

8、03 世界各国都加大投入提高摩擦副的承载能力，而且基本上都以提高摩擦副的耐热 性能为主。现在的CRH2动车组(日本技术)采用粉末冶金闸片，制动盘采用锻钢材料，但 在实际使用中制动盘产生热斑和裂纹，效果不好。因此，德国、法国和日本都在开发铝基复 合材料制动盘、陶瓷制动盘和闸片以及C/C复合材料制动盘和闸片，以及对制动盘表面进 行喷涂陶瓷材料等。但是，由于技术的不成熟、生产周期太长(如C/C复合材料的生产周期 长达3个月)以及价格昂贵都没有实现商品化。我国从事闸片研发的两家企业分别采用粉 末冶金闸片和陶瓷闸片，但由于材料太硬，闪点温度过高，导致制动盘产生热裂纹，因此，效 果不甚理想。因此，如何解决

9、这一矛盾长期困扰着业界同仁。 发明内容 0004 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产周期短，生 产效率高、提高了高速列车的安全性能的高速铁路用微孔型复合闸片及其制造方法。 0005 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 0006 一种高速铁路用微孔型复合闸片，其特征在于，该闸片的原料包括以下组分及重 量百分比含量： 0007 改性树脂 10-15； 0008 摩擦性能调节剂 8-15； 0009 沉淀硫酸钡 20-40； 0010 石墨 25-35； 0011 芳纶浆粕 0.5-5； 0012 短切碳纤维 10-20； 0013 氧化锌 1-15。 0014 所述

10、的闸片的原料优选以下组分及重量百分比含量：改性树脂11-13；摩擦性能 调节剂8-12；沉淀硫酸钡25-30；石墨27-30；芳纶浆粕1-1.5；短切碳纤维10-15；氧化锌 5-12。 说 明 书CN 102604324 A 2/4页 4 0015 所述的改性树脂选自包括环氧改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、腰果壳油改 性酚醛树脂或聚酰亚胺改性酚醛树脂。 0016 所述的摩擦性能调节剂包括但不限于硫化剂PDM、硒、碲、有机膨润土、高岭土或凹 凸棒土。 0017 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤： 0018 (1)按照以下组分及重量百分比含量备料： 00

11、19 改性树脂 10-15、 0020 摩擦性能调节剂 8-15、 0021 沉淀硫酸钡 20-40、 0022 石墨 25-35、 0023 芳纶浆粕 0.5-5、 0024 短切碳纤维 10-20、 0025 氧化锌 1-15； 0026 (2)将上述原料按配方比例加入到高速犁耙式混料机中混合，控制混合时间为 2-10min，然后将得到的混合物料置于成型模具中，控制成型温度为室温-100，成型压 力为100-500kg/cm 2 进行压制300-500s，再将成型的闸片在高温下烧结，控制烧结温度为 100-250，烧结时间为10-16h，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 0027 所述的成型温

12、度优选50-80。 0028 所述的成型压力优选250-270kg/cm 2 。 0029 所述的烧结温度优选160-180。 0030 所述的烧结时间优选12-14h。 0031 与现有技术相比，本发明解决了国产动车组闸片因为高速制动的热载荷而导致的 裂纹、热斑、黑烟及金属镶嵌等影响行车安全的问题，对对偶材料具有一定的保护作用，且 生产周期短，生产效率高，采用本发明制成的摩擦片材料，具有15-25的孔隙率，孔径在 0.25m，散热效果好，摩擦面温度可大幅度下降，250km/h初速度下紧急制动，盘面温度 仅为243，且在使用过程中，噪声更低，甚至没有，对对偶材料保护良好，表面无金属镶嵌 物和龟

13、裂产生。 具体实施方式 0032 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 0033 实施例1 0034 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，包括以下步骤： 0035 (1)原料的配制： 0036 组分 重量百分比 0037 聚酰亚胺改性树脂 10 0038 摩擦性能调节剂 12 0039 沉淀硫酸钡 20 0040 石墨 25 说 明 书CN 102604324 A 3/4页 5 0041 芳纶浆粕 1 0042 短切碳纤维 20 0043 氧化锌 12， 0044 其中摩擦性能调节剂为硫化剂PDM。 0045 (2)制备： 0046 将上述原料按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混

14、合，混合时间3min，在 50下将物料在成型模具中以250kg/cm2的压力反应400秒。然后将成型的闸片在高温下 烧结。烧结温度为160，烧结时间16小时，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 0047 实施例2 0048 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，包括以下步骤： 0049 (1)原料的配制： 0050 组分 重量百分比 0051 有机硅改性树脂 13 0052 摩擦性能调节剂 15 0053 沉淀硫酸钡 25 0054 石墨 27 0055 芳纶浆粕 1.5 0056 短切碳纤维 15 0057 氧化锌 3.5， 0058 其中摩擦性能调节剂为有机膨润土。 0059 (2)制备： 0

15、060 将上述原料按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间4min，在 80下将物料在成型模具中以270kg/cm2的压力反应400秒。然后将成型的闸片在高温下 烧结。烧结温度为200，烧结时间16小时，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 0061 实施例3 0062 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，包括以下步骤： 0063 (1)原料的配制： 0064 组分 重量百分比 0065 腰果壳油改性树脂 15 0066 摩擦性能调节剂 8 0067 沉淀硫酸钡 30 0068 石墨 30 0069 芳纶浆粕 2 0070 短切碳纤维 10 0071 氧化锌 5， 0072 其中摩擦

16、性能调节剂为高岭土。 0073 (2)制备： 0074 将上述原料按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间5min，在 室温100下将物料在成型模具中以350kg/cm2的压力反应400秒。然后将成型的闸片 说 明 书CN 102604324 A 4/4页 6 在高温下烧结。烧结温度为160，烧结时间12小时，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 0075 实施例4 0076 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，包括以下步骤： 0077 (1)原料的配制： 0078 组分 重量百分比 0079 聚酰亚胺改性树脂 11 0080 摩擦性能调节剂 8 0081 沉淀硫酸钡 40 0082

17、 石墨 25 0083 芳纶浆粕 5 0084 短切碳纤维 10 0085 氧化锌 1， 0086 其中摩擦性能调节剂为凹凸棒土。 0087 (2)制备： 0088 将上述原料按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间2min，在 100下将物料在成型模具中以500kg/cm2的压力反应300秒。然后将成型的闸片在高温 下烧结。烧结温度为100，烧结时间14小时，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 0089 实施例5 0090 一种高速铁路用微孔型复合闸片的制造方法，包括以下步骤： 0091 (1)原料的配制： 0092 组分 重量百分比 0093 环氧改性酚醛树脂 10.5 0094 摩擦性能调节剂 8 0095 沉淀硫酸钡 20 0096 石墨 35 0097 芳纶浆粕 0.5 0098 短切碳纤维 11 0099 氧化锌 12， 0100 其中摩擦性能调节剂为金属硒。 0101 (2)制备： 0102 将上述原料按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间10min， 在室温下将物料在成型模具中以100kg/cm2的压力反应500秒。然后将成型的闸片在高温 下烧结。烧结温度为250，烧结时间10小时，即可得到微孔型高孔隙率闸片。 说 明 书CN 102604324 A