[发明专利]一种钛酸钾镁及其制备方法以及摩擦材料

说明书

本发明公开了一种钛酸钾镁，具有分子式K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄表示的组成，钛酸钾镁在XRD图谱的2θ角度位置为11.2±0.3°和29.2±0.3°处具有特征衍射峰，2θ角度为29.2±0.3°的衍射峰的峰强大于2θ角度为11.2±0.3°的衍射峰的峰强。该钛酸钾镁具有取向生长的特点，具有丰富的页岩层状结构，不同于现有的钛酸钾镁，是一种新型的钛酸钾镁结构；且该钛酸钾镁加入到刹车片中，作为摩擦控制剂体，该刹车片显示出超低的磨损率，其对刹车盘的磨损率也极低，能有效的保护对偶盘，且该刹车片的摩擦系数在不同工况下体现出优异的稳定性，特别的高温状态下的衰退率小于10％。

技术领域

本发明涉及摩擦材料的技术领域，特别涉及一种钛酸钾镁及其制备方法以及摩擦材料。

背景技术

2016年全球电动汽车市场继续高歌猛进，增长率连续3年超过50％。继2015年增长超过70％后，2016年增长率可望继续过50％(前三季度增幅达53％)，全年销量可能接近80万辆。预计到2020年将达到200万辆。随着各种混合动力汽车，纯电动汽车的兴起，相应的，对汽车刹车片也提出了新的要求。

用于新能源汽车刹车片和刹车盘要求具有全生命周期，换句话说，期望刹车片与汽车具有同等寿命。同时，期望刹车片既要轻又要薄且不能伤盘，对刹车盘的磨损越低越好。尤其，现有的刹车片在高温状态下其摩擦系数容易出现热衰退，容易造成刹车失灵的情况，因此要求刹车片能在不同工况，尤其是在高温状态下，刹车片的摩擦系数能表现出优异的稳定性。

目前，作为摩擦控制剂钛酸钾镁的合成方法主要有熔盐法和固相法。如CN1444544A，专利CN 101254945A分别采用KCl以及光卤石作为助溶剂。助溶剂的加入可以降低反应温度，提升产品均一性，然而，后续的水洗或者酸洗会带来严重的环境污染，且生产步骤增加，效率减低。熔盐的加入，必然带来收率以及原料成本的增加。与熔盐法不同，固相法制可以克服上述问题。例如专利CN1978715A采用固相法合成钛酸钾镁，该专利以单质镁作为镁源。金属镁活性高，容易发生爆炸，在实际生产过程中存在极大的危险隐患。专利CN201610825274.3以及专利CN201610825274.3进行了固相法的改良，都加入了水，分别最为溶剂和成型粘结剂。我们知道水的比热大，在烧结过程中水的脱除需要消耗大量能耗，此外，一些可溶性盐的析出会导致局部配比的失衡，不利于产品品质的稳定性和均一性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛酸钾镁及其制备方法以及摩擦材料，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

本发明提供一种钛酸钾镁，具有分子式K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄表示的组成，钛酸钾镁在XRD图谱的2θ角度位置为11.2±0.3°和29.2±0.3°处具有特征衍射峰，2θ角度为29.2±0.3°的衍射峰的峰强大于2θ角度为11.2±0.3°的衍射峰的峰强。

其中，XRD分析在日本理学DMAX-RB型X射线衍射仪上进行，Cu靶，电流30mA，电压40kV；使用石墨单色器；测角仪的扫描速率为4°/min，扫描范围2θ＝10°-60°，扫描方式为θ/2θ联动扫描；扫描步径为0.02°/步；光路发散狭缝为1°、防散射狭缝为10mm、可变狭缝为仪器自动调整、接收狭缝为0.3mm。

根据钛酸钾镁的XRD标准卡片，其中卡片号为PDF#035-0046，2θ为11.306°的特征峰对应的是钛酸钾镁的(020)面，2θ为28.956°的特征峰对应的是钛酸钾镁的(130)面。

在一些实施方式中，2θ角度为11.2±0.3°的衍射峰的峰强与2θ角度29.2±0.3°的衍射峰的峰强的比值为0.1-0.9。