CN101693780B - 一种涂附磨具用酚醛树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涂附磨具用酚醛树脂及其制备方法，首先使用酚、醛等化合物在碱性催化剂条件下，经过加成缩聚反应制备一种水溶性酚醛树脂，然后将上述制备的酚醛树脂在45～60℃条件下与一种高强活性酚醛树脂混合构成主料，搅拌约10～35分钟；冷却至30～40℃后，向主料中添加至少一种无机活性添加剂，搅拌5～30分钟；再缓慢加入至少一种无机填料，快速搅拌10～40分钟；降温至30℃以下，最后加入至少一种热塑性树脂和混合溶剂，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000～2500cps/25℃，过滤出料。本发明制备的改性酚醛树脂降低了生产成本，提高了制品的粘接性能和耐热、耐磨、耐冲击性能。

Description

一种涂附磨具用酚醛树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂及其制备方法，具体地说是一种涂附磨具用酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

随着涂附磨具行业的快速发展，市场对制品的性能要求逐渐提高。作为涂附磨具的三大组成部分之一的粘接剂起到了重要作用，对其的研究开发一直持续不断。

公开号为CN1377916A的专利，提出了一种水溶性酚醛树脂/纳米粘土复合物及其制备方法，主要使用了层状纳米硅酸盐粘土应用在酚醛树脂的制备中，产品具有优异的粘接强度，是制造增强性研磨片、砂布、砂带、砂纸和涂附磨具的原料。

公开号为CN1799771A的专利，提出了一种纳米砂带的制造方法，其关键是制备了一种纳米酚醛树脂，它主要是由水溶性酚醛树脂和钛酸酯在150-250℃条件下发生水解反应生成。

公开号为CN1149062A的专利，提出了使用α-甲基苯乙烯改性酚醛树脂的制造方法，可以在不增加成本的基础上明显提高树脂砂轮磨具的回转强度和硬度等级。

公开号为CN1834151A的专利，使用了纳米二氧化硅来改性硼酚醛树脂，它采用了溶液共混法和超声波辅助分散法相结合的方法，使得经过表面处理的二氧化硅在硼酚醛树脂呈纳米级均匀分散，制备出的纳米复合材料具有良好的力学性能、耐热性、耐烧蚀性等优点。

公开号为CN1482173A的专利，使用了纳米铜粉和纳米氧化铝纤维联合改性酚醛树脂，并使用了纳米铜粉催化合成酚醛树脂的新方法，可以节省能源、降低成本，提高耐热性、韧性和强度。

公开号为CN1784462A的专利，使用了硅烷来改性酚醛树脂，所述硅烷为双-甲硅烷基聚硫硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等；制成的改性材料可以在橡胶化合物配方中的处理和使用相对安全，同时可改善粘有黄铜的钢丝帘线与固化橡胶化合物的老化前、热老化和潮湿老化的粘着。

公开号为CN101104672A的专利，公开了一种高性能改选酚醛树脂的生产方法，它是在反应初期加入苯氧树脂然后再进行缩合反应或在反应后期加入苯氧树脂反应，均可使制的的酚醛树脂具有较好的耐热性、韧性和强度，解决了制品的抗破裂强度低喝耐磨性差的问题，可以应用在制造高性能的磨具磨料和摩擦材料产品上。

公开号为CN101077903A的专利，公开了一种窄分布的线性酚醛树脂的制备方法，其使用了酸类和层状硅酸盐为复合催化剂，有效控制游离酚、二聚体、三聚体的含量，制备了具有较低的熔体粘度和较均一的固化行为的分子量窄发布酚醛树脂，制品的耐热性更好。

公开号为CN101089040A的专利，公开了一种高保湿耐火材料用酚醛树脂的合成方法，它由5-20wt％的高邻位热固性液体酚醛树脂和80-95wt％的热固性液体酚醛树脂组成，可以作为磨具磨料的粘接剂，具有高的浸润能力和高的保湿性。

以上公知的酚醛树脂虽然有着各自的优点，但在涂附磨具的应用中也存在着缺点，粘接性能不是很好，耐热、耐磨和耐冲击性能还有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种可降低成本，提高粘接性能，提高耐热、耐磨和耐冲击性能的涂附磨具用酚醛树脂及其制备方法。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种涂附磨具用酚醛树脂，组分包括传统已知工艺制备的酚醛树脂、活性高强酚醛树脂、无机活性添加剂、无机填料、水溶性热塑性树脂和混合溶剂。

一种涂附磨具用酚醛树脂的制备方法，按以下步骤进行：

(1)将传统已知工艺制备的酚醛树脂在45～60℃条件下与活性高强酚醛树脂混合构成主料，搅拌反应10～35分钟；

(2)将步骤(1)的主料冷却至30～40℃后，向主料中添加无机活性添加剂，搅拌5～30分钟；

(3)向步骤(2)所得混合料中缓慢加入无机填料，快速搅拌10～40分钟；

(4)将步骤(3)所得混合料降温至30℃以下，加入水溶性热塑性树脂和混合溶剂，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000～2500cps/25℃，过滤出料。

本发明的涂附磨具用酚醛树脂，各组分的重量百分比为：

传统已知工艺制备的酚醛树脂    5～80％

活性高强酚醛树脂              5～70％

无机活性添加剂                0.1～0.5％

无机填料                      10～25％

水溶性热塑性树脂              0.2～5％

混合溶剂                      2～5％。

活性高强酚醛树脂是二甲苯改性酚醛树脂、芳烷基醚改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂中的至少一种；无机活性添加剂是硫酸亚铁、硫化铁、硫中的至少一种；无机填料是重钙、轻钙、白垩土、硅酸盐、六氟铝酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟化钙、氟化钠中的至少一种；水溶性热塑性树脂是丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚醋酸乙烯乳液、橡胶中的至少一种；混合溶剂是甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单乙醚、二乙二醇乙醚、水中的至少两种。

本发明的优点是：本发明主要应用在涂附磨具的粘接剂中，更主要应用在底胶和复胶中，具有以下优点：①提高了粘接性能：在底胶应用中，本发明的酚醛树脂比传统工艺制备的酚醛树脂或活性高强酚醛树脂单独使用的剥离强度提高了2～18％；②降低了生产成本：由于添加了无机填料，综合成本降低5～15％。；③提高了制品的耐热、耐磨、耐冲击性能。

具体实施方式

本发明的涂附磨具用酚醛树脂，组分包括传统已知工艺制备的酚醛树脂、活性高强酚醛树脂、无机活性添加剂、无机填料、水溶性热塑性树脂和混合溶剂。

各组分的重量百分比为：传统已知工艺制备的酚醛树脂：5～80％；活性高强酚醛树脂：5～70％；无机活性添加剂：0.1～0.5％；无机填料：10～25％；水溶性热塑性树脂：0.2～5％；混合溶剂：2～5％。

活性高强酚醛树脂是二甲苯改性酚醛树脂、芳烷基醚改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂中的至少一种；无机活性添加剂是硫酸亚铁、硫化铁、硫中的至少一种；无机填料是重钙、轻钙、白垩土、硅酸盐、六氟铝酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟化钙、氟化钠中的至少一种；水溶性热塑性树脂是丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚醋酸乙烯乳液、橡胶中的至少一种；混合溶剂是甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单乙醚、二乙二醇乙醚、水中的至少两种。传统已知工艺制备的酚醛树脂的固含量：76％，粘度：1000～1800cps/25℃，水溶性：150～300％，pH：7.5。活性高强酚醛树脂的固含量：78％，粘度：2000～3000cps/25℃，水溶性：300～500％，pH：8.0。无机填料的的粒径为200目～800目。

本发明的酚醛树脂的制备方法，首先使用酚、醛等化合物在碱性催化剂条件下，经过加成缩聚反应制备一种水溶性酚醛树脂，然后在45～60℃条件下与一种高强活性酚醛树脂混合构成主料，搅拌反应10～35分钟；冷却至30～40℃后，向主料中添加一种无机活性添加剂，搅拌5～30分钟；再缓慢加入无机填料，快速搅拌10～40分钟；降温至30℃以下，最后加入一种热塑性树脂和一种混合溶剂，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000～2500cps/25℃，过滤出料。

实施例一

首先使用传统工艺制备60份酚醛树脂A，然后在50℃条件下与40份高强活性酚醛树脂B混合构成主料，搅拌约15分钟；然后冷却至40℃后，向其中添加0.8份无机活性添加剂硫化铁，搅拌10分钟；再缓慢加入19.7份无机填料碳酸钙(粒度＞300目)，快速搅拌约20分钟至均匀；降温至35℃以下，最后加入3份热塑性丙烯酸酯树脂和4份乙醇和水的混合溶剂(乙醇∶水＝1∶1)，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000-2500cps/25℃，过滤出料。

对比例一

首先使用传统已知工艺制备100份酚醛树脂A，然后冷却至40℃后，向其中添加0.2份无机活性添加剂硫化铁，搅拌10分钟；再缓慢加入19.5份无机填料碳酸钙(粒度＞300目)，快速搅拌约20分钟至均匀；降温至35℃以下，最后加入3份热塑性丙烯酸酯树脂和3份乙醇和水的混合溶剂(乙醇∶水＝7∶3)，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000-2500cps/25℃，过滤出料。

对比例二

将100份高强活性酚醛树脂B在50℃条件下搅拌约15分钟构成主料，然后冷却至40℃后，向其中添加0.5份无机活性添加剂硫化铁，搅拌10分钟；再缓慢加入20份无机填料碳酸钙(粒度＞300目)，快速搅拌约20分钟至均匀；降温至35℃以下，最后加入3份热塑性丙烯酸酯树脂和5份乙醇和水的混合溶剂(乙醇∶水＝6∶4)，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000～2500cps/25℃，过滤出料。

将实施例一和对比例一、对比例二所得的酚醛树脂应用在涂附磨具产品上，性能对比如下表：

表1

编号	粘度cps/25℃	剥离强度N/5cm	制品的脱金量g/6h
				实施例一	2350	290	104.42
对比例一	2400	314	113.20
				对比例二	2300	321	122.54

由上表可知：本发明的涂附磨具的剥离强度和制品的脱金量都得到了提高。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种涂附磨具用酚醛树脂，其特征在于：组分包括传统已知工艺制备的酚醛树脂、活性高强酚醛树脂、无机活性添加剂、无机填料、水溶性热塑性树脂和混合溶剂；

所述各组分的重量百分比为：

所述活性高强酚醛树脂是二甲苯改性酚醛树脂、芳烷基醚改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂中的至少一种；所述无机活性添加剂是硫酸亚铁、硫化铁、硫中的至少一种；所述无机填料是重钙、轻钙、白垩土、硅酸盐、六氟铝酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟化钙、氟化钠中的至少一种；所述水溶性热塑性树脂是丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚醋酸乙烯乳液、橡胶中的至少一种；所述混合溶剂是甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单乙醚、二乙二醇乙醚、水中的至少两种。

2.如权利要求1所述的一种涂附磨具用酚醛树脂，其特征在于：所述传统已知工艺制备的酚醛树脂的固含量：76％，粘度：1000～1800cps/25℃，水溶性：150～300％，pH：7.5。

3.如权利要求1所述的一种涂附磨具用酚醛树脂，其特征在于：所述活性高强酚醛树脂的固含量：78％，粘度：2000～3000cps/25℃，水溶性：300～500％，pH：8.0。

4.如权利要求1所述的一种涂附磨具用酚醛树脂，其特征在于：所述无机填料的粒径为200目～800目。

5.制备如权利要求1所述的一种涂附磨具用酚醛树脂的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：

(1)将传统已知工艺制备的酚醛树脂在45～60℃条件下与活性高强酚醛树脂混合构成主料，搅拌反应10～35分钟；

(2)将步骤(1)的主料冷却至30～40℃后，向主料中添加无机活性添加剂，搅拌5～30分钟；

(3)向步骤(2)所得混合料中缓慢加入无机填料，快速搅拌10～40分钟；

(4)将步骤(3)所得混合料降温至30℃以下，加入水溶性热塑性树脂和混合溶剂，经过高速搅拌进行物理化学反应，控制粘度在2000～2500cps/25℃，过滤出料。