CN107955328A - 一种用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂及其制备方法 - Google Patents

一种用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供一种性能稳定、固化快速的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂及其制备方法。本发明所述粉体酚醛树脂按照质量份数计，其包括以下组分：苯酚200份，甲醛45～70份，弱酸催化剂0.1～1.8份，固体环氧树脂5～50份，新型硅烷偶联剂0.1～0.5份，新型硅烷偶联剂的牌号为C‑6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入；上述酚醛树脂的制备方法按以下步骤进行：（1）加入苯酚和甲醛，并加入部分弱酸酸催化剂，搅拌并沸腾；（2）加入余量弱酸酸催化剂并保持沸腾，同时加入固体环氧树脂；（3）减压脱水，加入新型硅烷偶联剂，放料得到粉体酚醛树脂。本发明应用于酚醛树脂领域。

Description

一种用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂 及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型固体环氧树脂改性酚醛树脂，尤其涉及一种彩色树脂磨具用低温快速固化粉体酚醛树脂以及该酚醛树脂的制备方法。
背景技术
酚醛树脂在树脂磨具中应用广泛。在树脂磨具中，近几年由于市场需求和客户审美度需要，彩色树脂磨具市场需求增量迅速。彩色树脂磨具之所以市场增速快，这与彩色树脂砂轮的优势有关，主要表现在：切割效率高，满足特定金属加工需要；绿色美观，符合消费色彩学心理，市场需求空间大；切割不锈钢及稀有金属、硬质合金，不易烧伤工件；满足易切易操作的消费趋势，在切割比与效率的综合性能方面优势明显。
为了保持彩色树脂磨具的优势，对制造用酚醛树脂就提出了更高的要求，譬如在比正常固化稳定低10～20℃条件下，酚醛树脂的固化程度要高，制成彩色树脂磨具性能要能够与黑色或高温固化的树脂磨具性能接近。目前国内彩色树脂磨具普遍存在磨粒脱落快，产品不耐用，难以满足市场需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种性能稳定、固化快速的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂。
本发明还提供了一种上述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的制备方法，该方法操作简单，操作温度环境要求低，制备得到的产品性能稳定，适用于彩色树脂磨具的制备。
本发明所述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂所采用的技术方案是：本发明中，按重量份数计，该酚醛树脂包括以下组分：苯酚200份，甲醛45～70份，弱酸催化剂0.1～1.8份，固体环氧树脂5～50份，新型硅烷偶联剂0.1～0.5份，新型硅烷偶联剂的牌号为C-6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入。
进一步地，所述弱酸催化剂为草酸、乙二酸或硅酸。
再进一步地，所述固体环氧树脂为中环氧当量量的固体环氧树脂。
本发明所述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的制备方法所采用的技术方案为，该制备方法按以下步骤进行：
（1）苯酚、甲醛分别计量，加入带有搅拌器、冷凝器、温度测量装置的反应釜中，搅拌20～30min，将弱酸酸催化剂0.1～0.5份加入反应釜中，搅拌，升温至沸腾，在保持沸腾温度条件下，沸腾反应15～30min；
（2）再次加入弱酸催化剂0.2～1.2份，保持沸腾温度条件下，加入固体环氧树脂，沸腾反应60～120min；
（3）减压脱水至真空度为0.07～0.09MPa，当脱水物料温度达到150～190℃时，停止脱水，降温至120～150℃，再加入新型硅烷偶联剂10～50min 后，打开底阀，放料，冷却，然后加入乌洛托品固化剂粉碎得到用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂。
其中，制备粉体酚醛树脂的具体步骤为：在冷却得到用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂后，将其破碎成直径10～20mm的块状，然后按照所得酚醛树脂重量的8%～13%加入乌洛托品，同时送入高速气流粉碎机中粉碎成200目筛上物不高于5%粒度的粉体酚醛树脂。
本发明的有益效果是：本发明采用弱酸催化剂分段加入工艺，同时在反应阶段加入固体环氧树脂，新型偶联剂改性。首先苯酚、甲醛和弱酸酸酸催化剂，进行加热沸腾缩聚反应，反应20～30min；第二次加入弱酸，再加入固体环氧树脂反应60～120min；然后进行减压脱水，降温至120～150℃，再加入新型硅烷偶联剂(牌号C-6101) 30～50min进行改性。最后冷却，破碎，磨粉，制成金刚石磨块粉体酚醛树脂；该粉体酚醛树脂可以替代现有酚醛树脂，在不改变树脂磨具制造工艺的条件下，可以制成高性能的彩色树脂磨具，由于粉体酚醛树脂固化速度和韧性提升，分子量分散系数增加更适宜生产彩色树脂磨具；同时本发明的酚醛树脂由于新型偶联剂C-6101的加入，彩色树脂磨具的切磨削效率提升明显，耐水性有了很大的提高。用本发明固体环氧改性粉体酚醛树脂制成的彩色树脂磨具性能达到黑色或不加着色剂高温固化树脂磨具的性能，同时磨削效率明显改善。
具体实施方式
以下以具体实施例对本发明的粉体酚醛树脂及其制备方法作进一步的说明。
实施例一：
所述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂按照重量份数计，其包括以下组分：苯酚200份，甲醛45份，弱酸催化剂0.6份，固体环氧树脂15份，新型硅烷偶联剂0.3份，新型硅烷偶联剂的牌号为C-6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入。在本实施例中，前一次加入是在加入苯酚和甲醛之后，加入的量为0.1份，第二次加入是在反应釜沸腾反应15～30min后，加入的量为0.5份，此时同时加入固体环氧树脂。所述弱酸催化剂为草酸、乙二酸或硅酸。在本实施例中选取草酸作为弱酸催化剂。所述固体环氧树脂为中环氧当量量的固体（块状）环氧树脂。
按上述质量份数比例称取各原材料，按以下步骤进行制备：
（1）苯酚、甲醛分别计量，加入带有搅拌器、冷凝器、温度测量装置的反应釜中，搅拌20～30min，将弱酸酸催化剂0.1～0.5份加入反应釜中，搅拌，升温至沸腾，在保持沸腾温度条件下，沸腾反应15～30min；
（2）再次加入弱酸催化剂0.2～1.2份，保持沸腾温度条件下，加入固体环氧树脂，沸腾反应60～120min；
（3）减压脱水至真空度为0.07～0.09MPa，当脱水物料温度达到150～190℃时，停止脱水，降温至120～150℃，再加入新型硅烷偶联剂10～50min 后，打开底阀，放料，冷却，将其破碎成直径10～20mm的块状，然后按照所得酚醛树脂重量的8%～13%加入乌洛托品，同时送入高速气流粉碎机中粉碎成200目筛上物不高于5%粒度的粉体酚醛树脂。
实施例二：
本实施例与实施例的不同之处在于：所述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的成分比例不同，具体如下：按重量份计算，其包括以下组分：苯酚200份，甲醛60份，弱酸催化剂1.4份，固体环氧树脂40份，新型硅烷偶联剂0.4份，新型硅烷偶联剂的牌号为C-6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入。在本实施例中，前一次加入是在加入苯酚和甲醛之后，加入的量为0.4份，第二次加入是在反应釜沸腾反应15～30min后，加入的量为1.0份，此时同时加入固体环氧树脂。所述弱酸催化剂为草酸、乙二酸或硅酸。在本实施例中选取草酸作为弱酸催化剂。所述固体环氧树脂为中环氧当量量的固体（块状）环氧树脂。
按上述重量份数比例称取各种原材料，同实施实例一所述工艺步骤制备粉体酚醛树脂。
实施例三：
本实施例与上述两个实施例的不同之处在于：所述用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的成分比例不同，具体如下：按重量份计算，其包括以下组分：苯酚200份，甲醛70份，弱酸催化剂1.7份，固体环氧树脂50份，新型硅烷偶联剂0.5份，新型硅烷偶联剂的牌号为C-6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入。在本实施例中，前一次加入是在加入苯酚和甲醛之后，加入的量为0.5份，第二次加入是在反应釜沸腾反应15～30min后，加入的量为1.2份，此时同时加入固体环氧树脂。所述弱酸催化剂为草酸、乙二酸或硅酸。在本实施例中选取草酸作为弱酸催化剂。所述固体环氧树脂为中环氧当量量的固体（块状）环氧树脂。
按上述重量份数比例称取各种原材料，同实施实例一所述工艺步骤制备。
该粉体酚醛树脂可以替代现有酚醛树脂，在不改变树脂磨具制造工艺的条件下，可以制成高性能的彩色树脂磨具，由于粉体酚醛树脂固化速度和韧性提升，分子量分散系数增加更适宜生产彩色树脂磨具；同时本发明的酚醛树脂由于新型偶联剂C-6101的加入，彩色树脂磨具的切磨削效率提升明显，耐水性有了很大的提高。用本发明固体环氧改性粉体酚醛树脂制成的彩色树脂磨具性能达到黑色或不加着色剂高温固化树脂磨具的性能，同时磨削效率明显改善。由本发明制得的固体环氧改性粉体酚醛树脂可以替代普通酚醛树脂和进口改性酚醛树脂，在不改变普通树脂磨具制造工艺的条件下，制成的彩色树脂磨具，产品性能方面，产品切磨削效率提升15～30%。更重要的是用本发明固体环氧改性粉体酚醛树脂制成的彩色树脂磨具更能满足市场需求，比普通酚醛树脂制成的彩色树脂磨具，耐用性提高了30～40%。
以上所述只是本发明为帮助理解且为较佳的实施方案，本发明的发明范围并不以上述方式为限，在此指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明做出的等效修饰、变化或改进，皆应纳入权利要求书中所要求的保护范围内。
本发明可应用于酚醛树脂领域。

Claims (5)

1.一种用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂，其特征在于，按重量份数计，该酚醛树脂包括以下组分：
苯酚200份，甲醛45～70份，弱酸催化剂0.1～1.8份，固体环氧树脂5～50份，新型硅烷偶联剂0.1～0.5份，新型硅烷偶联剂的牌号为C-6011，所述弱酸催化剂在制备该粉体酚醛树脂时分两次加入。
2.根据权利要求1所述的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂，其特征在于：所述弱酸催化剂为草酸、乙二酸或硅酸。
3.根据权利要求1所述的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂，其特征在于：所述固体环氧树脂为中环氧当量量的固体环氧树脂。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）苯酚、甲醛分别计量，加入带有搅拌器、冷凝器、温度测量装置的反应釜中，搅拌20～30min，将弱酸酸催化剂0.1～0.5份加入反应釜中，搅拌，升温至沸腾，在保持沸腾温度条件下，沸腾反应15～30min；
（2）再次加入弱酸催化剂0.2～1.2份，保持沸腾温度条件下，加入固体环氧树脂，沸腾反应60～120min；
（3）减压脱水至真空度为0.07～0.09MPa，当脱水物料温度达到150～190℃时，停止脱水，降温至120～150℃，再加入新型硅烷偶联剂10～50min 后，打开底阀，放料，冷却，然后加入乌洛托品固化剂粉碎得到用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂。
5.根据权利要求4所述的用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂的制备方法，其特征在于，制备粉体酚醛树脂的具体步骤为：在冷却得到用于彩色树脂磨具的低温快速固化热塑性粉体酚醛树脂后，将其破碎成直径10～20mm的块状，然后按照所得酚醛树脂重量的8%～13%加入乌洛托品，同时送入高速气流粉碎机中粉碎成200目筛上物不高于5%粒度的粉体酚醛树脂。
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