一種以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及樹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脂基摩擦材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]社會經濟及陶瓷工業(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?zhí)枮镃N201410341102的中國專利“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骨料應用到道路鋪筑材料中，達到較好的環(huán)境效益；(2)申請?zhí)枮镃N201210221709.5的中國專利“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重新粉碎處理后應用于加氣空心磚的生產中的方法；(3)專利申請?zhí)枮镃N201010504967.5的中國專利“一種用陶瓷廢料生產的加氣混凝土砌塊及其制造方法”，將陶瓷拋光廢料經分選、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。盡管上述方法對陶瓷廢料都有較好的處理，但大都以陶瓷塊體材料為對象，對于陶瓷深加工產生的拋光磨肩廢料，目前為止還沒有較好的處理方法。
[0003]樹脂基合成摩擦材料主要由樹脂基體、纖維增強相、填料、摩擦性能調節(jié)劑等四部分組成。通過添加填料進行顆粒增強，是改性摩擦材料的重要的方法。對于顆粒增強改性樹脂基復合摩擦材料的研究很多，在文獻“蒙脫土插層改性酚醛樹脂復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脂基復合材料并研究了其摩擦磨損性能，明顯提高了復合材料的耐熱性能。王占紅等“粉煤灰增強樹脂基摩擦材料磨肩形貌”中通過干法熱呀工藝制備了粉煤灰增強樹脂基摩擦材料，并測試了其摩擦磨損性能，結果表明，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?shù)念w粒增強摩擦材料可有效的改善材料的摩擦學性能。

【發(fā)明內容】

[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脂基摩擦材料及其制備方法，以克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明可改進樹脂基合成摩擦學性能，又能有效緩解陶瓷拋光廢料應用處理難的問題，利用本發(fā)明方法制備的樹脂基摩擦材料摩擦性能穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕、相對密度小、比強度高。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹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200目篩，以質量分數(shù)計，將54.7%?63.7%的過篩后的廢料顆粒和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，得到預處理混合料；
[0008]步驟二:以質量份數(shù)計，將20?26份的預處理混合料、56?64份的酚醛樹脂、16?26份的摩擦性能調節(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的壓力下進行二次熱壓處理，最后經過退火得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料。
[0010]進一步地，步驟一中所述的陶瓷拋光廢料為陶瓷在拋光過程中產生的粒徑為20 μ m?500 μ m的顆粒狀混合物。
[0011]進一步地，步驟二中所述的短切碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其長度為0.6mm?1.5mm ο
[0012]進一步地，步驟二中所述的酚醛樹脂為腰果殼改性酚醛樹脂或丁腈橡膠改性酚醛樹脂。
[0013]進一步地，步驟二中所述的摩擦性能調節(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量比的混合物。
[0014]進一步地，步驟三中一次熱壓處理的時間為10?20min。
[0015]進一步地，步驟三中二次熱壓處理包括10?12次熱壓泄壓處理，每次熱壓的時間為3?5min。
[0016]進一步地，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。
[0017]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0018]步驟一:將陶瓷在拋光過程中產生的粒徑為20 μπι?500 μm的顆粒狀混合物于行星式球磨機中球磨2h，然后過200目篩，以質量分數(shù)計，將63.7%的過篩后的廢料顆粒和36.3%的長度為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，得到預處理混合料；
[0019]步驟二:以質量份數(shù)計，將23份的預處理混合料、59份的酚醛樹脂、18份的摩擦性能調節(jié)劑投入搖擺式高速混料機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脂；摩擦性能調節(jié)劑為氧化鋁；
[0020]步驟三:將摩擦材料混合料裝入預熱升溫至90°C的模具中，合模后將模具在135°C的溫度下，7MPa的壓力下進行一次熱壓處理15min，泄壓后在170°C溫度下、7MPa的壓力下進行二次熱壓處理，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小時即得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料。
[0021]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料，由以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料的制備方法制得。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
[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生的粉末狀廢料，將其添加到樹脂基合成摩擦材料，可改進樹脂基合成摩擦學性能，又能有效緩解陶瓷拋光廢料應用處理難的問題，并且降低了生產成本。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，并經過偶聯(lián)劑改性，增強其與樹脂的結合性能后，通過顆粒增強力學性能和固體顆粒中間層潤滑的機理機制，達到增強摩擦材料摩擦學性能的目的。從而制得的摩擦材料摩擦性能穩(wěn)定、耐磨、耐腐蝕、相對密度小、比強度高。
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例2所制備的摩擦材料的SEM圖；
[0025]圖2為實施例2所制備摩擦材料的摩擦系數(shù)隨測試速率的變化圖。
【具體實施方式】
[0026]下面對本發(fā)明的實施方式做進一步詳細描述:
[0027]—種以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟一:將陶瓷在拋光過程中產生的粒徑為20 μ m?500 μ m的顆粒狀混合物于行星式球磨機中球磨2?3h，然后過200目篩，以質量分數(shù)計，將54.7%?63.7%的過篩后的廢料顆粒和36.3%?45.3%的長度為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，得到預處理混合料；
[0029]步驟二:以質量份數(shù)計，將20?26份的預處理混合料、56?64份的酚醛樹脂、16?26份的摩擦性能調節(jié)劑投入搖擺式高速混料機中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛樹脂為腰果殼改性酚醛樹脂或丁腈橡膠改性酚醛樹脂；摩擦性能調節(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量比的混合物；
[0030]步驟三:將摩擦材料混合料裝入預熱升溫至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小時即得到以陶瓷拋光廢料為填料的樹脂基摩擦材料。
[0031]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0032]實施例1
[0033]步驟一:將陶瓷在拋光過程中產生的粒徑為20 μπι?500 μm的顆粒狀混合物于行星式球磨機中球磨2h，然后過200目篩，以質量分數(shù)計，將54.7%的過篩后的廢料顆粒和45.3%的長度為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，得到預處理混合料；
[0034]步驟二:以質量份數(shù)計，將20份的預處理混合料、60份的酚醛樹脂、20份的摩擦性能調節(jié)劑投入搖擺式高速混料機中充分混合得到摩擦材料混合料，其中，酚醛樹脂為腰果殼改性酚醛樹脂；摩擦性能