[发明专利]一种钛酸钾镁改性耦合的芳纶及摩擦材料

说明书

本发明公开了一种钛酸钾镁改性耦合的芳纶，通过以下步骤制得：将芳纶溶于有机溶剂中，搅拌均匀，得到芳纶有机溶液；将偶联剂加入上述芳纶有机溶液，搅拌3至5h，得到混合溶液；将钛酸钾镁溶于水中，并加入上述混合溶液，在30至50℃下搅拌3至5h，烘干后得到所述钛酸钾镁改性耦合的芳纶；所述偶联剂为具有通式Ⅰ的偶联剂：其中，R为γ‑甲基丙烯酰氧丙基或γ‑巯丙基。该偶联剂的吗啉基部分能有效的与钛酸钾镁的(130)面结合，γ‑甲基丙烯酰氧丙基或γ‑巯丙基的有机基团部分能有效的和芳纶结合，从而增强了新型钛酸钾材料和芳纶之间的结合作用，从而将其各自在刹车片摩擦材料中的作用得到增强，尤其在降低磨损方面起到1+1＞2的效果。

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改性耦合的芳纶及摩擦材料。

背景技术

发明人在申请号为CN201810107456.6的专利中，发现一种作为摩擦控制剂钛酸钾镁的合成方法，该方法合成的钛酸钾镁在生长过程中，加入石墨烯包裹住活性面(0 2 0)面，使得最后合成的钛酸钾镁的(1 3 0)面大量暴露，而钛酸钾镁(1 3 0)面大量暴露的结构，该结构的钛酸钾镁应用至摩擦材料，如刹车片中时，表现出优异的性能，如超低的磨损率，且对刹车盘的磨损率也极低，是加入现有钛酸钾镁刹车片的1/2，可以有效的保护对偶盘；而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％。

在现有的摩擦材料配方中，作为增强主要使用的有金属纤维、有机纤维和无机纤维，它们不但对摩擦材料的强度起着至关重要的作用，而且对改善摩擦材料的磨损性能有着重要作用。摩擦材料在使用过程中会受到垂直方向的正压力和径向的剪切力的作用，所以摩擦材料必须要有足够的强度，否则会出现摩擦材料脱片或碎裂的问题而导致制动功能失效。

芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，英文为Aramid fiber，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良生能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。

发明人将(1 3 0)面大量暴露的钛酸钾镁与芳纶复合时，加入刹车片摩擦材料，发现其摩擦性能如磨损率和高温下的刹车性能，并未达到1+1＞2的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛酸钾镁改性耦合的芳纶及摩擦材料，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改性耦合的芳纶，通过以下步骤制得：

将芳纶溶于有机溶剂中，搅拌均匀，得到芳纶有机溶液；

将偶联剂加入上述芳纶有机溶液，搅拌3至5h，得到混合溶液；

将钛酸钾镁溶于水中，并加入上述混合溶液，在30至50℃下搅拌3至5h，烘干后得到所述钛酸钾镁改性耦合的芳纶；

其中，所述钛酸钾镁具有分子式K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄表示的组成，所述钛酸钾镁在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，所述2θ角度为29.2±0.3°的衍射峰的峰强大于所述2θ角度为11.2±0.3°的衍射峰的峰强；

所述偶联剂为具有通式Ⅰ的偶联剂：

其中，R为γ-甲基丙烯酰氧丙基或γ-巯丙基。

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。