[发明专利]一种生态环保有机复合材料制动闸片及其制备工艺

说明书

本发明提供一种生态环保动车组用有机复合材料制动闸片，其配方包括液态乙烯基橡胶、固态高乙烯基橡胶、耐高温丁苯橡胶、芳香族改性酚醛树脂、摩擦粉、低碳钢纤维、高碳铸铁颗粒、人造矿物纤维、硅灰石纤维、短切腈纶纤维、芳纶浆粕、木质纤维、氧化铝抛光粉、空心漂珠、硫酸钡、氢氧化钙及有机材料助剂。本发明所使用的有机复合材料制动闸片能有效降低动车组运营因更换制动闸片造成的维护成本支出，对铁路周边居民噪音影响小，同时因配方中不含有毒重金属元素，不会对土壤和水体因有毒金属离子富集造成污染等生态环保优势。

技术领域

本发明属于动车组制动领域，具体涉及一种生态环保的动车组用有机复合材料制动闸片及其制备工艺。

背景技术

截止2016年底，中国高速铁路的运营里程已经达到2.2万公里，占世界高速铁路运营总里程的60%多。国家发改委等部门出台的规划明确，到2025年中国高速铁路通车里程将达到3.8万公里，比现在差不多要翻一倍，形成“八纵八横”的高铁网。按照UIC 统计，截止2017年4月1日，境外共有23个国家和地区拥有动车组，总计2452标准列；中国的在役动车组已达到2742标准列，这样算的话我国的动车组保有量已经占到全世界的一半以上了。动车组制动装置利用制动闸片材料与配偶制动盘的摩擦力使车辆的动能转变为热能和其它形式的能量，从而使制动装置达到制动的效果；制动闸片属于易耗件，需定期强制更换。目前国内动车组除青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司（简称BST）生产制造CRH1A/B/E型车使用德国克诺尔有机复合材料制动闸片外，其它同速度等级车型广泛使用价值昂贵的铜基粉末冶金制动闸片。美国汽车行业协会、美国国家环境委员会、美国环保局等多家机构签署合作备忘录，联合发起“无铜刹车片”行动，以求降低汽车刹车片中的铜以及其他有害物质的使用量，减少对河流等水域的污染。该举措以期减少化学物质在道路、溪流、河流和湖泊中的含量，避免危害相关动植物。在动车组停车减速时摩擦磨屑会飘散于高速铁路沿线周边，粉末冶金制动闸片中的钨、铜、铬、镍等金属元素在自然界的作用下会转变为有毒、有害的重金属离子，最终进入土壤和水体中造成重金属离子富集、污染生态。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于：提供一种生态环保动车组用有机复合材料制动闸片及其制备工艺，其在满足动车组运营制动安全要求的前提条件下，有效降低动车组运营因更换制动闸片造成的维护成本支出，对铁路周边居民噪音影响小，同时因配方中不含有毒重金属元素，不会对土壤和水体因有毒金属离子富集造成污染等生态环保优势。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种生态环保动车组用有机复合材料制动闸片，其配方按照体积比例计算为：液态（3000mPa.s，25℃）乙烯基橡胶，3.8～7.5%；固态高乙烯基橡胶，20.2～25.5%；耐高温丁苯橡胶，5.7～9.6%；芳香族改性酚醛树脂，9.3～22.4%；-40目摩擦粉，3.6～7.2%；-40目低碳钢纤维，2.4～4.8%；-40目高碳铸铁颗粒，2.3～3.5%；-60目人造矿物纤维，2.7～8.5%；-80目硅灰石纤维，2.5～4.8%；短切腈纶纤维，1.5～2.5%；芳纶浆粕，1.2～2.0%；10～30目木质纤维，2.0～2.8%；-200目氧化铝抛光粉，1.4～2.7%；80～100目空心漂珠，3.6～8.0%；-200目硫酸钡，5.7～9.3%；-325目氢氧化钙，2.7～5.3%；有机材料助剂，1.0～2.0%。

本发明所述的生态环保动车组用有机复合材料制动闸片的制备方法，所涉及到的设备及配套包括：液压式切胶机、夹套水冷加压型密炼机、2MPa保压气泵站、片刀式破碎机等，工艺流程包括：物料准备，加压密炼，破碎冷却、模塑压制、热处理及摩擦面开刃磨平；其具体操作工艺如下：