[发明专利]制备具有高比表面积和孔隙率的非纤维状碱性钛酸盐的方法

说明书

制备非纤维状碱性钛酸盐的方法，包括以下步骤：在炉中在1300℃‑1500℃的温度下熔融碱性钛酸盐以形成熔融产物；通过使所述熔融产物与温度等于或低于15℃的材料接触来冷却所述熔融产物。

本发明涉及制备具有高比表面和孔隙率的非纤维状碱性钛酸盐的方法。

碱性钛酸盐可用于汽车、卡车、有轨电车、飞机和各种工业机械的制动衬块、制动器摩擦衬片、离合器摩擦衬片以及焊接电极。

石棉的危害和健康风险众所周知。

从90年代开始，美国和欧洲就禁止使用石棉。

从那时起，就已经测试和使用了其他各种材料，包括钛酸钾和钛酸钠。

除其他事项外，钛酸钾和钛酸钠显示出摩擦系数稳定性的显著改进，降低或消除了酚醛树脂变质，酚醛树脂变质会导致制动盘滑动而不制动，行话叫“衰退”，是一种危险的现象，例如，在使用制动衬块时。

摩擦材料用于控制各种类型的许多车辆的减速，例如工业设备、汽车、飞机、自行车和摩托车。

特别地，在摩擦材料领域中，已经研究并使用了一些钛基化合物，例如六钛酸钾、六钛酸钠和八钛酸钾。

钾和钠的特征在于纤维细长，并显示出适合用于上述领域的性能。

然而，近来也考虑到这种类型的纤维对健康的潜在危害，欧盟和美国已经为可使用的纤维建立了最大尺寸限制。

例如，2009年7月23日Commission的EU(EC)Regulation no.761/2009将直径/长度比等于或大于1:3的晶体定义为纤维，并要求将所述纤维含量大于0.1％的所有材料定义为“纤维状”并归类为危险等级Car 2(可能的致癌物)。

这样，比低于1:3的晶体不被视为纤维，因此无需特殊预防即可使用。

然而，根据已知技术获得的产品包含纤维形式的钛酸盐，即使与树脂混合或以所述的不同用途使用，也存在潜在的问题，并且由于其潜在的危险性而被认为是不合适的，因此遵守特定法规。

本发明的目的是提供一种制备碱性钛酸盐的方法，其产生非纤维状粉末材料。

另一个目的是提供一种产生直径/长度比小于1:3的晶体的方法。

另一个目的是提供一种产生具有高比表面和孔隙率的晶体的方法。

根据本发明，所述目的和其他目的仍通过制备非纤维状碱性钛酸盐的方法来实现，所述方法包括以下步骤：在炉中在1300℃-1500℃的温度下将碱性钛酸盐熔融以形成熔融产物；通过使所述熔融产物与温度等于或低于15℃的材料接触来冷却所述熔融产物。

所述目的进一步通过具有式A₂Ti_xO_2x+1的碱性钛酸盐粉末来实现，其中A是包括在包含Na、K、Li、Rb的组中的碱金属，x表示2-6之间的任何数字；其中所述粉末包含直径/长度比小于1:3且比表面积大于10m²/g的颗粒。

在从属权利要求中描述了本发明的其他特征。

该方案相对于已知技术的方案具有各种优点。

该方法提供了碱性钛酸盐，特别是钛酸钾和钛酸钠，具有基本上圆形形状的晶体，没有如先前所定义的纤维状结构并且还极其像海绵，具有非常高的比表面积和高孔隙率。如果用于制动系统，这些特性使它们相对于酚醛树脂具有更显著的反应性。

所得产品可在塑料材料、漆、耐热材料和润滑剂中用作具有高摩擦系数的材料的组分。

从以下对本发明的实际实施方案的详细描述中，本发明的特征和优点将变得显而易见，在附图中以非限制性示例的方式示出了本发明的实施方案，其中：