專利名稱：：鈦酸鉀及其制造方法、以及摩擦材料和樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鈦酸鉀及其制造方法、以及含有該鈦酸鉀的摩擦材料和樹脂組合物。
背景技術(shù)：
：作為摩擦材料所使用摩擦調(diào)節(jié)劑，不具有石棉那種致癌性的鈦酸鉀纖維主要地被廣泛用作汽車用制動墊片(brakepad)。含有鈦酸鉀的摩擦劑的滑動性優(yōu)異，具有能夠發(fā)揮良好的制動效果且不損傷制動盤(brakedisk)的非常令人滿意的優(yōu)點。但是，由于鈦酸鉀纖維具有纖維形狀，存在體積大、流動性差、制造時附著于供給路的壁上而堵塞供給路的問題。為了解決這些問題，提出了板狀8鈦酸鉀、板狀6鈦酸鉀和板狀4鈦酸鉀等具有板狀形狀的鈦酸鉀(專利文獻1和專利文獻2等)。然而，一直尋求能夠更進一步改善耐磨損性、特別是高溫區(qū)域的耐磨損性的摩擦調(diào)節(jié)劑。在專利文獻3中，提出了一種長徑低于5pm的鈦酸鉀微粒。該鈦酸鉀微粒在X射線衍射中的衍射強度弱、顯示半寬度大的衍射線，表現(xiàn)出充分的耐摩擦磨損特性。專利文獻l:日本特開2001-106526號公報專利文獻2:日本特開2001-253712號公報專利文獻3:日本特開2000-256013號公報
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有新穎的形狀、具有摩擦材料中的優(yōu)異的耐磨損性和樹脂組合物中的優(yōu)異的增強性能的鈦酸鉀及其制造方法，以及含有該鈦酸鉀的摩擦材料和樹脂組合物。本發(fā)明的鈦酸鉀是K2TinO(h+n(n=4.011.0)所示的鈦酸鉀，其特征在于X射線衍射的強度最大的峰(2e)在11.(T13.5。的范圍內(nèi)，其半寬度為0.5°以上。本發(fā)明的鈦酸鉀的X射線衍射的強度最大的峰(2e)在ll.(T13.5"的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在11.0°12.5°的范圍內(nèi)。并且，該峰的半寬度為0.5°以上，優(yōu)選為0.8"以上，更優(yōu)選為1.(T以上。本發(fā)明的鈦酸鉀與現(xiàn)有的鈦酸鉀相比，具有X射線衍射的強度最大的峰的半寬度寬的特征。本發(fā)明的鈦酸鉀通常具有不定形的形狀，即，不是纖維狀、板狀或粒狀的形狀，而具有不規(guī)則的形狀。具體而言，優(yōu)選具有多個突起沿不規(guī)則的方向延伸的形狀。即，優(yōu)選具有阿米巴(ameba)狀的形狀或拼圖玩具的組件的形狀。本發(fā)明的鈦酸鉀的平均粒徑優(yōu)選為520pm的范圍。平均粒徑例如可以利用激光衍射式粒度分布測定裝置進行測定。本發(fā)明的鈦酸鉀，優(yōu)選通過對鈦源和鉀源的通過機械化學方式的粉碎得到的粉碎混合物進行燒制，得到2鈦酸鉀，由該2鈦酸鉀調(diào)制制得。進一步具體而言，優(yōu)選對該2鈦酸鉀進行酸處理，使鉀成分溶出，然后進行燒制而調(diào)制得到。該2鈦酸鉀也與本發(fā)明的鈦酸鉀同樣具有上述的不定形的形狀。如下所述，通過機械化學方式的粉碎得到的粉碎混合物，是反應活性高的粉碎混合物，可以認為對這種反應活性高的粉碎混合物進行燒制而制得的2鈦酸鉀也是反應活性高的物質(zhì)。在對這種2鈦酸鉀進行酸處理使鉀成分溶出從而得到所期望的鈦酸鉀的組成后，進行燒制，由此能夠得到本發(fā)明的鈦酸鉀。本發(fā)明的鈦酸鉀的制造方法的特征在于，包括以機械化學方式粉碎并混合鈦源和鉀源的工序；對得到的粉碎混合物進行燒制，調(diào)制2鈦酸鉀的工序；和對2鈦酸鉀進行酸處理，使鉀成分溶出，然后進行燒制的工序。如上所述，以機械化學方式粉碎并混合鈦源和鉀源而得到的粉碎混合物是反應活性高的粉碎混合物，可以認為對其進行燒制而制得的2鈦酸鉀也是反應活性高的2鈦酸鉀。在對這種2鈦酸鉀進行酸處理使鉀成分溶出從而得到作為最終生成物的所期望的鈦酸鉀的組成后，進行燒制，由此能夠制造本發(fā)明的鈦酸鉀。作為鈦源，可以使用含有氧化鈦的化合物，具體可以列舉氧化鈦、金紅石型礦石、氫氧化鈦濕濾餅、含水二氧化鈦等。作為鉀源，可以使用通過加熱生成氧化鉀的化合物，具體可以列舉氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鉀、硝酸鉀等。其中，特別優(yōu)選使用碳酸鉀。作為鈦源與鉀源的混合比例，以Ti:K二l.O:l.O(摩爾比)為基礎(chǔ)，各自可以以5%左右變化。本發(fā)明的制造方法中，作為機械化學方式得粉碎，可以列舉提供物理沖擊同時進行粉碎的方法。具體可以列舉使用振動磨機的粉碎?？梢哉J為通過進行使用振動磨機的粉碎，由于混合粉體的磨碎所產(chǎn)生的剪切應力，同時發(fā)生原子排列的混亂和原子間距離的減小，并引起異種顆粒的接點部分的原子移動，結(jié)果得到準穩(wěn)定相。因此，可以認為能夠得到反應活性高的粉碎混合物。本發(fā)明的制造方法中，對如上所述操作得到的粉碎混合物進行燒制，調(diào)制2鈦酸鉀。粉碎混合物的燒制溫度優(yōu)選為650100(TC的范圍，更優(yōu)選為72088(TC的范圍。燒制時間優(yōu)選為0.5小時6小時，更優(yōu)選為3小時5小時。如果燒制溫度過低，有時會生成纖維狀的4鈦酸鉀，難以得到阿米巴狀形狀的2鈦酸鉀的單一組成。如果燒制溫度過高，有時2鈦酸鉀的形狀會成為柱狀，難以得到阿米巴狀的形狀。另外，如果燒制時間過短，有時會生成纖維狀的4鈦酸鉀，難以得到阿米巴狀形狀的2鈦酸鉀的單一組成。如果燒制時間過長，則有時生產(chǎn)效率降低，不適于工業(yè)化。本發(fā)明的制造方法中，對如上所述燒制后的2鈦酸鉀進行酸處理，使鉀成分溶出。在制造8鈦酸鉀(n二8)以及與其接近組成(n=7.508.49)的鈦酸鉀的情況下，優(yōu)選將添加酸后的pH調(diào)節(jié)為7.58.5的范圍。另夕卜，在制造6鈦酸鉀(n=6)以及與其接近組成(n=5.506.49)的鈦酸鉀的情況下，優(yōu)選將添加酸后的pH調(diào)節(jié)為11.512.5的范圍。此外，在制造4鈦酸鉀(n=4)以及與其接近組成(n二3.504.49)的鈦酸鉀的情況下，優(yōu)選將添加酸后的pH調(diào)節(jié)為13.013.5的范圍。作為酸處理所使用的酸，沒有特別限定，例如可以使用硫酸、鹽酸、硝酸等無機酸，乙酸等有機酸。根據(jù)需要，可以并用兩種以上的酸。使鉀成分溶出后，通過抽濾等進行過濾，實施脫水處理。脫水處理后，進行燒制，由此能夠制得作為最終生成物的本發(fā)明的鈦酸鉀。此時的燒制溫度優(yōu)選為400700。C，更優(yōu)選為450650。C。另外，燒制時間優(yōu)選為0.5小時4小時，更優(yōu)選為0.5小時1小時。如果燒制溫度過低，有時難以形成為目標的X射線衍射圖案，晶體結(jié)構(gòu)也難以形成隧道結(jié)構(gòu)。如果燒制溫度過高，有時氧化鈦析出，難以得到單一組成。另外，如果燒制時間過短，有時難以形成為目標的X射線衍射圖案，晶體結(jié)構(gòu)也難以形成隧道結(jié)構(gòu)。如果燒制時間過長，則有時生產(chǎn)效率劣化，不適于工業(yè)化。粉碎混合物的燒制以及酸處理后的2釹酸鉀的燒制，可以使用電爐、旋轉(zhuǎn)爐、管式爐、流態(tài)化固體燒制爐、隧道窯等各種燒制裝置進行。燒制后，使用顎式粉碎機、鋼針研磨機等進行粗粉碎和微粉碎，根據(jù)需要進行過篩處理和分級等。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能夠制得本發(fā)明的鈦酸鉀。本發(fā)明的摩擦材料的特征在于，含有本發(fā)明的鈦酸鉀作為摩擦調(diào)節(jié)劑。其含量優(yōu)選為180重量％的范圍。如果本發(fā)明的鈦酸鉀的含量低于1重量％，則有時難以表現(xiàn)出摩擦系數(shù)的穩(wěn)定等作為摩擦調(diào)節(jié)劑的效果。如果超過80重量％，則有時難以進行墊片成型。由于本發(fā)明的摩擦材料含有本發(fā)明的鈦酸鉀作為摩擦調(diào)節(jié)劑，能夠發(fā)揮從低溫到高溫區(qū)域的極其穩(wěn)定的摩擦磨損特性(耐磨損性、摩擦系數(shù)等)。通過含有本發(fā)明的鈦酸鉀能夠獲得良好的摩擦磨損特性的詳細理由尚不清楚，但是可以認為由于本發(fā)明的鈦酸鉀具有上述那種特定的形狀，所以能夠獲得良好的耐磨損性和摩擦系數(shù)。因此，本發(fā)明的摩擦材料例如能夠用作汽車、鐵路車輛、航空器、各種工業(yè)用機械類等所使用的制動部件用材料，例如離合器襯片用材料以及制動襯面(brakelining)、制動墊片等的制動器用材料，能夠獲得提高制動功能、穩(wěn)定化、改善耐用壽命的效果。作為粘接材料，可以使用摩擦材料領(lǐng)域中常用的任意粘接材料，例如可以列舉酚醛樹脂、甲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯7酸樹脂、芳香族聚酯樹脂、尿素樹脂等的熱固性樹脂，天然橡膠、丁腈橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二燏橡膠、氯丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、丙烯酸橡膠、高苯乙烯橡膠、苯乙烯-丙二烯共聚物等彈性體，聚酰胺樹脂、聚苯硫樹脂、聚醚樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂、熱塑性液晶聚酯樹脂等熱塑性樹脂等的有機粘結(jié)材料，氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅樹脂等無機粘結(jié)材料等。粘結(jié)材料可以單獨使用1種，也可以根據(jù)情況并用2種以上具有相溶性的物質(zhì)。本發(fā)明的摩擦材料可以含有纖維狀物。作為纖維狀物，可以使用一直以來在該領(lǐng)域中常用的任意物質(zhì)，例如可以列舉芳族聚酰胺纖維等樹脂纖維，鋼纖維、黃銅纖維等金屬纖維，碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、石棉、木質(zhì)紙漿等。這些纖維狀物可以單獨使用1種或者2種以上并用。另外，為了提高分散性以及與粘結(jié)材料的密接性，可以用氨基硅垸類、環(huán)氧硅烷類、乙烯基硅烷類等硅垸類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑、磷酸酯等對這些纖維狀物進行表面處理。另外，本發(fā)明的摩擦材料中，在不損害其優(yōu)選特性的范圍內(nèi)，可以含有一直以來在該領(lǐng)域中常用的摩擦調(diào)節(jié)劑。作為該摩擦調(diào)節(jié)劑，例如可以列舉硫化或未硫化的天然或者合成橡膠粉末、檟如樹脂粉末、樹脂粉末(resindust)、橡膠粉末等有機物粉末，碳黑、石墨粉末、二硫化鉬、硫酸鋇、碳酸鈣、粘土、云母、滑石、硅藻土、葉蛇紋石、海泡石、蒙脫土、沸石、三鈦酸鈉、六鈦酸鈉、六鈦酸鉀、八鈦酸鉀等無機質(zhì)粉末，銅、鋁、鋅、鐵等金屬粉末，氧化鋁、二氧化硅、氧化鉻、氧化鈦、氧化鐵等氧化物粉末等。這些現(xiàn)有的摩擦調(diào)節(jié)劑可以單獨使用1種，也可以根據(jù)需要使用2種以上。本發(fā)明的摩擦材料中還可以含有防銹劑、潤滑劑、磨削劑等的1種或者2種以上。本發(fā)明的摩擦材料中的各種成分的配合比例，可以根據(jù)使用的粘結(jié)材料的種類、根據(jù)需要配合的纖維狀物、現(xiàn)有的摩擦調(diào)節(jié)劑以及其他添加劑等的種類、欲得到的摩擦材料所要求的滑動特性和機械特性、其用途等各種條件，從廣泛范圍中適當選擇，通常，相對于全部摩擦材料，含有粘結(jié)材料560重量％(優(yōu)選1040重量％)、摩擦調(diào)節(jié)劑180重量％(優(yōu)選350重量％)、纖維狀物60重量％以下(優(yōu)選l40重量％)、其它添加劑60重量％以下。本發(fā)明的摩擦材料可以按照公知的摩擦材料的制造方法制造。例如，可以根據(jù)需要使纖維狀物在粘結(jié)材料中分散，然后混合摩擦調(diào)節(jié)劑和任意地配合的其它成分，或者分別加入混合，將得到的混合物注入模具中，進行加壓加熱使其粘合成型。另外，也可以用雙螺桿擠出機對粘結(jié)材料進行熔融混煉，從側(cè)面加料斗加入摩擦調(diào)節(jié)劑、任意配合的纖維狀物、其它成分的混合物或者分別加入，擠出成型后，機械加工成所期望的形狀。另外，也可以根據(jù)需要使纖維狀物在粘結(jié)材料中分散，連續(xù)加入摩擦調(diào)節(jié)劑以及任意配合的其它成分，得到混合物，使混合物在水等中分散，在漉網(wǎng)上進行滲漉、脫水并抄造成片狀，然后在壓制機中加壓加熱，使其粘結(jié)成型，對得到的成型體進行適當?shù)那邢鳌⒀心ゼ庸さ?，形成所期望的形狀。本發(fā)明的樹脂組合物的特征在于含有本發(fā)明的鈦酸鉀。通過含有本發(fā)明的鈦酸鉀，能夠獲得增強性能等。本發(fā)明的鈦酸鉀的含量優(yōu)選為550重量％的范圍。如果低于5重量％，則有時通過含有本發(fā)明的鈦酸鉀所獲得的效果不夠充分。而如果超過50重量％，則有時在樹脂中的分散不夠充分，難以獲得增強性能等的效果。作為本發(fā)明的樹脂組合物的樹脂，可以使用熱塑性樹脂和熱固性樹脂中任意一種。作為熱塑性樹脂，可以列舉聚乙烯、聚苯乙烯、AS樹脂、ABS樹脂、聚丙烯、氯乙烯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚樹脂、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、液晶聚合物、聚酰亞胺、氟樹脂、超高分子量聚乙烯、熱塑性彈性體、聚甲基戊烯、生物降解性塑料、聚丙烯腈、纖維素系塑料。作為熱固性樹脂，可以列舉酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、有機硅樹脂、醇酸樹脂等。發(fā)明效果通過將本發(fā)明的鈦酸鉀用作摩擦材料中的摩擦調(diào)節(jié)劑，能夠賦予優(yōu)異的耐磨損性，并且，通過使其含有在樹脂組合物中，能夠發(fā)揮優(yōu)異的增強性能。圖1是表示本發(fā)明實施例1中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖2是表示本發(fā)明實施例1中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖3是表示本發(fā)明實施例2中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖4是表示本發(fā)明實施例2中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖5是表示振動磨機粉碎混合物的TG曲線的圖。圖6是表示利用亨舍爾混合機的混合物的TG曲線的圖。圖7是表示本發(fā)明實施例1中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖8是表示本發(fā)明實施例2中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖9是表示本發(fā)明實施例3中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖10是表示本發(fā)明實施例4中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖11是表示本發(fā)明比較例1中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖12是表示本發(fā)明比較例2中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖13是表示本發(fā)明比較例3中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖14是表示本發(fā)明比較例4中制得的鈦酸鉀的X射線衍射圖譜的圖。圖15是表示盤式制動片(DiscPad)AE的盤溫度與磨損率的關(guān)系的圖。圖16是表示盤式制動片AE的盤溫度與摩損系數(shù)的關(guān)系的圖。圖17是表示本發(fā)明實施例3中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖18是表示本發(fā)明實施例3中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖19是表示本發(fā)明實施例4中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖20是表示本發(fā)明實施例4中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖21是表示本發(fā)明比較例1中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖22是表示本發(fā)明比較例1中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖23是表示本發(fā)明比較例2中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖24是表示本發(fā)明比較例2中的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖25是表示本發(fā)明實施例中調(diào)制的2鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。圖26是表示本發(fā)明實施例中調(diào)制的2鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。具體實施例方式下面，利用具體的實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于以下的實施例。(實施例1)[粉碎混合物的調(diào)制]用亨舍爾混合機混合氧化鈦418.94g和碳酸鉀377.05g，用振動磨機對得到的混合物進行粉碎，同時混合0.5小時。圖5是表示得到的粉碎混合物的TG曲線的圖。作為比較，調(diào)制僅用亨舍爾混合機混合的混合物，將其TG曲線示于圖6。根據(jù)圖5和圖6的比較可知，用振動磨機以機械化學方式粉碎并混合得到的粉碎混合物，與用亨舍爾混合機混合得到的混合物相比，在較低的溫度下開始重量減少。由此可以認為，以機械化學方式粉碎并混合得到的粉碎混合物的反應活性得到提高。[2鈦酸鉀的調(diào)制]將如上所述操作得到的粉碎混合物50g填充于坩堝中，用電爐在780。C燒制4小時。通過X射線衍射，確認制得的生成物為K2Ti205。[酸處理和燒制]使用制得的2鈦酸鉀(K2Ti205)，調(diào)制15重量％的漿料500ml，ii向其中添加70重量％的H2S04水溶液12.4g，攪拌1小時，pH調(diào)節(jié)至8。對該漿料進行過濾分離，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機將得到的燒制物粉碎，制得鈦酸鉀28.92g。使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察制得的鈦酸鉀，圖1和圖2是表示制得的鈦酸鉀的掃描電子顯微鏡照片。由圖1和圖2可知，制得的鈦酸鉀具有不定形的形狀，具有多個突起沿不規(guī)則的方向延伸的形狀。換言之，具有阿米巴狀的形狀或拼圖玩具組件的形狀。圖25和圖26是作為原料的2鈦酸鉀的SEM照片。該2鈦酸鉀也同樣具有阿米巴狀的形狀或拼圖玩具組件的形狀。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，可知其為具有K2Ti7.9016.8組成的鈦酸鉀。圖7是表示制得的鈦酸鉀(本發(fā)明的7.9鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。圖7中也一并表示纖維狀8鈦酸鉀(現(xiàn)有的8鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜。如圖7所示，在12.12°的位置具有強度最大的峰，該峰的半寬度為3.247°。其中，使用X射線衍射裝置(株式會社理學生產(chǎn)，RINT2000)，進行X射線衍射的測定，平滑化采用加權(quán)平均法，本底除去采用Sonnevlt-Visser法處理后，進行尋峰，求得半寬度。而在纖維狀8鈦酸鉀的X射線衍射圖譜中，在11.335。具有強度最大的峰，其半寬度為0.235°。因此，本實施例的鈦酸鉀在與纖維狀8鈦酸鉀不同的位置存在強度最大的峰，其半寬度也比現(xiàn)有的纖維狀8鈦酸鉀大。本實施例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為11.0pm。另外，如圖1和圖2所示，本實施例的鈦酸鉀具有阿米巴狀的形狀，具有與現(xiàn)有的纖維狀、板狀、粒狀的8鈦酸鉀明顯不同的形狀。(實施例2)使用與實施例1同樣操作調(diào)制的2鈦酸鉀(K2Ti205)，調(diào)制15重量。/。的漿料500ml，向其中添加70重量。/。的H2SO4水溶液10.4g，攪拌l小時，pH調(diào)節(jié)至12。對該水性漿料進行過濾分離，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得鈦酸鉀29.88g。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，具有KJiwChu的組成。圖8是表示制得的鈦酸鉀(本發(fā)明的6.1鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。在圖8中也一并表示纖維狀6鈦酸鉀(現(xiàn)有的6鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜。如圖8所示，本實施例的鈦酸鉀在11.58°存在強度最大的峰，其半寬度為1.388°。而現(xiàn)有的纖維狀6鈦酸鉀在11.484°存在強度最大的峰，其半寬度為0.188°。圖3和圖4是本實施例的鈦酸鉀的SEM照片。其中，本實施例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為13.2|_1!11。(實施例3)使用與實施例1同樣操作調(diào)制的2鈦酸鉀(K2Ti205)，調(diào)制3重量%的漿料500ml，攪拌1小時，pH調(diào)節(jié)至12.8。然后，在過濾分離后進行干燥，用電爐在600。C燒制1小時。用綞式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得鈦酸鉀30.86g。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，具有K2Ti4.801().6的組成。圖9是表示制得的鈦酸鉀(本發(fā)明的4.8鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。圖8中也一并表示2鈦酸鉀(現(xiàn)有的2鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜。如圖9所示，本實施例的鈦酸鉀在11.38"存在強度最大的峰，其半寬度為1.082°。而2鈦酸鉀在13.58"存在強度最大的峰，其半寬度為0.212°。圖17和圖18是本實施例的鈦酸鉀的SEM照片。并且，本實施例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為12.2pm。實施例4使用與實施例1同樣操作調(diào)制的2鈦酸鉀(K2Ti2Os)，調(diào)制15重量％的漿料500ml，向其中添加70重量％的H2S04水溶液14.0g，攪拌1小時，pH調(diào)節(jié)至6。對該水性漿料進行過濾分離，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得鈦酸鉀28.02g。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，具有K2Ti1Q.9022.8的組成。圖10是表示制得的鈦酸鉀(本發(fā)明的10.9鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。在圖IO中也一并表示氧化鈦(現(xiàn)有的氧化鈦)的X射線衍射圖譜。如圖10所示，本實施例的鈦酸鉀在11.42°存在強度最大的峰，其半寬度為1.106°。而氧化鈦在25.3(T存在強度最大的峰，其半寬度為0.165°。圖19和圖20是本實施例的鈦酸鉀的SEM照片。其中，本實施例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為11.5pm。(比較例1)使用與實施例1同樣操作調(diào)制的2鈦酸鉀(K2Ti205)，調(diào)制10重量。/。的漿料500ml，攪拌1小時，pH調(diào)節(jié)至13.4。然后，對該水性漿料進行過濾分離，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得鈦酸鉀32.39g。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，具有K2Ti3.6308.26的組成。圖11是表示制得的鈦酸鉀(3.6鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。在圖11中也一并表示2鈦酸鉀(現(xiàn)有的2鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜。如圖11所示，本比較例的鈦酸鉀在11.28°存在強度最大的峰，其半寬度為0.941°。圖21和圖22是本比較例的鈦酸鉀的SEM照片。其中，本比較例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為13.7pm。(比較例2)使用與實施例1同樣操作調(diào)制的2鈦酸鉀(K2Ti205)，調(diào)制15重量G/。的漿料500ml，向其中添加70重量Q/。的H2SO4水溶液15.0g，攪拌l小時，pH調(diào)節(jié)至5.5。對該水性漿料進行過濾分離，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得鈦酸鉀27.44g。通過熒光X射線分析確認制得的鈦酸鉀，具有K2T^.403L7的組成。圖12是表示制得的鈦酸鉀(15鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜的圖。在圖12也一并表示氧化鈦(現(xiàn)有的氧化鈦)的X射線衍射圖譜。如圖12所示，本比較例的鈦酸鉀在11.68。存在寬峰，其半寬度為1.106°。圖23和圖24是本比較例的鈦酸鉀的SEM照片。其中，本比較例的鈦酸鉀的平均粒徑(中值粒徑)為11.5pm。(比較例3)在茄形燒瓶中混合氧化鈦26.32g、碳酸鉀23.68g和去離子水100g，14用蒸發(fā)器濃縮干燥固化，得到混合物，將該混合物50g填充在坩堝中，用電爐在78(TC燒制4小時。在圖13中表示制得的生成物的X射線衍射圖譜。如圖13所示，制得的生成物(濕式混合)是K2Ti20s與纖維狀4鈦酸鉀的混合物。在圖13中也一并表示纖維狀4鈦酸鉀(現(xiàn)有的4鈦酸鉀)的X射線衍射圖譜。(比較例4)用亨舍爾混合機混合氧化鈦542.00g、碳酸鉀216.80g和碳酸鋰41.20g，將該混合物50g填充在坩堝中，用電爐在92(TC燒制4小時。通過X射線衍射確認，制得的生成物為Ko.sLi^Ti^O^使用制得的10).81^.27711.7303.9，調(diào)制15重量％的漿料500ml，向其中添加70重量。/。H2S04水溶液37g，攪拌2小時。對該水性漿料進行過濾分離、水洗，并進行干燥，制得Ho.97TiL7303.95。將制得的Ho.97TiL"03.95調(diào)制為15重量％的漿料，添加85重量％的KOH水溶液16.7g，攪拌4小時，對該水性漿料進行過濾分離、水洗，并進行干燥，用電爐在60(TC燒制1小時。用錘式粉碎機對得到的燒制物進行粉碎，制得板狀鈦酸鉀26.6g。通過熒光X射線分析確認制得的板狀鈦酸鉀，為K2Ti8.iOi"。另外，平均粒徑(中值粒徑)為3.2pm。圖14表示制得的板狀鈦酸鉀的X射線衍射圖譜。將實施例14和比較例14中用于得到原料混合物的混合方式、K2TinO(2n+1)中的n值、平均粒徑和顆粒形狀表示于表1。No混合方式n值"平均粒徑(nm)形狀比較例1振動磨機3.613.7阿米巴狀實施例3振動磨機4.812.2阿米巴狀2振動磨機6.113.2阿米巴狀1振動磨機7.911阿米巴狀4振動磨機10.911.5阿米巴狀比較例2振動磨機15.411.5阿米巴狀比較例3濕式混合—一阿米巴狀+纖維4亨舍爾混合機8.13.3板狀*1:K2TinO(2n+l)中的n值另夕卜，將實施例14、比較例12以及纖維狀4鈦酸鉀、纖維狀6鈦酸鉀和纖維狀8鈦酸鉀的X射線衍射圖譜中的強度最大的峰的位置和半寬度表示于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>K2TinO(2n+l)中的n值由表2所示的結(jié)果可知，本發(fā)明的鈦酸鉀的X射線衍射的強度最大的峰(20)在11.(T13.5。的范圍內(nèi)，其半寬度為0.5。以上。<作為摩擦材料中的摩擦調(diào)節(jié)劑的研究>其中，以下所示的"份"為"重量份"。(應用例1)(8鈦酸鉀)混合實施例1中制得的K2Ti7.9016.8的阿米巴狀鈦酸鉀20份、芳族聚酰胺纖維10份、酚醛樹脂20份、硫酸鋇50份，在25MPa的壓力下進行1分鐘的預成型。然后，在20MPa的壓力、170。C的溫度下，進行利用模具的粘結(jié)成型5分鐘。接著，在18(TC進行3小時熱處理。從模具中取出成型物，進行研磨加工，制得盤式制動片A(JISD4411試驗片)。(應用例2)(6鈦酸鉀)混合實施例2中制得的K2TiwOm的阿米巴狀鈦酸鉀20份、芳族聚酰胺纖維10份、酚醛樹脂20份、硫酸鋇50份，在25MPa的壓力下進行1分鐘的預成型。然后，在20MPa的壓力、170。C的溫度下，進行利用模具的粘結(jié)成型5分鐘。接著，在18(TC進行3小時熱處理。從模具中取出成型物，進行研磨加工，制得盤式制動片B(JISD4411試驗片)。(應用例3)(5鈦酸鉀)混合實施例3中制得的K2Ti4.801().6的阿米巴狀鈦酸鉀20份、芳族聚酰胺纖維10份、酚醛樹脂20份、硫酸鋇50份，在25MPa的壓力下進行1分鐘的預成型。然后，在20MPa的壓力、170。C的溫度下，進行利用模具的粘結(jié)成型5分鐘。接著，在18(TC進行3小時熱處理。從模具中取出成型物，進行研磨加工，制得盤式制動片C(JISD4411試驗片)。(應用例4)(ll鈦酸鉀)混合實施例4中制得的K2Ti1Q.9022.8的阿米巴狀鈦酸鉀20份、芳族聚酰胺纖維10份、酚醛樹脂20份、硫酸鋇50份，在25MPa的壓力下進行1分鐘的預成型。然后，在20MPa的壓力、17(TC的溫度下，進行利用模具的粘結(jié)成型5分鐘。接著，在18(TC進行3小時熱處理。從模具中取出成型物，進行研磨加工，制得制動墊片D(JISD4411試驗片)。(比較應用例1)混合比較例4中制得的K2Ti^On.2的板狀鈦酸鉀20份、芳香族聚酰胺纖維10份、酚醛樹脂20份、硫酸鋇50份，在25MPa的壓力下進行1分鐘的預成型。然后，在20MPa的壓力、170。C的溫度下，進行利用模具的粘結(jié)成型5分鐘。接著，在18(TC進行3小時熱處理。從模具中取出成型物，進行研磨加工，制得盤式制動片E(JISD4411試驗片)。(試驗例l)(摩擦材料-摩擦磨損試驗)對應用例14和比較應用例1中制得的盤式制動片A、B、C、D和E，基于JISD4411"汽車用制動襯面(brakelining)"的規(guī)定，進行低速式摩擦磨損試驗(盤摩擦面FC25灰鑄鐵，表面壓力0.98MPa，摩擦速度7m/sec)，測定磨損率(cmVkgm)和摩擦系數(shù)(p)。將結(jié)果示于圖15和圖16。由圖15和圖16可知，使用本發(fā)明的阿米巴狀鈦酸鉀制得的盤式制動片A、B、C和D，與使用板狀鈦酸鉀制得的制動墊片E相比，磨損率小，耐磨損性優(yōu)異。<作為樹脂組合物的增強材料的研究>其中，以下所示的"份"為"重量份"。(應用例5)使用60mm單螺桿擠出機，將實施例1中制得的&1^7.9016.8的阿米巴狀鈦酸鉀30份、PPS樹脂50份、聚四氟乙烯10份、硫酸鉀10份制成粒料，在成型溫度34(TC、注射壓力(一次壓力)1200kgf/cm2、保壓(二次壓力)500kgf/cm2、注射-保壓時間20秒的條件下，對得到的粒料進行注射成型，由此制得磨損試驗片(外徑25.6mm、內(nèi)徑20mm、高度15mm的中空圓筒)。(比較應用例2)使用60mm單螺桿擠出機，將6鈦酸鉀纖維(截面直徑0.3lpm，縱橫比10)30份、PPS樹脂50份、聚四氟乙烯10份、硫酸鉀10份制成粒料，在成型溫度340°C、注射壓力(一次壓力)1200kgf/cm2、保壓(二次壓力)500kgf/cm2、注射-保壓時間20秒的條件下，對得到的粒料進行注射成型，由此制得磨損試驗片(外徑25.6mm、內(nèi)徑20mm、高度15mm的中空圓筒)。(試驗例2)(樹脂組合物-摩擦磨損試驗)對應用例5和比較應用例2中得到的磨損試驗片施行鈴木式摩擦磨損試驗(負荷10kgf/cm2、圓周速度30cm/sec，行程10km)，求得摩擦系數(shù)、比磨損量(mmVkg&km)、對方材料的比磨損量(mmVkgf'km)，將結(jié)果示于表3。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由表3可知，使用本發(fā)明的阿米巴狀鈦酸鉀制得的試驗片，與使用現(xiàn)有的6鈦酸鉀纖維制得的試驗片相比，比磨損量小，并且對方材料(碳素鋼，S45C)無比磨損量。(試驗例3)(樹脂組合物-拉伸試驗)此外，在與應用例5和比較應用例2中相同的條件下，進行注射成型，制得拉伸強度JISK7113以及擺錘式?jīng)_擊值JISK7110的各試驗的試樣，測得各值。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由表4可知，使用本發(fā)明的阿米巴狀鈦酸鉀制得的試驗片，其擺錘式?jīng)_擊值大。權(quán)利要求1.一種鈦酸鉀，其為K2TinO(2n+1)所示的鈦酸鉀，其特征在于X射線衍射的強度最大的峰(2θ)在11.0°～13.5°的范圍內(nèi)，其半寬度為0.5°以上，其中，n＝4.0～11.0。2.如權(quán)利要求l所述的鈦酸鉀，其特征在于具有不定形的形狀。3.如權(quán)利要求1或2所述的鈦酸鉀，其特征在于具有多個突起沿不規(guī)則的方向延伸的形狀。4.如權(quán)利要求13中任一項所述的鈦酸鉀，其特征在于具有阿米巴狀的形狀。5.如權(quán)利要求14中任一項所述的鈦酸鉀，其特征在于平均粒徑為520pm的范圍。6.如權(quán)利要求15中任一項所述的鈦酸鉀，其特征在于對鈦源和鉀源的通過機械化學方式的粉碎得到的粉碎混合物進行燒制，得到2鈦酸鉀，由該2鈦酸鉀調(diào)制制得。7.—種鈦酸鉀的制造方法，其特征在于，包括以機械化學方式粉碎并混合鈦源和鉀源的工序；對粉碎混合物進行燒制，調(diào)制2鈦酸鉀的工序；和對2鈦酸鉀進行酸處理，使鉀成分溶出，然后進行燒制的工序。8.如權(quán)利要求7所述的鈦酸鉀的制造方法，其特征在于所述機械化學方式的粉碎是使用振動磨機的粉碎。9.如權(quán)利要求7或8所述的鈦酸鉀的制造方法，其特征在于粉碎混合物的燒制溫度為650100(TC的范圍。10.如權(quán)利要求79中任一項所述的鈦酸鉀的制造方法，其特征在于酸處理后的2鈦酸鉀的燒制溫度為400700°C的范圍。11.一種摩擦材料，其特征在于作為摩擦調(diào)節(jié)劑，含有權(quán)利要求16中任一項所述的鈦酸鉀或使用權(quán)利要求710中任一項所述的方法制得的鈦酸鉀。12.—種樹脂組合物，其特征在于含有權(quán)利要求16中任一項所述的鈦酸鉀或使用權(quán)利要求710中任一項所述的方法制得的鈦酸鉀。全文摘要本發(fā)明提供一種具有新穎的形狀、具有摩擦材料中的優(yōu)異的耐磨損性和樹脂組合物中的優(yōu)異的增強性能的鈦酸鉀及其制造方法，以及使用該鈦酸鉀的摩擦材料和樹脂組合物。所述鈦酸鉀是K₂Ti_nO_(2n+1)(n＝4.0～11.0)所示的鈦酸鉀，其特征在于X射線衍射的強度最大的峰(2θ)在11.0°～13.5°的范圍內(nèi)，其半寬度為0.5°以上。文檔編號C01G23/00GK101631747SQ200880007938公開日2010年1月20日申請日期2008年3月17日優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日發(fā)明者糸井伸樹申請人:大塚化學株式會社