CN106751454A - 一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于酚醛树脂领域，公开了一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂，按照重量份数，其原料包括以下组分：苯酚100份，三聚氰胺10～35份，甲醛120～180份，硫酸钙晶须5~15份，甲醛捕捉剂1～10份，碱性催化剂1.2～3.0份，偶联剂0.1～2份。本发明还公开了该液体酚醛树脂的制备方法。本发明的液体酚醛树脂固含量增加，游离醛含量降低，制成超薄片砂轮切割磨削效率提升20～25%，耐用性提高了15～25%。

Description

一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂及其制备方法

技术领域

本发明属于酚醛树脂领域，具体是一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

树脂砂轮是以树脂为粘接剂、将松散的磨料粘接起来，固结成一定形状的薄片砂轮，它主要应用于金属型材的切割加工。一般的砂轮制备时，砂轮本体由磨料和网片构成，磨料镶嵌在网片中。其中磨料、结合剂和孔隙是砂轮的三个基本组成要素。因为磨料、结合剂以及砂轮制造工艺等不同，砂轮性能差别很大。因此，必须根据具体条件制备合适的砂轮。

酚醛树脂作为一种物美价廉多用途的通用树脂，耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性优良，耐酸性较好，耐碱性差，机械和电气性能良好，易于切割，在树脂砂轮尤其是超薄片砂轮制造中大量的应用。但由于其在超薄片制造中应用的特殊性及生产工艺的不足，目前市场上的一些酚醛树脂依然存在着很多缺陷，如酚醛树脂固含量低，固化速度不好，制成砂轮耐磨性不高，切割效率等问题。因此，本领域迫切希望能够找到一种成本较低、制备简单但是性能较好的酚醛树脂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种摩尔比适宜、固含量高、固化速度适宜、超耐磨、制成超薄片砂轮性能优异的水溶性液体酚醛树脂。

本发明的另一目的是提供该液体酚醛树脂的制备方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂，按照重量份数，其原料包括以下组分：苯酚100份，三聚氰胺10～35份，甲醛120～180份，硫酸钙晶须5~15份，甲醛捕捉剂1～10份，碱性催化剂1.2～3.0份，偶联剂0.1～2份。

进一步地，液体酚醛树脂的原料包括以下组分：苯酚100份，三聚氰胺20份，甲醛150份，硫酸钙晶须10份，甲醛捕捉剂6份，碱性催化剂2.0份，偶联剂1.0份。

进一步地，所述碱性催化剂为二价钡盐。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步地，所述甲醛的浓度是37wt%。

一种制备上述液体酚醛树脂的方法，包括以下步骤：

S1、向反应釜中加入苯酚、甲醛和总用量30~50%的三聚氰胺，然后加入碱性催化剂；

S2、加热使反应釜内物料升温至50～85℃，搅拌30～150min；

S3、加热至90～100℃，保温40～150min，加入余下的三聚氰胺，搅拌30～120min，检测其溶水性是否符合技术标准要求，若是，进行真空脱水；若否，继续搅拌；

S4、降温及减、脱水至40～65℃，加入甲醛捕捉剂和偶联剂，搅拌20～50min；

S5、放出15~30wt%产品进行研磨，并分次加入硫酸钙晶须；

S6、研磨后的硫酸钙晶须-酚醛树脂混合液加入反应釜中，与原有的酚醛树脂充分搅拌60～80min，制得液体酚醛树脂。

本发明具有以下有益效果：

本发明在苯酚、甲醛的基础上加入甲醛捕捉剂、碱催化剂和偶联剂，三聚氰胺进行改性，甲醛捕捉剂去除甲醛，同时采用物理共混工艺，通过专用设备将硫酸钙晶须混合加入液体酚醛树脂中进行改性，制成母液，然后与原制成的液体酚醛树脂充分混合，所得液体酚醛树脂固含量增加，游离醛含量降低，制作出的产品质量更稳定。

由本发明方法制备的液体酚醛树脂具有如下特点：

1、粘度及固含量高，更适合超薄片砂轮混料设备混料操作，更易与粉体酚醛树脂混合。

2、混合料松散性良好，同样配方，液体酚醛树脂使用量增加10～15%，在化验室和在规模化砂轮厂做实验，利用本发明改性新型液体酚醛树脂制备超薄片砂轮，混料干湿控制得好，混合料停放后堆积密度变化小。

3、混合料停放时间短，保湿性好，更适宜自动化成型自动投料。

4、混合料保湿型好，保证了混合料在成型过程中均匀性和稳定性。

5、经过验证，同样条件下（液体树脂技术指标一致，混料粉液比一致），混合料停放稳定时间可以保持24小时不变化，混合料的颗粒形状保持更完整，颗粒粒度更均匀稳定。

6、制成超薄片砂轮切割性能明显提升，其中耐用性提高了15～25%。

7、制成超薄片砂轮切割磨削效率提升20～25%，砂轮的使用切割手感更舒适。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

以下实施例的份数均指重量份。

实施例1

按照以下步骤制备液体酚醛树脂：

1、向反应釜中加入100份苯酚、150份甲醛（浓度是37wt%）和8份三聚氰胺，然后加入2.0份碱性催化剂碳酸钡；

2、加热使反应釜内物料匀速缓慢升温至70℃，搅拌100min；

3、加热至95℃，保温110min，加入余下的12份三聚氰胺，搅拌80min，检测其溶水性是否符合技术标准要求，若是，进行真空脱水；若否，继续搅拌；

4、降温及减、脱水至50℃，加入6份甲醛捕捉剂和1.0份硅烷偶联剂，搅拌40min；

5、放出20wt%产品，在专用的三辊研磨机上进行研磨，并分次缓慢加入10份硫酸钙晶须；

6、研磨后的硫酸钙晶须-酚醛树脂混合液加入反应釜中，与原有的酚醛树脂充分搅拌70min，检测粘度、溶水性等指标符合要求，制得液体酚醛树脂。

实施例2

按照以下步骤制备液体酚醛树脂：

1、向反应釜中加入100份苯酚、130份甲醛（浓度是37wt%）和4份三聚氰胺，然后加入1.4份碱性催化剂硫酸钡；

2、加热使反应釜内物料匀速缓慢升温至55℃，搅拌140min；

3、加热至100℃，保温50min，加入余下的8份三聚氰胺，搅拌40min，检测其溶水性是否符合技术标准要求，若是，进行真空脱水；若否，继续搅拌；

4、降温及减、脱水至65℃，加入1份甲醛捕捉剂和0.2份硅烷偶联剂，搅拌25min；

5、放出20wt%产品，在专用的三辊研磨机上进行研磨，并分次缓慢加入5份硫酸钙晶须；

6、研磨后的硫酸钙晶须-酚醛树脂混合液加入反应釜中，与原有的酚醛树脂充分搅拌60min，检测粘度、溶水性等指标符合要求，制得液体酚醛树脂。

实施例3

按照以下步骤制备液体酚醛树脂：

1、向反应釜中加入100份苯酚、180份甲醛（浓度是37wt%）和17份三聚氰胺，然后加入2.8份碱性催化剂硝酸钡；

2、加热使反应釜内物料匀速缓慢升温至80℃，搅拌50min；

3、加热至90℃，保温120min，加入余下的18份三聚氰胺，搅拌100min，检测其溶水性是否符合技术标准要求，若是，进行真空脱水；若否，继续搅拌；

4、降温及减、脱水至40℃，加入8份甲醛捕捉剂和2份硅烷偶联剂，搅拌50min；

5、放出20wt%产品，在专用的三辊研磨机上进行研磨，并分次缓慢加入14份硫酸钙晶须；

6、研磨后的硫酸钙晶须-酚醛树脂混合液加入反应釜中，与原有的酚醛树脂充分搅拌80min，检测粘度、溶水性等指标符合要求，制得液体酚醛树脂。

对比例1

制备方法与实施例1基本相同，但是不加入三聚氰胺改性。

对比例2

制备方法与实施例1基本相同，但是不加入硫酸钙晶须改性。

对比例3

制备方法与实施例1基本相同，但是不加入三聚氰胺和硫酸钙晶须改性。

性能测试

在化验室和在规模化砂轮厂做实验，实施例1~3的液体酚醛树脂制备超薄片砂轮，混料干湿控制得好，混合料停放24h后堆积密度基本没有变化，相比对比例1~3，混合料的颗粒形状保持更完整，颗粒粒度更均匀稳定。

将实施例1~3、对比例1~3的酚醛树脂与刚玉等制成超薄片砂轮，以YG8硬质合金工件为加工材质，测试性能，结果如下表所示：

	砂轮寿命（万m2/mm）	磨削比
			实施例1	1.8	52
实施例2	1.7	48
			实施例3	1.8	50
对比例1	1.4	43
			对比例2	1.5	42
对比例3	1.2	40

从试验可知，本发明的酚醛树脂所制得的超薄片砂轮使用寿命增加，磨削性能（磨削比）提升，其中，实施例1的粉体酚醛树脂制得的超薄片砂轮综合性能最优。

本发明制备的硫酸钙晶须多聚氨复合改性水溶性液体酚醛树脂更适用于超薄片砂轮制造。但应注意以下问题：混料时上锅混料时间需延长5分钟以上；混料时液体与粉体比例应该提高，即液体加入量适量增加；在气温低于15℃时混料时上锅应该加热。混料时下锅混料时间应更合适（需认真观察物料，如果混合料颜色均匀，不再变化，应及时放料）；混合料停放时间：适宜在2～24小时内使用；冷压成型、半热压成型使用的区别——冷压：应在2～12小时内使用最佳，半热压：应在6～24小时内使用最佳。

使用本发明的新型改性液体酚醛树脂制造超薄片砂轮后，混料时干湿比容易掌握，粉液比稳定，树脂液使用量增加明显，主要解决了超薄片砂轮的超耐用性和高效率。

由于混合料停放后堆积密度稳定，停放2～4小时后堆积密度稳定，混合料的颗粒形状保持好，颜色均匀，制成的超薄片外观好，性能提升，客户产销量均得以提升。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种超薄片砂轮用液体酚醛树脂，其特征在于，按照重量份数，其原料包括以下组分：苯酚100份，三聚氰胺10～35份，甲醛120～180份，硫酸钙晶须5~15份，甲醛捕捉剂1～10份，碱性催化剂1.2～3.0份，偶联剂0.1～2份。

2.根据权利要求1所述的液体酚醛树脂，其特征在于，原料包括以下组分：苯酚100份，三聚氰胺20份，甲醛150份，硫酸钙晶须10份，甲醛捕捉剂6份，碱性催化剂2.0份，偶联剂1.0份。

3.根据权利要求1所述的液体酚醛树脂，其特征在于，所述碱性催化剂为二价钡盐。

4.根据权利要求1所述的液体酚醛树脂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

5.根据权利要求1所述的液体酚醛树脂，其特征在于，所述甲醛的浓度是37wt%。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的液体酚醛树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向反应釜中加入苯酚、甲醛和总用量30~50%的三聚氰胺，然后加入碱性催化剂；

S2、加热使反应釜内物料升温至50～85℃，搅拌30～150min；

S3、加热至90～100℃，保温40～150min，加入余下的三聚氰胺，搅拌30～120min，检测其溶水性是否符合技术标准要求，若是，进行真空脱水；若否，继续搅拌；

S4、降温及减、脱水至40～65℃，加入甲醛捕捉剂和偶联剂，搅拌20～50min；

S5、放出15~30wt%产品进行研磨，并分次加入硫酸钙晶须；

S6、研磨后的硫酸钙晶须-酚醛树脂混合液加入反应釜中，与原有的酚醛树脂充分搅拌60～80min，制得液体酚醛树脂。