CN108857934A - 一种树脂砂轮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树脂砂轮及其制备方法，所述的树脂砂轮由以下原料制成：棕刚玉、无机导热填料、三氧化二铁、硼酸、聚乙烯醇、苯酚、35‑40%甲醛溶液、酚醛树脂液，冰晶石，本发明的树脂砂轮硬度和抗冲击韧性强，自锐性好，散热快。

Description

一种树脂砂轮及其制备方法
技术领域
本发明属于磨具加工技术领域，具体涉及一种树脂砂轮及其制备方法。
背景技术
树脂砂轮即结合剂为树脂的砂轮，具有磨削力小、磨削温度低、自锐性好、磨削效率高等优点，被广泛用于硬质合金、陶瓷、玻璃等硬脆性材料的磨削加工中，是实现不锈钢板切割的优选砂轮。砂轮在使用的过程中必然会产生切削热，切削热如不能及时传输出去，将造成热量聚集，不仅会损伤工件，而且还会造成砂轮的树脂类结合剂被碳化，导致砂轮发生脆裂损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种树脂砂轮及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种树脂砂轮，它是由下述重量份的原料组成的：
棕刚玉90-120份、无机导热填料60-80份、三氧化二铁1-3份、硼酸5-8份、聚乙烯醇 10-15份、苯酚15-20份、35-40%甲醛溶液10-20份、酚醛树脂液10-15份，冰晶石5-10份。
一种所述的树脂砂轮的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述的苯酚、35-40%甲醛溶液混合后，搅拌均匀，使用氢氧化钠调节混合液的pH至8-9，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，然后加入硼酸，升高温度至100-110℃，减压脱水反应80-100分钟，加入聚乙烯醇和混合体系重量5-7%的无水乙醇，搅拌均匀后，先降温至70-80℃，反应10-12小时，然后再升温到100-110℃反应10-12小时，冷却后得改性酚醛树脂；
（2）将上述的改性酚醛树脂粉混合，磨成细粉，过100-150目筛，改性酚醛树脂粉；
（3）将上述改性酚醛树脂粉与剩余各原料混合，热压成型，所述的热压温度为180℃、压力350-380T、热压时间为20-30分钟，热压过程中每3-4分钟放气一次；
（4）将热压成型后的砂轮用薄铁皮板隔开叠加起来，送入硬化炉中，硬化的温度要求为以2℃/min的速度从室温升高至80℃；然后每升高10℃保温30min，当温度到达120℃，保温4-5小时；120℃以后，每升高10℃保温2小时；当温度到达180-190℃，保温8-10小时；停止加热后自然冷却，即得所述树脂砂轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：酚醛树脂是由C-C键连接的苯环，而经硼酸和聚乙烯醇改性的酚醛树脂是由B-C键来连接部分苯环的，且聚乙烯醇可由B-O键连接到改性的酚醛树脂上，形成了三维交联结构，其中C-C的键能为347KJ/mol，B-C的键能为393KJ/mol，B-O的键能为523KJ/mol，因此改性可以明显提高砂轮的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性；由于聚乙烯醇具有较长的分子链，聚乙烯醇分子链与改性的酚醛树脂分子链之间相互缠绕，增强了砂轮的强度和冲击韧性；加入的无机导热填料使得切割过程中产生的热量能够及时传播，不会因局部过热导致砂轮和产品的损伤；加入的冰晶石具有熔点低的特点，也可降低磨削热，增强砂轮的自锐性，防止砂轮堵塞。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种树脂砂轮，它是由下述重量份的原料组成的：
棕刚玉100份、无机导热填料60份、三氧化二铁3份、硼酸6份、聚乙烯醇 10份、苯酚15份、35-40%甲醛溶液20份、酚醛树脂液15份，冰晶石6份。
一种所述的树脂砂轮的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述的苯酚、35-40%甲醛溶液混合后，搅拌均匀，使用氢氧化钠调节混合液的pH至8-9，在70℃下保温搅拌2小时，然后加入硼酸，升高温度至110℃，减压脱水反应80分钟，加入聚乙烯醇和混合体系重量5%的无水乙醇，搅拌均匀后，先降温至80℃，反应12小时，然后再升温到110℃反应12小时，冷却后得改性酚醛树脂；
（2）将上述的改性酚醛树脂粉混合，磨成细粉，过150目筛，改性酚醛树脂粉；
（3）将上述改性酚醛树脂粉与剩余各原料混合，热压成型，所述的热压温度为180℃、压力380T、热压时间为30分钟，热压过程中每4分钟放气一次；
（4）将热压成型后的砂轮用薄铁皮板隔开叠加起来，送入硬化炉中，硬化的温度要求为以2℃/min的速度从室温升高至80℃；然后每升高10℃保温30min，当温度到达120℃，保温5小时；120℃以后，每升高10℃保温2小时；当温度到达185℃，保温8-10小时；停止加热后自然冷却，即得所述树脂砂轮。
该砂轮所使用的原料中，酚醛树脂是由C-C键连接的苯环，而经硼酸和聚乙烯醇改性的酚醛树脂是由B-C键来连接部分苯环的，且聚乙烯醇可由B-O键连接到改性的酚醛树脂上，形成了三维交联结构，其中C-C的键能为347KJ/mol，B-C的键能为393KJ/mol，B-O的键能为523KJ/mol，因此改性可以明显提高砂轮的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性；由于聚乙烯醇具有较长的分子链，聚乙烯醇分子链与改性的酚醛树脂分子链之间相互缠绕，增强了砂轮的强度和冲击韧性；加入的无机导热填料使得切割过程中产生的热量能够及时传播，不会因局部过热导致砂轮和产品的损伤；加入的冰晶石具有熔点低的特点，也可降低磨削热，增强砂轮的自锐性，防止砂轮堵塞。
性能测试：
热分解温度：≥442℃；
回转强度147m/s
磨耗实验：用相同重量、相同规格的市售的酚醛树脂砂轮和本发明的砂轮，重量均为1kg，分别以同样的方式连续切割槽钢，市售的酚醛树脂砂轮切割后的砂轮重量为973g，本发明的砂轮切割后的重量为980g，磨耗小，耐用度高。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种树脂砂轮，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的：
棕刚玉90-120份、无机导热填料60-80份、三氧化二铁1-3份、硼酸5-8份、聚乙烯醇 10-15份、苯酚15-20份、35-40%甲醛溶液10-20份、酚醛树脂液10-15份，冰晶石5-10份。
2.一种如权利要求1所述的树脂砂轮的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将上述的苯酚、35-40%甲醛溶液混合后，搅拌均匀，使用氢氧化钠调节混合液的pH至8-9，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，然后加入硼酸，升高温度至100-110℃，减压脱水反应80-100分钟，加入聚乙烯醇和混合体系重量5-7%的无水乙醇，搅拌均匀后，先降温至70-80℃，反应10-12小时，然后再升温到100-110℃反应10-12小时，冷却后得改性酚醛树脂；
（2）将上述的改性酚醛树脂粉混合，磨成细粉，过100-150目筛，改性酚醛树脂粉；
（3）将上述改性酚醛树脂粉与剩余各原料混合，热压成型，所述的热压温度为180℃、压力350-380T、热压时间为20-30分钟，热压过程中每3-4分钟放气一次；
（4）将热压成型后的砂轮用薄铁皮板隔开叠加起来，送入硬化炉中，硬化的温度要求为以2℃/min的速度从室温升高至80℃；然后每升高10℃保温30min，当温度到达120℃，保温4-5小时；120℃以后，每升高10℃保温2小时；当温度到达180-190℃，保温8-10小时；停止加热后自然冷却，即得所述树脂砂轮。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2295496A1 (en) * 2005-06-29 2011-03-16 Saint-Gobain Abrasives, Inc. High performance resin for abrasive products
CN105234839A (zh) * 2015-10-09 2016-01-13 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 一种树脂砂轮及其制备方法
CN105294964A (zh) * 2015-10-10 2016-02-03 薛典荣 一种氧化锌包覆cbn磨料树脂砂轮及其制备方法

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