一種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及砂輪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車、飛機(jī)等速度的不斷提高，對(duì)傳動(dòng)、制動(dòng)等摩擦材料的要求更加嚴(yán)格，而基體作為摩擦材料的重要組成部分一直是開(kāi)發(fā)與研究的重點(diǎn)。酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)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(huán)氧樹(shù)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(jié)性能限制了其在摩擦材料方面的應(yīng)用。酚醛樹(shù)脂在耐熱性能、黏結(jié)性能、力學(xué)性能、成型加工性能和成本等方面的優(yōu)勢(shì)，使其成為復(fù)合摩擦材料最常用黏結(jié)劑基體材料。然而，純酚醛樹(shù)脂存在脆性大、韌性差、硬度高、耐熱性不足、強(qiáng)度低及使用時(shí)噪音大等缺陷，極大影響摩擦材料性能，因此，對(duì)酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改性是提高其綜合性能的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN磨料570-600、苯酚90-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、三水鋁石30-40、環(huán)烷酸鋅0.1-0.2、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2、蓖麻酸鈣3-4、硬脂酸鈣6-10、磷酸鈣10-13。
[0005]—種所述的復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述蓖麻酸鈣、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻，加入混合料重量2-3倍水，升高溫度為60-70 0C，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得復(fù)合鈣溶液；
(2)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(diào)節(jié)PH為8-9，升高溫度為70-75°C，保溫?cái)嚢?.6-2小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時(shí)，然后在110-115°C下加熱8_9小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹(shù)脂；
(3)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂加入到復(fù)合鈣溶液中，攪拌均勻，與六次甲基四胺、硼酸酚醛樹(shù)脂混合，加入環(huán)烷酸鋅，在80-90°C下加熱至水干，磨成細(xì)粉，過(guò)160-200目篩，得硼酸酚醛樹(shù)脂粉；
(4)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(yīng)4-6小時(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w；
(5)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，所述的升溫體系為:80-90cC、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(shù)脂；
(6)將上述三水鋁石在500-600°C下煅燒1-2小時(shí)，出料冷卻后加入其重量60-70%的水，加入磷酸鈣，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，在110-120°C下加熱至水干，冷卻，與上述CBN磨料混合，球磨均勻，為改性磨料；
(7)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹(shù)脂與改性磨料、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(shí)間為30-32分鐘，熱壓過(guò)程中每4_5分鐘放汽一次;
(8)將上述熱壓成型后的樹(shù)脂砂輪片根據(jù)需求的厚度疊裝起來(lái)，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100-120°C、4-5小時(shí)；125-140°C、7-8小時(shí)；150-170°C、1_2小時(shí)；180-185°C、8-9小時(shí)；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹(shù)脂砂輪。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的砂輪具有很好的熱穩(wěn)定性，這是由于在酚醛固化結(jié)構(gòu)中引入了苯并惡嗪樹(shù)月旨，它是一種含有苯環(huán)和N、O雜原子的雙環(huán)化合物，所以熱穩(wěn)定性強(qiáng)；
本發(fā)明的砂輪硬度高，這是由于加入了苯并惡嗪?jiǎn)误w，其在砂輪的熱壓和硬化過(guò)程中，易揮發(fā)物質(zhì)少，降低了砂輪的氣孔率，提高了致密性和硬度；
本發(fā)明的砂輪回轉(zhuǎn)強(qiáng)度高，這是由于加入了苯并惡嗪?jiǎn)误w，砂輪在固化后體積收縮小，減少了內(nèi)應(yīng)力和微裂紋；
本發(fā)明在砂輪在酚醛樹(shù)脂中引入硼，提高了成品的綜合性能，這是由于酚醛樹(shù)脂是由C-C鍵來(lái)連接苯環(huán)，而硼酚醛樹(shù)脂是由B-"鍵來(lái)連接苯環(huán)的，其中C-C的鍵能為347KJ/mol，B-O的鍵能為523KJ/mol，遠(yuǎn)高于C-C的鍵能，形成了含硼的三向交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以明顯提高砂輪的耐熱性、瞬時(shí)耐高溫性、耐燒蝕性；
本發(fā)明加入的蓖麻酸鈣、硬脂酸鈣可以起到一定的增加粘結(jié)性的效果，還可以提高熱穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN磨料570、苯酚90、35%甲醛溶液96、硼酸5、六次甲基四胺2、苯胺13、三水鋁石30、環(huán)烷酸鋅0.1、脂肪醇聚氧乙烯醚1、蓖麻酸鈣3、硬脂酸鈣6、磷酸鈣10。
[0008]一種所述的復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述蓖麻酸鈣、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻，加入混合料重量2倍水，升高溫度為60 V，保溫?cái)嚢?0分鐘，得復(fù)合鈣溶液；
(2)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(diào)節(jié)PH為8，升高溫度為70°C，保溫?cái)嚢?.6小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80°C下加熱8小時(shí)，然后在110°C下加熱8小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹(shù)脂；
(3)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂加入到復(fù)合鈣溶液中，攪拌均勻，與六次甲基四胺、硼酸酚醛樹(shù)脂混合，加入環(huán)烷酸鋅，在80°C下加熱至水干，磨成細(xì)粉，過(guò)160目篩，得硼酸酚醛樹(shù)脂粉； (4)將剩余的苯酚、35%甲醛溶液混合，加入混合液重量I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(yīng)4小時(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100°C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w；
(5)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，所述的升溫體系為:80。。、50分鐘；100C UOO分鐘;130。。、40分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹(shù)脂；
(6)將上述三水鋁石在500°C下煅燒I小時(shí)，出料冷卻后加入其重量60%的水，加入磷酸鈣，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，在110°C下加熱至水干，冷卻，與上述CBN磨料混合，球磨均勻，為改性磨料；
(7)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹(shù)脂與改性磨料、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(shí)間為30分鐘，熱壓過(guò)程中每4分鐘放汽一次；
(8)將上述熱壓成型后的樹(shù)脂砂輪片根據(jù)需求的厚度疊裝起來(lái)，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100°C、4小時(shí)；125°C、7小時(shí)；150°C、1小時(shí)；180°C,8小時(shí)；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹(shù)脂砂輪。
[0009] 性能測(cè)試:
熱分解溫度:彡420 0C ；
回轉(zhuǎn)強(qiáng)度143m/s ;
磨耗實(shí)驗(yàn):用相同重量、相同規(guī)格的市售的酚醛樹(shù)脂砂輪和本發(fā)明的砂輪，重量均為lkg，分別以同樣的方式連續(xù)切割槽鋼，市售的酚醛樹(shù)脂砂輪切割后的砂輪重量為973g，本發(fā)明的砂輪切割后的重量為981g，磨耗小，耐用度高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合鈣基樹(shù)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570-600、苯酚90-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、三水鋁石30-40、環(huán)烷酸鋅0.1-0.2、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2、蓖麻酸鈣3-4、硬脂酸鈣6-10、磷酸鈣10-13。2.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述蓖麻酸鈣、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻，加入混合料重量2-3倍水，升高溫度為60-70 °C，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得復(fù)合鈣溶液； (2)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(diào)節(jié)PH為8-9，升高溫度為70-75°C，保溫?cái)嚢?.6-2小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時(shí)，然后在110-115°C下加熱8_9小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹(shù)脂； (3)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂加入到復(fù)合鈣溶液中，攪拌均勻，與六次甲基四胺、硼酸酚醛樹(shù)脂混合，加入環(huán)烷酸鋅，在80-90°C下加熱至水干，磨成細(xì)粉，過(guò)160-200目篩，得硼酸酚醛樹(shù)脂粉； (4)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(yīng)4-6小時(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w； (5)將上述硼酸酚醛樹(shù)脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)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(shù)脂； (6)將上述三水鋁石在500-600°C下煅燒1-2小時(shí)，出料冷卻后加入其重量60-70%的水，加入磷酸鈣，加入脂肪醇聚氧乙烯醚，在110-120°C下加熱至水干，冷卻，與上述CBN磨料混合，球磨均勻，為改性磨料； (7)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹(shù)脂與改性磨料、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(shí)間為30-32分鐘，熱壓過(guò)程中每4_5分鐘放汽一次; (8)將上述熱壓成型后的樹(shù)脂砂輪片根據(jù)需求的厚度疊裝起來(lái)，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100-120°C、4-5小時(shí)；125-140°C、7-8小時(shí)；150-170°C、1_2小時(shí)；180-185°C、8-9小時(shí)；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹(shù)脂砂輪。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合鈣基樹(shù)脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的：CBN磨料570-600、苯酚90-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺2-6、苯胺13-20、三水鋁石30-40、環(huán)烷酸鋅0.1-0.2、脂肪醇聚氧乙烯醚1-2、蓖麻酸鈣3-4、硬脂酸鈣6-10、磷酸鈣10-13。本發(fā)明加入的蓖麻酸鈣、硬脂酸鈣可以起到一定的增加粘結(jié)性的效果，還可以提高熱穩(wěn)定性。
【IPC分類】B24D18/00, C08G8/28, C09K3/14, B24D3/28, B24D3/34, B24D3/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105328586
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510651514
【發(fā)明人】黃浩
【申請(qǐng)人】蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日