一种用于陶瓷摩擦材料原料混合过程的添加剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷摩擦材料用添加剂技术领域，尤其是一种用于陶瓷摩擦材料原料 混合过程的添加剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷摩擦材料由于其自身的优异特性而在制动领域得到了较大范围和较大层面 的应用，进而使得制动领域中，传统的纯金属制制动器件容易腐蚀、打滑和摩擦性能较差的 缺陷得到解决，并且使得摩擦材料的使用寿命得到了延长；但是，随着陶瓷摩擦材料的不断 发展，陶瓷摩擦材料的配比、配方上面进行陶瓷摩擦材料摩擦性能，如动静摩擦系数比、磨 损率、热稳定性等的改善已经成为了较为困难的难题，进而使得大多数陶瓷摩擦材料的动 静摩擦系数维持在85-91 %之间，并且磨损率随着温度的不断增高，其呈现出不断增高的趋 势，并且增高的幅度相对较大，即就是陶瓷摩擦材料的热稳定性较差，进而缩短了陶瓷摩擦 材料的使用寿命，并且由于现有的陶瓷摩擦材料的热稳定性较差，进而在低温环境下的韧 性较差，硬度较高，抗磨损率较强，进而造成陶瓷摩擦材料在制动过程中容易打滑，造成安 全隐患。
[0003] 基于此，本研究者摆脱传统的研究瓶颈，从陶瓷材料制备过程中，原料混合过程中 特殊反应基础，将原料混合过程中采用添加剂的方式来改性整个原料的特性，以此来改进 陶瓷摩擦材料的整体特性，提高陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比、降低磨损率，尤其是降低 随着温度的增高，磨损率磨损幅度增大的幅度，进而使得陶瓷摩擦材料的热稳定性得到了 增强和改善，为陶瓷摩擦材料制备技术领域提供了新思路。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种用于陶瓷摩擦材料原 料混合过程的添加剂及其制备方法。
[0005] 具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0006] -种用于陶瓷摩擦材料原料混合过程的添加剂，其原料成分以质量份计为陶瓷散 棉3-7份、碳纤维0. 3-0. 9份、钛酸钾纤维0. 1-0. 7份、地沟油1-3份、柴油3-7份、油漆1-3 份、煤粉1_7份，其中陶瓷散棉是将粘土熟料1〇 _20质量份、氧化错粉9-11质量份、娃石粉 5-9质量份、铬英砂1-3质量份在温度为300-500 °C处理20-30min后，再将其在电炉中熔融 处理后，将其采用甩丝机甩成纤维状的丝，再用集棉器集棉而获得。
[0007] 所述的原料成分以质量份计为陶瓷散棉5份、碳纤维0. 6份、钛酸钾纤维0. 4份、 地沟油2份、柴油5份、油漆2份、煤粉3份。
[0008] 所述的陶瓷散棉，其原料为粘土熟料15质量份、氧化铝粉10质量份、硅石粉7质 量份、络英砂2质量份。
[0009] 所述的陶瓷散棉，其制备方法是将粘土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂混合后，再 将采用300-500°C处理20-30min后，再采用超声波处理10-20s，再向其中加入占混合物料 1-3%的澄清石灰水，再将其送入电炉中，采用2000-4000°C的温度熔融处理，使得原料在电 炉中形成流体，再将该流体采用甩丝机控制环境真空度为0. 02-0.0 SMPa下甩成纤维丝状， 再采用集棉器进行集棉处理，即可获得。
[0010] 所述的超声波频率为300-3000HZ。
[0011] 本发明的目的二是提供一种用于陶瓷摩擦材料原料混合过程的添加剂的制备方 法，包括以下步骤：
[0012] (1)将陶瓷散棉采用地沟油浸泡处理，并在浸泡过程中，向其中加入三分之一的煤 粉，并调整温度为300-500°C，真空度为0. 02-0. 08MPa，采用超声波处理20-30min，超声波 频率为50-90HZ;
[0013] (2)将碳纤维柴油浸泡处理，并在浸泡过程中加入三分之一的煤粉，并调整温度为 50-70°C，真空度为0. 02-0.08MPa，采用超声波处理10-15min，超声波频率为120-150HZ;
[0014] (3)将钛酸钾纤维采用油漆浸泡处理，并在浸泡过程中，将剩余的煤粉加入其中， 并调整温度为140-160°C，真空度为0. 02-0. 08MPa，采用超声波处理20-40s，超声波频率为 500-800HZ；
[0015](4)将步骤1)、步骤2)、步骤3)处理好的物料加入混合槽中，并调整混合槽的温 度为600-900°C，搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理10-20s，再在10-20s内调整温度 为100-300°C，并采用超声波频率为1000-2000HZ处理10-20s，再在I-IOmin内调整温度为 40-70°C，并采用搅拌速度为100_300r/min搅拌处理，并向其中加入占混合物总量1-3%的 水，其中水的温度为5-10°C，搅拌处理3-5min后，获得添加剂。
[0016] 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
[0017] 通过将陶瓷散棉、碳纤维、钛酸钾纤维、地沟油、柴油、油漆、煤粉进行合理的配比 设计，进而使得制备的添加剂中，陶瓷散棉、碳纤维和钛酸钾纤维相互之间发生微观化学反 应，进而使得碳纤维、钛酸钾纤维、陶瓷散棉的韧性得到增强，表面活性得到改善，再结合后 续添加剂的制备工艺，使得添加剂中的物料分散均匀，处理程度较深，进而使得陶瓷散棉、 碳纤维、钛酸钾纤维的表面活性以及内部结构的韧性均得到了改善，进而确保将其加入到 陶瓷摩擦材料的原料混合过程，进而促进了陶瓷摩擦材料的原料之间发生相互的作用，进 而提高了陶瓷摩擦材料的韧性，硬度；改善了陶瓷摩擦材料的摩擦系数、磨损率，并且进一 步的防止了陶瓷摩擦材料易打滑的缺陷，提高了安全性。
[0018] 本发明经过实验设计，将上述制备的添加剂作为陶瓷摩擦材料原料混合过程中的 添加剂，按照专利号为CN201410431083的碳基陶瓷摩擦片的制备，进而对制备的碳基陶瓷 摩擦片与专利号为CN201410431083的碳基陶瓷摩擦片进行动静摩擦系数比对比，磨损率 对比以及制动100次打滑次数对比，其结果如表1所示（以下实验是在100-350°C之间每隔 50°C-个幅度递增的一个范围值：
[0019]表1
[0020]
[0021] 由上述的实验结果可以得出，通过添加本发明的添加剂后，得出来的摩擦片的动 静摩擦系数比至少提高了 4个百分点，磨损率降低至了 0. 05X 10 W/N. m，并且其打滑的 概率得到较大程度的降低，提高了制动片制动的安全性，同时也降低了制动片制动过程中 的磨损率，并且从磨损率变化的范围值来看，其从100-350°C之间的热稳定性较强，韧性较 优，抗摩擦性能较优，进而其使用寿命较长，提高了陶瓷摩擦材料的品质。
[0022] 并且，本发明在基于上述的添加剂制备过程中，还通过对陶瓷散棉的制备工艺以 及原料的配比进行合理的设计，进而使得制备的陶瓷散棉能够符合添加剂需求，提高了添 加剂的品质。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的 范围不仅局限于所作的描述。
[0024] 实施例1
[0025] -种用于陶瓷摩擦材料原料混合过程的添加剂，其原料成分以质量计为陶瓷散棉 3kg、碳纤维0. 3kg、钛酸钾纤维0. lkg、地沟油lkg、柴油3kg、油漆lkg、煤粉lkg，其中陶瓷 散棉是将粘土熟料10质量份、氧化错粉9质量份、娃石粉5质量份、络英砂1质量份在温度 为300°C处理20min后，再将其在电炉中熔融处理后，将其采用甩丝机甩成纤维状的丝，再 用集棉器集棉而获得。
[0026] 用于陶瓷摩擦材料原料混合过程的添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0027] (1)将陶瓷散棉采用地沟油浸泡处理，并在浸泡过程中，向其中加入三分之一的煤 粉，并调整温度为300°C，真空度为0. 02MPa，采用超声波处理20min，超声波频率为50Hz ;
[0028] (2)将碳纤维柴油浸泡处理，并在浸泡过程中加入三分之一的煤粉，并调整温度为 50°C，真空度为0. 02MPa，采用超声波处理lOmin，超声波频率为120Hz ;
[0029] (3)将钛酸钾纤维采用油漆浸泡处理，并在浸泡过程中，将剩余的煤粉加入其中， 并调整温度为140°C，真空度为0. 02MPa，采用超声波处理20s，超声波频率为500Hz ;
[0030] (4)将步骤1)、步骤2)、步骤3)处理好的物料加入混合槽中，并调整混合槽的温度 为600°C，搅拌速度为lOOOr/min搅拌处理10s，再在IOs内调整温度为100°C，并采用超声 波频率为1000Hz处理10s，再在Imin内调整温度为40°C，并采用搅拌速度为lOOr/min搅 拌处理，并向其中加入占混合物总量1 %的水，其中水的