一種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及樹(shù)脂基摩擦材料的制備方法，具體涉及一種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]社會(huì)經(jīng)濟(jì)及陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢料日益增多，它不僅對(duì)城市環(huán)境造成巨大壓力，而且還限制了陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，所以陶瓷工業(yè)廢料的處理與利用非常重要。目前陶瓷廢料分類主要有，坯體廢料，廢釉料，燒成廢料和拋光廢料等。各種廢料的處理途徑，大致分為以下幾種:(1)用于道路鋪筑材料的制備。在申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410341102的中國(guó)專利“一種利用陶瓷廢料的道路鋪筑材料及其制備方法”中，將陶瓷坯體廢料作為粗細(xì)骨料應(yīng)用到道路鋪筑材料中，達(dá)到較好的環(huán)境效益；(2)申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210221709.5的中國(guó)專利“一種利用陶瓷廢料制備加氣空心磚的方法”，提供了一種將陶瓷塊體廢料經(jīng)重新粉碎處理后應(yīng)用于加氣空心磚的生產(chǎn)中的方法；(3)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010504967.5的中國(guó)專利“一種用陶瓷廢料生產(chǎn)的加氣混凝土砌塊及其制造方法”，將陶瓷拋光廢料經(jīng)分選、破碎、磁選、在干燥等步驟后所得的粉料作為部分原料制備了加氣混凝土砌塊，可達(dá)到較好的效果；(4)填埋法等其他陶瓷廢料的處理方式。上述列舉了多種陶瓷廢料的處理方式。盡管上述方法對(duì)陶瓷廢料都有較好的處理，但大都以陶瓷塊體材料為對(duì)象，對(duì)于陶瓷深加工產(chǎn)生的拋光磨肩廢料，目前為止還沒(méi)有較好的處理方法。
[0003]樹(shù)脂基合成摩擦材料主要由樹(shù)脂基體、纖維增強(qiáng)相、填料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑等四部分組成。通過(guò)添加填料進(jìn)行顆粒增強(qiáng)，是改性摩擦材料的重要的方法。對(duì)于顆粒增強(qiáng)改性樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料的研究很多，在文獻(xiàn)“蒙脫土插層改性酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料及其摩擦磨損性能”中，許文等制備了蒙脫土改性的酚醛樹(shù)脂基復(fù)合材料并研究了其摩擦磨損性能，明顯提高了復(fù)合材料的耐熱性能。王占紅等“粉煤灰增強(qiáng)樹(shù)脂基摩擦材料磨肩形貌”中通過(guò)干法熱呀工藝制備了粉煤灰增強(qiáng)樹(shù)脂基摩擦材料，并測(cè)試了其摩擦磨損性能，結(jié)果表明，用粉煤灰作為填料添加到摩擦材料中提高并穩(wěn)定了其摩擦系數(shù)，降低了磨損率。綜上，適當(dāng)?shù)念w粒增強(qiáng)摩擦材料可有效的改善材料的摩擦學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料及其制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明可改進(jìn)樹(shù)脂基合成摩擦學(xué)性能，又能有效緩解陶瓷拋光廢料應(yīng)用處理難的問(wèn)題，利用本發(fā)明方法制備的樹(shù)脂基摩擦材料摩擦性能穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕、相對(duì)密度小、比強(qiáng)度高。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將陶瓷拋光廢料球磨2?3h，然后過(guò)200目篩，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，將54.7%?63.7%的過(guò)篩后的廢料顆粒和36.3%?45.3%的短切碳纖維加入硅烷偶聯(lián)劑水溶液中，充分混合后濾出、干燥，得到預(yù)處理混合料；
[0008]步驟二:以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將20?26份的預(yù)處理混合料、56?64份的酚醛樹(shù)脂、16?26份的摩擦性能調(diào)節(jié)劑充分混合得到摩擦材料混合料；
[0009]步驟三:將摩擦材料混合料裝入預(yù)熱升溫至80?90 °C的模具中，將模具在130?135°C的溫度下，5?7MPa的壓力下進(jìn)行一次熱壓處理，泄壓后在160?170°C的溫度下，5?7MPa的壓力下進(jìn)行二次熱壓處理，最后經(jīng)過(guò)退火得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料。
[0010]進(jìn)一步地，步驟一中所述的陶瓷拋光廢料為陶瓷在拋光過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑為20 μ m?500 μ m的顆粒狀混合物。
[0011]進(jìn)一步地，步驟二中所述的短切碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其長(zhǎng)度為0.6mm?1.5mm ο
[0012]進(jìn)一步地，步驟二中所述的酚醛樹(shù)脂為腰果殼改性酚醛樹(shù)脂或丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂。
[0013]進(jìn)一步地，步驟二中所述的摩擦性能調(diào)節(jié)劑為石墨、二硫化鉬、蒙脫石、蛭石粉、云母、氧化鋁、碳酸鈣、石英粉或硫酸鋇中的一種或幾種任意質(zhì)量比的混合物。
[0014]進(jìn)一步地，步驟三中一次熱壓處理的時(shí)間為10?20min。
[0015]進(jìn)一步地，步驟三中二次熱壓處理包括10?12次熱壓泄壓處理，每次熱壓的時(shí)間為3?5min。
[0016]進(jìn)一步地，步驟三中退火的方法為:將二次熱壓處理后得到的毛坯于90?100°C下放置22?26小時(shí)。
[0017]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0018]步驟一:將陶瓷在拋光過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑為20 μπι?500 μm的顆粒狀混合物于行星式球磨機(jī)中球磨2h，然后過(guò)200目篩，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，將63.7%的過(guò)篩后的廢料顆粒和36.3%的長(zhǎng)度為0.6mm?1.5mm規(guī)格的聚丙稀腈基碳纖維加入娃燒偶聯(lián)劑水溶液中，充分混合后濾出、干燥，得到預(yù)處理混合料；
[0019]步驟二:以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將23份的預(yù)處理混合料、59份的酚醛樹(shù)脂、18份的摩擦性能調(diào)節(jié)劑投入搖擺式高速混料機(jī)中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂；摩擦性能調(diào)節(jié)劑為氧化鋁；
[0020]步驟三:將摩擦材料混合料裝入預(yù)熱升溫至90°C的模具中，合模后將模具在135°C的溫度下，7MPa的壓力下進(jìn)行一次熱壓處理15min，泄壓后在170°C溫度下、7MPa的壓力下進(jìn)行二次熱壓處理，二次熱壓處理包括12次熱壓泄壓處理，每次熱壓的時(shí)間為5min，最后將二次熱壓處理后得到的毛坯于100°C下放置24小時(shí)即得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料。
[0021]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料，由以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料的制備方法制得。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0023]本發(fā)明提出一種利用工業(yè)廢料制備摩擦材料的方案，采用較難以有效利用的陶瓷拋光廢料為部分原料。本發(fā)明中采用的陶瓷拋光廢料為陶瓷磚深加工拋光工藝中產(chǎn)生的粉末狀廢料，將其添加到樹(shù)脂基合成摩擦材料，可改進(jìn)樹(shù)脂基合成摩擦學(xué)性能，又能有效緩解陶瓷拋光廢料應(yīng)用處理難的問(wèn)題，并且降低了生產(chǎn)成本。按照本發(fā)明制備方法，可充分利用陶瓷拋光廢料硬度大、粒徑適宜的特點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑改性，增強(qiáng)其與樹(shù)脂的結(jié)合性能后，通過(guò)顆粒增強(qiáng)力學(xué)性能和固體顆粒中間層潤(rùn)滑的機(jī)理機(jī)制，達(dá)到增強(qiáng)摩擦材料摩擦學(xué)性能的目的。從而制得的摩擦材料摩擦性能穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕、相對(duì)密度小、比強(qiáng)度高。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為實(shí)施例2所制備的摩擦材料的SEM圖；
[0025]圖2為實(shí)施例2所制備摩擦材料的摩擦系數(shù)隨測(cè)試速率的變化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟一:將陶瓷在拋光過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑為20 μ m?500 μ m的顆粒狀混合物于行星式球磨機(jī)中球磨2?3h，然后過(guò)200目篩，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，將54.7%?63.7%的過(guò)篩后的廢料顆粒和36.3%?45.3%的長(zhǎng)度為0.6mm?1.5mm的聚丙烯腈基碳纖維加入硅烷偶聯(lián)劑水溶液中，充分混合后濾出、干燥，得到預(yù)處理混合料；
[0029]步驟二:以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將20?26份的預(yù)處理混合料、56?64份的酚醛樹(shù)脂、16?26份的摩擦性能調(diào)節(jié)劑投入搖擺式高速混料機(jī)中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛樹(shù)脂為腰果殼改性酚醛樹(shù)脂或丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂；摩擦性能調(diào)節(jié)劑為石墨、二硫化鉬、蒙脫石、蛭石粉、云母、氧化鋁、碳酸鈣、石英粉或硫酸鋇中的一種或幾種任意質(zhì)量比的混合物；
[0030]步驟三:將摩擦材料混合料裝入預(yù)熱升溫至80?90°C的模具中，合模后將模具在130?135°C的溫度下，5?7MPa的壓力下進(jìn)行一次熱壓處理15min，泄壓后在160?170°C的溫度下，5?7MPa的壓力下進(jìn)行二次熱壓處理，二次熱壓處理包括10?12次熱壓泄壓處理，每次熱壓的時(shí)間為3?5min，最后將二次熱壓處理后得到的毛坯于90?100°C下放置22?26小時(shí)即得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹(shù)脂基摩擦材料。
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0032]實(shí)施例1
[0033]步驟一:將陶瓷在拋光過(guò)程中產(chǎn)生的粒徑為20 μπι?500 μm的顆粒狀混合物于行星式球磨機(jī)中球磨2h，然后過(guò)200目篩，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，將54.7%的過(guò)篩后的廢料顆粒和45.3%的長(zhǎng)度為0.6mm?1.5mm規(guī)格的聚丙稀腈基碳纖維加入娃燒偶聯(lián)劑水溶液中，充分混合后濾出、干燥，得到預(yù)處理混合料；
[0034]步驟二:以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將20份的預(yù)處理混合料、60份的酚醛樹(shù)脂、20份的摩擦性能調(diào)節(jié)劑投入搖擺式高速混料機(jī)中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛樹(shù)脂為腰果殼改性酚醛樹(shù)脂；摩擦性能