一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法

摘要

本发明涉及碳基陶瓷摩擦材料原料处理技术领域，尤其是一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，通过将钛酸钾纤维采用澄清石灰水预处理，再采用地沟油、菜油、松油加入超声波处理，进而使得钛酸钾纤维的活性得到增强，促进钛酸钾纤维的活化度，再加入复合碱催化剂，补充钛钾元素，再加入松油、柴油后超声波处理，进而使得钛酸钾纤维的品质得到提高，进而提高钛酸钾纤维在加入到碳基陶瓷摩擦材料的原料中后，能够在较短的时间内与其他原料发生化学作用，进而达到改善碳基陶瓷摩擦材料的韧性、耐磨性、热稳定性，提高碳基陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比，提高安全性。

权利要求

1.一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将钛酸钾纤维与澄清石灰水按照质量比为1～3:5～9，并将其置于温度为100-130℃，采用搅拌速度为100-150r/min搅拌处理1-5min，再向其中加入占钛酸钾纤维0.1-0.3倍的地沟油、0.3-0.5倍菜油、0.3-0.4倍的松油，并调整温度为70-90℃，搅拌速度为400-

600r/min搅拌处理3-10min，再将其置于超声波处理器中处理20-30min；

(2)向步骤(1)处理完成的物料中加入复合碱催化剂，并将其采用超声波处理10-20s，再向其中加入一钛酸钾和/或二钛酸钾和/或四钛酸钾和/或八钛酸钾，并向其中加入占松油3-7倍的柴油，并将其置于真空度为0.02-0.08MPa下，采用超声波处理5-10s，调整温度为

400-500℃处理1-3min，再将其采用44-50℃的温度烘干处理至水分含量为8-11％，即可完成改性处理。

2.如权利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，其超声波处理器，其超声波频率为80-100Hz。

3.如权利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，其第一次的超声波处理的超声频率为1000-2000Hz。

4.如权利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，其第二次的超声波处理的超声频率为500-900Hz。

5.如权利要求1所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的复合碱催化剂，其原料成分以重量份计为氢氧化钠1-3份、氧化钙3-7份、氨水0.3-0.9份。

6.如权利要求1或5所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的复合碱催化剂，原料成分以重量份计为氢氧化钠2份、氧化钙5份、氨水0.6份。

7.如权利要求1或5所述的碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，其特征在于，所述的复合碱催化剂，其制备方法是将氧化钙与氨水进行混合，并将氢氧化钠滴入其中，并在滴入的过程中，采用超声波处理，超声波的频率为10-50Hz。

说明书

一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碳基陶瓷摩擦材料原料处理技术领域，尤其是一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法。

背景技术

[0002] 钛酸钾纤维是一种性能优异的复合型的增强纤维材料，通常用K2O.nTiO2表示其组成，其中n为1、2、4、6、8；由于n的数值不同，其性能也较为不同，并且根据其不同的性能，被应用于各个领域所起到的作用也不相同，而对于上述钛酸钾纤维应用于摩擦材料领域时，其能够提高摩擦材料的摩擦系数、热稳定性、提高摩擦材料的安全性。但是，由于现有技术中存在着较多的钛酸钾纤维制备方法，并且各种方法制备的出来的钛酸钾纤维的品质也是不相同的，进而导致钛酸钾纤维用于摩擦材料领域的性能不一致，进而导致应用于摩擦材料的制备过程中，造成摩擦材料的摩擦系数、热稳定性等收到影响，使得制备的摩擦材料的品质较差，安全性较低。

[0003] 同时，陶瓷摩擦材料由于其优异性，在近年来得到了较大范围的推广和应用，但是，现有技术中的陶瓷摩擦材料，由于其原料品质不一样，原料配比不一样、制备方法不一样等，将会造成陶瓷摩擦材料的品质不一样，而对于原料性质较差的陶瓷摩擦材料，使得陶瓷摩擦材料的安全性收到影响，为此，对于陶瓷摩擦材料用的原料进行处理，提高原料的品质，其成为陶瓷摩擦材料的又一个突破。

[0004] 而对于传统的陶瓷摩擦材料制备过程中，有大量的研究者将钛酸钾纤维作为原料来制备陶瓷摩擦材料，但由于钛酸钾纤维应用于摩擦材料领域时，其根据其起主要作用的K2O.6TiO2的含量不同，对于摩擦材料的摩擦系数，热稳定性等均有不同的影响，并且基于将钛酸钾纤维应用于碳基陶瓷制备领域，由于碳基陶瓷本身具备的特性，因此对钛酸钾纤维的要求也相对较为严格，于是，本研究者对应用于碳基陶瓷摩擦材料领域的钛酸钾纤维进行改性处理，进而使得采用的钛酸钾纤维的品质得到保障，进而提高了碳基陶瓷摩擦材料的摩擦系数和热稳定性，提高了碳基陶瓷摩擦材料的安全性。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法。

[0006] 具体是通过以下技术方案得以实现的：

[0007] 一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，包括以下步骤：

[0008] (1)将钛酸钾纤维与澄清石灰水按照质量比为1～3:5～9，并将其置于温度为100-130℃，采用搅拌速度为100-150r/min搅拌处理1-5min，再向其中加入占钛酸钾纤维0.1-
0.3倍的地沟油、0.3-0.5倍菜油、0.3-0.4倍的松油，并调整温度为70-90℃，搅拌速度为
400-600r/min搅拌处理3-10min，再将其置于超声波处理器中处理20-30min；

[0009] (2)向步骤1处理完成的物料中加入复合碱催化剂，并将其采用超声波处理10-20s，再向其中加入一钛酸钾和/或二钛酸钾和/或四钛酸钾和/或八钛酸钾，并向其中加入占松油3-7倍的柴油，并将其置于真空度为0.02-0.08MPa下，采用超声波处理5-10s，调整温度为400-500℃处理1-3min，再将其采用44-50℃的温度烘干处理至水分含量为8-11％，即可完成改性处理。

[0010] 所述的步骤1中，其超声波处理器，其超声波频率为80-100Hz。

[0011] 所述的步骤2中，其第一次的超声波处理的超声频率为1000-2000Hz。

[0012] 所述的步骤2中，其第二次的超声波处理的超声频率为500-900Hz。

[0013] 所述的复合碱催化剂，其原料成分以重量份计为氢氧化钠1-3份、氧化钙3-7份、氨水0.3-0.9份。

[0014] 所述的复合碱催化剂，原料成分以重量份计为氢氧化钠2份、氧化钙5份、氨水0.6份。

[0015] 所述的复合碱催化剂，其制备方法是将氧化钙与氨水进行混合，并将氢氧化钠滴入其中，并在滴入的过程中，采用超声波处理，超声波的频率为10-50Hz。

[0016] 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

[0017] 通过将钛酸钾纤维采用澄清石灰水预处理，再采用地沟油、菜油、松油加入超声波处理，进而使得钛酸钾纤维的活性得到增强，促进钛酸钾纤维的活化度，再加入复合碱催化剂，补充钛钾元素，再加入松油、柴油后超声波处理，进而使得钛酸钾纤维的品质得到提高，进而提高钛酸钾纤维在加入到碳基陶瓷摩擦材料的原料中后，能够在较短的时间内与其他原料发生化学作用，进而达到改善碳基陶瓷摩擦材料的韧性、耐磨性、热稳定性，提高碳基陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比，提高安全性。

[0018] 本发明是结合工艺步骤中的工艺参数以及原料混合配比的方式，进而使得钛酸钾纤维的品质得到了保障，并结合工艺步骤的处理方式以及各原料的配入比，进而使得钛酸钾纤维能够满足碳基陶瓷摩擦材料的要求，使得钛酸钾纤维对碳基陶瓷摩擦材料的韧性、热稳定性做出贡献，进而使得采用该改性钛酸钾纤维制备的碳基陶瓷摩擦材料的耐高温性较强，并且动静摩擦系数比达到了97.56-98.35％。

具体实施方式

[0019] 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。

[0020] 实施例1

[0021] 一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，包括以下步骤：

[0022] (1)将钛酸钾纤维与澄清石灰水按照质量比为1:5，并将其置于温度为100℃，采用搅拌速度为100r/min搅拌处理1min，再向其中加入占钛酸钾纤维0.1倍的地沟油、0.3倍菜油、0.3倍的松油，并调整温度为70℃，搅拌速度为400r/min搅拌处理3min，再将其置于超声波处理器中处理20min；

[0023] (2)向步骤1处理完成的物料中加入复合碱催化剂，并将其采用超声波处理10s，再向其中加入一钛酸钾和/或二钛酸钾和/或四钛酸钾和/或八钛酸钾，加入量为每升澄清石灰水20g，并向其中加入占松油3倍的柴油，并将其置于真空度为0.02MPa下，采用超声波处理5s，调整温度为400℃处理1min，再将其采用44℃的温度烘干处理至水分含量为8％，即可完成改性处理。

[0024] 所述的步骤1中，其超声波处理器，其超声波频率为80Hz。

[0025] 所述的步骤2中，其第一次的超声波处理的超声频率为1000Hz。

[0026] 所述的步骤2中，其第二次的超声波处理的超声频率为500Hz。

[0027] 所述的复合碱催化剂，其原料成分以重量计为氢氧化钠1kg、氧化钙3kg、氨水0.3kg。

[0028] 所述的复合碱催化剂，其制备方法是将氧化钙与氨水进行混合，并将氢氧化钠滴入其中，并在滴入的过程中，采用超声波处理，超声波的频率为10Hz。

[0029] 实施例2

[0030] 一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，包括以下步骤：

[0031] (1)将钛酸钾纤维与澄清石灰水按照质量比为3:9，并将其置于温度为130℃，采用搅拌速度为150r/min搅拌处理5min，再向其中加入占钛酸钾纤维0.3倍的地沟油、0.5倍菜油、0.4倍的松油，并调整温度为90℃，搅拌速度为600r/min搅拌处理10min，再将其置于超声波处理器中处理30min；

[0032] (2)向步骤1处理完成的物料中加入复合碱催化剂，并将其采用超声波处理20s，再向其中加入一钛酸钾和/或二钛酸钾和/或四钛酸钾和/或八钛酸钾，加入量为每升澄清石灰水30g，并向其中加入占松油7倍的柴油，并将其置于真空度为0.08MPa下，采用超声波处理10s，调整温度为500℃处理3min，再将其采用50℃的温度烘干处理至水分含量为11％，即可完成改性处理。

[0033] 所述的步骤1中，其超声波处理器，其超声波频率为100Hz。

[0034] 所述的步骤2中，其第一次的超声波处理的超声频率为2000Hz。

[0035] 所述的步骤2中，其第二次的超声波处理的超声频率为900Hz。

[0036] 所述的复合碱催化剂，其原料成分以重量计为氢氧化钠3kg、氧化钙7kg、氨水0.9kg。

[0037] 所述的复合碱催化剂，其制备方法是将氧化钙与氨水进行混合，并将氢氧化钠滴入其中，并在滴入的过程中，采用超声波处理，超声波的频率为50Hz。

[0038] 实施例3

[0039] 一种碳基陶瓷摩擦材料用钛酸钾纤维改性方法，包括以下步骤：

[0040] (1)将钛酸钾纤维与澄清石灰水按照质量比为2:7，并将其置于温度为120℃，采用搅拌速度为130r/min搅拌处理4min，再向其中加入占钛酸钾纤维0.2倍的地沟油、0.4倍菜油、0.35倍的松油，并调整温度为80℃，搅拌速度为500r/min搅拌处理7min，再将其置于超声波处理器中处理25min；

[0041] (2)向步骤1处理完成的物料中加入复合碱催化剂，并将其采用超声波处理15s，再向其中加入一钛酸钾和/或二钛酸钾和/或四钛酸钾和/或八钛酸钾，加入量为每升澄清石灰水40g，并向其中加入占松油5倍的柴油，并将其置于真空度为0.06MPa下，采用超声波处理8s，调整温度为450℃处理2min，再将其采用49℃的温度烘干处理至水分含量为9％，即可完成改性处理。

[0042] 所述的步骤1中，其超声波处理器，其超声波频率为90Hz。

[0043] 所述的步骤2中，其第一次的超声波处理的超声频率为1500Hz。

[0044] 所述的步骤2中，其第二次的超声波处理的超声频率为700Hz。

[0045] 所述的复合碱催化剂，其原料成分以重量计为氢氧化钠2kg、氧化钙5kg、氨水0.6kg。

[0046] 所述的复合碱催化剂，其制备方法是将氧化钙与氨水进行混合，并将氢氧化钠滴入其中，并在滴入的过程中，采用超声波处理，超声波的频率为30Hz。