[发明专利]一种载重货车合成闸瓦用摩擦体组合物及其制备的载重货车合成闸瓦

说明书

本发明提供一种合成闸瓦用摩擦体组合物及其制备方法。所述合成闸瓦用摩擦体组合物按重量份计包括如下组分：三元乙丙橡胶100、氧化锌4‑6、硬脂酸1.5‑2.5、4,4'‑二硫代二吗啉(DTDM)2.0‑3.0、空心陶瓷微球190‑210、双季戊四醇20‑40和水滑石30‑70。本发明还提供该合成闸瓦用摩擦体组合物制备的摩擦体及含有该摩擦体的合成闸瓦。经实际测试，本发明提供的合成闸瓦性能优异，其在载重货车上的寿命达到16万公里以上，125km/h和35km/h制动初速度下的摩擦系数比值小于1.13。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种载重货车合成闸瓦用摩擦体组合物及其制备的载重货车合成闸瓦。

背景技术

闸瓦是轨道车辆制动的主要零件；制动时，闸瓦抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动。目前轨道车辆所用的闸瓦大多数都是由瓦背和摩擦体组成的合成闸瓦，其中摩擦体又由粘结材料、增强材料和摩擦材料构成。不同的轨道车辆，要求摩擦体具有相应的性能。

如公开号CN102401052A(公开日2012年4月4日)的中国发明专利申请公开了一种专门用于大功率XHN5机车的高摩合成闸瓦及其制备方法和应用；用于摩擦体的组合物的组成为(重量份)：酚醛树脂15～16，丁腈橡胶8～9，铁粉15～17，海泡石纤维10～13，硫酸钡13～20，钾长石14～17，硅灰石6～8，石墨6～8，氧化铝1～2；优选的，所述重量份数组成为：酚醛树脂15～16，丁腈橡胶8～9，铁粉15～16，海泡石纤维10～11，硫酸钡19～20，钾长石16～17，硅灰石6～7，石墨6～7，氧化铝1～2。公开号CN102643511A(公开日2012年8月22日)的中国发明专利申请公开了货车用的高摩合成闸瓦及其制备方法；其中，摩擦体的原料组成为酚醛树脂3-5份、丁腈橡胶1.5-3.5份、石墨1.5-3.5份、还原铁粉3.5-5.5份、钢纤维4.5-6.5份、硅灰石1.5-3.5份、海泡石2.5-4.5份、钾长石3.5-5.5份、氧化铝0.05-0.20份、硫磺0.15-0.40份和促进剂0.05-0.20份。公开号CN104725681A(公开日2015年6月24日)的中国发明专利申请公开了一种用于地铁合成闸瓦的摩擦体组合物，原料包括如下重量份的组分：丁腈橡胶3-7份，顺丁橡胶10-14份，酚醛树脂2-8份，石墨25-29份，玄武岩纤维21-25份，铝矾土20-26份，蛭石1-5份，氧化锌0.4-0.9份，硬脂酸0.1-0.6份，硫磺0.3-0.7份，促进剂0.3-0.7份；且丁腈橡胶、顺丁橡胶和酚醛树脂的总重量份不少于19重量份。

这些用于合成闸瓦摩擦体的组合物中都使用了硫黄-CZ(促进剂)硫化体系，导致摩擦体耐热性差、磨耗差；且粘合剂采用了丁腈橡胶和酚醛树脂，使摩擦体高速制动与低速制动下摩擦系数波动大，表现为高速(125km/h)制动初速度下摩擦系数/低速(35km/h)制动初速度下摩擦系数比值在1.15以上。

随着我国铁路的发展，重载运输发展迅速。除了改造和新建专用货运重载铁路外，随着“四纵四横”客运专线逐步建成，既有的客货混运铁路将逐步改造为重载铁路、以货运为主。按照2017年发布的《重载铁路设计规范》，重载铁路是指满足牵引质量8000t及以上、轴重为270kN及以上、在至少150km线路区段上年运量大于40Mt三项条件中两项的铁路。公开号CN102643511A披露的货车用的高摩合成闸瓦在普通货运列车上的运行里程可以达到20万公里以上，是按磨耗速率推算的预计寿命。但是重载条件下，闸瓦摩擦体因为摩擦生热大，磨耗会显著加快，寿命将急剧缩短。实际情况是，目前我国重载货车上配置的高摩合成闸瓦，平均使用寿命4-5个月，运行里程仅9-10万公里左右。而铁路货车修程修制改革的要求是延长各个配件的检修周期。显然，目前重载货车采用的合成闸瓦无法满足上述要求。这就造成在规定的大修期间内不得不增加一次货车返厂，以更换闸瓦。

发明内容