一種高速切割樹脂砂輪及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及砂輪技術領域，尤其涉及一種高速切割樹脂砂輪及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車、飛機等速度的不斷提高，對傳動、制動等摩擦材料的要求更加嚴格，而基體作為摩擦材料的重要組成部分一直是開發與研究的重點。酚醛樹脂、環氧樹脂、丁苯橡膠和聚四氟乙烯均可被用作摩擦材料的基體，但是環氧樹脂、丁苯橡膠和聚四氟乙烯由于較差的耐磨性能、耐熱性能和黏結性能限制了其在摩擦材料方面的應用。酚醛樹脂在耐熱性能、黏結性能、力學性能、成型加工性能和成本等方面的優勢，使其成為復合摩擦材料最常用黏結劑基體材料。然而，純酚醛樹脂存在脆性大、韌性差、硬度高、耐熱性不足、強度低及使用時噪音大等缺陷，極大影響摩擦材料性能，因此，對酚醛樹脂進行改性是提高其綜合性能的有效方法。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高速切割樹脂砂輪及其制備方法。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種高速切割樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN磨料410-500、白剛玉粉70-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、氧化鉀2-3、苯酚90-100、氟硅酸鈉3.6_4、季戊四醇0.6-10
[0005]—種所述的高速切割樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述白剛玉粉加入到10-16mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡1_2小時，過濾、水洗、烘干，與上述氟硅酸鈉重量的10-16%混合，在300-350°C下煅燒40-50分鐘，自然冷卻，與氧化鉀混合，球磨均勻，為白剛玉磨料；
(2)將剩余的氟硅酸鈉加入到17-20倍去離子水中，攪拌均勻；
(3)將上述苯酚重量的68-75%、35-40%甲醛溶液重量的70-75%混合，攪拌均勻，加入氫氧化鈉，調節PH為8-9，升高溫度為70-75°C，保溫攪拌1.6-2小時，加入硼酸，升高溫度為110-120°C，減壓脫水50-60分鐘，加入混合體系重量2_3%的無水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時，然后在110-115°C下加熱8_9小時，冷卻，得硼酸酚醛樹脂；
(4)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細粉，過160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(5)將剩余的苯酚、35-40%甲醛溶液混合，加入混合液重量1-1.5倍的丁酮，攪拌均勻，加熱到80-85°C，滴加苯胺，滴加完畢后在上述溫度下保溫反應4-6小時，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪單體；
(6)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪單體混合，加入到混合料重量2-3倍的丁酮中，攪拌溶解，在76-80°C下真空干燥2.6-3小時，濃縮，在下述升溫體系下進行固化，所述的升溫體系為:80-90°C、50-60 分鐘；100-110°C、100-120 分鐘;130-140°C、40_50 分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹脂；
(7)將苯并惡嗪改性酚醛樹脂加入到步驟(2)中的氟硅酸鈉水溶液中，攪拌均勻，滴加96-98%的硫酸，調節PH為1-3，升高溫度為60_70°C，保溫反應1_2小時，冷卻至常溫，與季戊四醇、上述白剛玉磨料混合，攪拌20-30分鐘，脫水，得預混磨料；
(8)將上述預混磨料與剩余各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160-170°C、壓力390-410T、熱壓時間為30-32分鐘，熱壓過程中每4_5分鐘放汽一次；
(9)將上述熱壓成型后的樹脂砂輪片根據需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，放入預設好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100-120°C、4-5小時；125-140°C、7-8小時；150-170°C、1_2小時；180-185°C、8-9小時；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹脂砂輪。
[0006]本發明的優點是:
本發明的砂輪具有很好的熱穩定性，這是由于在酚醛固化結構中引入了苯并惡嗪樹月旨，它是一種含有苯環和N、0雜原子的雙環化合物，所以熱穩定性強；
本發明的砂輪硬度高，這是由于加入了苯并惡嗪單體，其在砂輪的熱壓和硬化過程中，易揮發物質少，降低了砂輪的氣孔率，提高了致密性和硬度；
本發明的砂輪回轉強度高，這是由于加入了苯并惡嗪單體，砂輪在固化后體積收縮小，減少了內應力和微裂紋；
本發明在砂輪在酚醛樹脂中引入硼，提高了成品的綜合性能，這是由于酚醛樹脂是由C-C鍵來連接苯環，而硼酚醛樹脂是由B-"鍵來連接苯環的，其中C-C的鍵能為347KJ/mol，B-0的鍵能為523KJ/mol，遠高于C-C的鍵能，形成了含硼的三向交聯結構，可以明顯提高砂輪的耐熱性、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性；
本發明的樹脂砂輪特別適用于高速切割用，磨削效率高。
【具體實施方式】
[0007]—種高速切割樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN磨料410、白剛玉粉70、35%甲醛溶液96、硼酸5、六次甲基四胺2、苯胺13、氧化鉀
2、苯酚90、氟硅酸鈉3.6、季戊四醇0.6。
[0008]—種所述的高速切割樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述白剛玉粉加入到10mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡1小時，過濾、水洗、烘干，與上述氟硅酸鈉重量的10%混合，在300°C下煅燒40分鐘，自然冷卻，與氧化鉀混合，球磨均勻，為白剛玉磨料；
(2)將剩余的氟硅酸鈉加入到17倍去離子水中，攪拌均勻；
(3)將上述苯酚重量的68%、35%甲醛溶液重量的70%混合，攪拌均勻，加入氫氧化鈉，調節PH為8，升高溫度為70°C，保溫攪拌1.6小時，加入硼酸，升高溫度為110°C，減壓脫水50分鐘，加入混合體系重量2%的無水乙醇，攪拌均勻，先在80°C下加熱8小時，然后在110°C下加熱8小時，冷卻，得硼酸酚醛樹脂；
(4)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細粉，過160目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(5)將剩余的苯酚、35%甲醛溶液混合，加入混合液重量1倍的丁酮，攪拌均勻，加熱到80°C，滴加苯胺，滴加完畢后在上述溫度下保溫反應4小時，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100°C，冷卻，得苯并惡嗪單體；
(6)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪單體混合，加入到混合料重量2倍的丁酮中，攪拌溶解，在76°C下真空干燥2.6小時，濃縮，在下述升溫體系下進行固化，所述的升溫體系為:80。。、50分鐘;100。。、100分鐘;130。。、40分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹脂；
(7)將苯并惡嗪改性酚醛樹脂加入到步驟(2)中的氟硅酸鈉水溶液中，攪拌均勻，滴加96%的硫酸，調節PH為1，升高溫度為60°C，保溫反應1小時，冷卻至常溫，與季戊四醇、上述白剛玉磨料混合，攪拌20分鐘，脫水，得預混磨料；
(8)將上述預混磨料與剩余各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160°C、壓力390T、熱壓時間為30分鐘，熱壓過程中每4分鐘放汽一次；
(9)將上述熱壓成型后的樹脂砂輪片根據需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，放入預設好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100°C、4小時；125°C、7小時；150°C、1小時；180°C、8小時；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹脂砂輪。
[0009] 性能測試:
熱分解溫度:彡420 °C ；
回轉強度141m/s ;
磨耗實驗:用相同重量、相同規格的市售的酚醛樹脂砂輪和本發明的砂輪，重量均為lkg，分別以同樣的方式連續切割槽鋼，市售的酚醛樹脂砂輪切割后的砂輪重量為973g，本發明的砂輪切割后的重量為984g，磨耗小，耐用度高。
【主權項】
1.一種高速切割樹脂砂輪，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: CBN磨料410-500、白剛玉粉70-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、氧化鉀2-3、苯酚90-100、氟硅酸鈉3.6_4、季戊四醇0.6-102.一種如權利要求1所述的高速切割樹脂砂輪的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述白剛玉粉加入到10-16mol/l的氫氧化鈉溶液中浸泡1_2小時，過濾、水洗、烘干，與上述氟硅酸鈉重量的10-16%混合，在300-350°C下煅燒40-50分鐘，自然冷卻，與氧化鉀混合，球磨均勻，為白剛玉磨料； (2)將剩余的氟硅酸鈉加入到17-20倍去離子水中，攪拌均勻； (3)將上述苯酚重量的68-75%、35-40%甲醛溶液重量的70-75%混合，攪拌均勻，加入氫氧化鈉，調節PH為8-9，升高溫度為70-75°C，保溫攪拌1.6-2小時，加入硼酸，升高溫度為110-120°C，減壓脫水50-60分鐘，加入混合體系重量2_3%的無水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時，然后在110-115°C下加熱8_9小時，冷卻，得硼酸酚醛樹脂； (4)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細粉，過160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉； (5)將剩余的苯酚、35-40%甲醛溶液混合，加入混合液重量1-1.5倍的丁酮，攪拌均勻，加熱到80-85°C，滴加苯胺，滴加完畢后在上述溫度下保溫反應4-6小時，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪單體； (6)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪單體混合，加入到混合料重量2-3倍的丁酮中，攪拌溶解，在76-80°C下真空干燥2.6-3小時，濃縮，在下述升溫體系下進行固化，所述的升溫體系為:80-90°C、50-60 分鐘；100-110°C、100-120 分鐘;130-140°C、40_50 分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹脂； (7)將苯并惡嗪改性酚醛樹脂加入到步驟(2)中的氟硅酸鈉水溶液中，攪拌均勻，滴加96-98%的硫酸，調節PH為1-3，升高溫度為60_70°C，保溫反應1_2小時，冷卻至常溫，與季戊四醇、上述白剛玉磨料混合，攪拌20-30分鐘，脫水，得預混磨料； (8)將上述預混磨料與剩余各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160-170°C、壓力390-410T、熱壓時間為30-32分鐘，熱壓過程中每4_5分鐘放汽一次； (9)將上述熱壓成型后的樹脂砂輪片根據需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，放入預設好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100-120°C、4-5小時；125-140°C、7-8小時；150-170°C、1_2小時；180-185°C、8-9小時；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹脂砂輪。
【專利摘要】本發明公開了一種高速切割樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的：CBN磨料410-500、白剛玉粉70-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、氧化鉀2-3、苯酚90-100、氟硅酸鈉3.6-4、季戊四醇0.6-1。本發明的樹脂砂輪特別適用于高速切割用，磨削效率高。
【IPC分類】B24D3/34, B24D3/28, C08G16/04, C08K3/34, C08K3/22, B24D18/00, C08G16/02
【公開號】CN105382712
【申請號】CN201510651529
【發明人】黃浩
【申請人】蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月9日