一種高熱還原磨料樹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，尤其涉及一種高熱還原磨料樹脂砂輪及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[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(yán)格，而基體作為摩擦材料的重要組成部分一直是開發(fā)與研究的重點。酚醛樹脂、環(huán)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(huán)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(jié)性能限制了其在摩擦材料方面的應(yīng)用。酚醛樹脂在耐熱性能、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，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(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種高熱還原磨料樹脂砂輪及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高熱還原磨料樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN 磨料 430-500、石英砂 70-100、硝酸鈰 10-17、乙二醇 40_50、25_28wt% 氨水 10-14、雙氧水2-3、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、氯化鋇10-13、焦炭13-20、氯化鈉1-2。
[0005]一種所述的高熱還原磨料樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(I)將上述25-28wt%氨水、雙氧水混合，攪拌均勻；
(2 )將上述乙二醇與其重量4 O - 5 O %的去離子水混合，攪拌均勻，加入硝酸鈰，在70-75°C下保溫攪拌20-30分鐘，滴加上述25_28wt%氨水、雙氧水的混合液，滴加完畢后調(diào)節(jié)溶液PH為9-10，攪拌反應(yīng)120-130分鐘，抽濾，水洗3_4次，得鈰前驅(qū)體；
(3)將上述石英砂、鈰前驅(qū)體混合，在800-900°C下煅燒40-50分鐘，加入焦炭、氯化鈉，置于電爐中，在1900-2000°C下加熱1-2小時，自然冷卻至常溫，球磨均勻，得還原磨料；
(4)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；
(5)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(6)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，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪單體；
(7)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:80-90cC、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脂；
(8)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂、還原磨料、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(jù)需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，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；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(fā)明的優(yōu)點是:
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；
本發(fā)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(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(nèi)應(yīng)力和微裂紋；
本發(fā)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(huán)，而硼酚醛樹脂是由B-"鍵來連接苯環(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、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性；
本發(fā)明的采用焦炭對鈰前驅(qū)體進行熱還原，得到高強度的還原磨料，可以提高砂輪的自銳性。
【具體實施方式】
[0007]一種高熱還原磨料樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
CBN磨料430、石英砂70、硝酸鈰10、乙二醇40、25wt%氨水10、雙氧水2、苯酚90、35%甲醛溶液96、硼酸5、六次甲基四胺2、苯胺13、氯化鋇10、焦炭13、氯化鈉I。
[0008]一種所述的高熱還原磨料樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述25wt%氨水、雙氧水混合，攪拌均勻；
(2)將上述乙二醇與其重量40%的去離子水混合，攪拌均勻，加入硝酸鈰，在70°C下保溫攪拌20分鐘，滴加上述25wt%氨水、雙氧水的混合液，滴加完畢后調(diào)節(jié)溶液PH為9，攪拌反應(yīng)120分鐘，抽濾，水洗3次，得鈰前驅(qū)體；
(3)將上述石英砂、鈰前驅(qū)體混合，在800°C下煅燒40分鐘，加入焦炭、氯化鈉，置于電爐中，在1900°C下加熱I小時，自然冷卻至常溫，球磨均勻，得還原磨料；
(4)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；
(5)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過160目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(6)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，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100°C，冷卻，得苯并惡嗪單體；
(7)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；100C UOO分鐘;130。。、40分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹脂；
(8)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂、還原磨料、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(jù)需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，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；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 0C ；
回轉(zhuǎn)強度144m/s ;
磨耗實驗:用相同重量、相同規(guī)格的市售的酚醛樹脂砂輪和本發(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984g，磨耗小，耐用度高。
【主權(quán)項】
1.一種高熱還原磨料樹脂砂輪，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: CBN 磨料 430-500、石英砂 70-100、硝酸鈰 10-17、乙二醇 40_50、25_28wt% 氨水 10-14、雙氧水2-3、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、氯化鋇10-13、焦炭13-20、氯化鈉1-2。2.一種如權(quán)利要求1所述的高熱還原磨料樹脂砂輪的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述25-28wt%氨水、雙氧水混合，攪拌均勻； (2 )將上述乙二醇與其重量40-50%的去離子水混合，攪拌均勻，加入硝酸鈰，在70-75°C下保溫攪拌20-30分鐘，滴加上述25_28wt%氨水、雙氧水的混合液，滴加完畢后調(diào)節(jié)溶液PH為9-10，攪拌反應(yīng)120-130分鐘，抽濾，水洗3_4次，得鈰前驅(qū)體； (3)將上述石英砂、鈰前驅(qū)體混合，在800-900°C下煅燒40-50分鐘，加入焦炭、氯化鈉，置于電爐中，在1900-2000°C下加熱1-2小時，自然冷卻至常溫，球磨均勻，得還原磨料； (4)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； (5)將上述六次甲基四胺、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉； (6)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，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪單體； (7)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； (8)將上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂、還原磨料、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(jù)需求的厚度疊裝起來，用薄鐵皮板隔開，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；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(fā)明公開了一種高熱還原磨料樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的：CBN磨料430-500、石英砂70-100、硝酸鈰10-17、乙二醇40-50、25-28wt%氨水10-14、雙氧水2-3、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、氯化鋇10-13、焦炭13-20、氯化鈉1-2。本發(fā)明的采用焦炭對鈰前驅(qū)體進行熱還原，得到高強度的還原磨料，可以提高砂輪的自銳性。
【IPC分類】C08G8/28, B24D3/28, B24D18/00, B24D3/34, C09K3/14
【公開號】CN105328590
【申請?zhí)枴緾N201510651494
【發(fā)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2月17日
【申請日】2015年10月9日