一種改性氧化鈰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，尤其涉及一種改性氧化鈰樹脂砂輪及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車、飛機(jī)等速度的不斷提高，對(duì)傳動(dòng)、制動(dòng)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(diǎn)。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(shì)，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(qiáng)度低及使用時(shí)噪音大等缺陷，極大影響摩擦材料性能，因此，對(duì)酚醛樹脂進(jìn)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(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種改性氧化鈰樹脂砂輪及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種改性氧化鈰樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
六水硝酸鈰10-13、氧化鋰0.18-0.2、CBN磨料570-600、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺4-7、苯胺13-20、鉀長(zhǎng)石粉27-30、聚丙烯酰胺1_2、苯酚90-100。
[0005]—種所述的改性氧化鈰樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述苯酚重量的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?cái)嚢?.6-2小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時(shí)，然后在110-115°C下加熱8_9小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹脂；
(2)取上述六次甲基四胺重量的70-80%、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過(guò)160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(3)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(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w；
(4)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)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；
(5)將上述聚丙烯酰胺加入到6-10倍水中，攪拌均勻；
(6)取上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂重量的30-40%，加入到70-80倍重量、30-35%的乙醇溶液中，超聲分散10-15分鐘，加入剩余的六次甲基四胺、六水硝酸鈰，在70-80°C下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，加入上述聚丙烯酰胺水溶液，攪拌均勻，離心，將沉淀物分離、水洗3-4次，真空干燥，500-600°C下煅燒120-130分鐘，得樹脂改性氧化鈰顆粒；
(7)將上述樹脂改性氧化鈰顆粒、鉀長(zhǎng)石粉、氧化鋰混合，球磨均勻，與剩余的各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160-170°C、壓力390-410T、熱壓時(shí)間為30-32分鐘，熱壓過(guò)程中每4-5分鐘放汽一次；
(8)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(lái)，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(shí)；125-140°C、7-8小時(shí)；150-170°C、1_2小時(shí)；180-185°C、8-9小時(shí)；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(diǎn)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、0雜原子的雙環(huán)化合物，所以熱穩(wěn)定性強(qiáng)；
本發(fā)明的砂輪硬度高，這是由于加入了苯并惡嗪?jiǎn)误w，其在砂輪的熱壓和硬化過(guò)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(qiáng)度高，這是由于加入了苯并惡嗪?jiǎn)误w，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(lái)連接苯環(huán)，而硼酚醛樹脂是由B-"鍵來(lái)連接苯環(huán)的，其中C-C的鍵能為347KJ/mol，B-0的鍵能為523KJ/mol，遠(yuǎn)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(shí)耐高溫性、耐燒蝕性；
本發(fā)明采用六水硝酸鈰為前驅(qū)體，用改性酚醛樹脂進(jìn)行改性，得到樹脂改性氧化鈰顆粒，將粘結(jié)劑與磨料更加有效的結(jié)合，提高了砂輪的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0007]—種改性氧化鈰樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的:
六水硝酸鈰10、氧化鋰0.18、CBN磨料570、35%甲醛溶液96、硼酸5、六次甲基四胺4、苯胺13、鉀長(zhǎng)石粉27、聚丙烯酰胺1、苯酚90。
[0008]—種所述的改性氧化鈰樹脂砂輪的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述苯酚重量的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?cái)嚢?.6小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80°C下加熱8小時(shí)，然后在110°C下加熱8小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹脂；
(2)取上述六次甲基四胺重量的70%、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過(guò)160目篩，得硼酸酚醛樹脂粉；
(3)將剩余的苯酚、35%甲醛溶液混合，加入混合液重量1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(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100°C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w；
(4)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，所述的升溫體系為:80°C、50分鐘；100°CU00分鐘；130°C、40分鐘，為苯并惡嗪改性酚醛樹脂；
(5)將上述聚丙烯酰胺加入到6倍水中，攪拌均勻；
(6)取上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂重量的30%，加入到70倍重量、30%的乙醇溶液中，超聲分散10分鐘，加入剩余的六次甲基四胺、六水硝酸鈰，在70°C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入上述聚丙烯酰胺水溶液，攪拌均勻，離心，將沉淀物分離、水洗3次，真空干燥，500°C下煅燒120分鐘，得樹脂改性氧化鈰顆粒；
(7)將上述樹脂改性氧化鈰顆粒、鉀長(zhǎng)石粉、氧化鋰混合，球磨均勻，與剩余的各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160°C、壓力390T、熱壓時(shí)間為30分鐘，熱壓過(guò)程中每4分鐘放汽一次；
(8)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(lái)，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(shí)；125°C、7小時(shí)；150°C、1小時(shí)；180°C、8小時(shí)；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹脂砂輪。
[0009]性能測(cè)試:
熱分解溫度:彡420 °C ；
回轉(zhuǎn)強(qiáng)度147m/s
磨耗實(shí)驗(yàn):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981 g，磨耗小，耐用度高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改性氧化鈰樹脂砂輪，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 六水硝酸鈰10-13、氧化鋰0.18-0.2、CBN磨料570-600、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺4-7、苯胺13-20、鉀長(zhǎng)石粉27-30、聚丙烯酰胺1_2、苯酚90-100。2.一種如權(quán)利要求1所述的改性氧化鈰樹脂砂輪的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述苯酚重量的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?cái)嚢?.6-2小時(shí)，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(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80-90°C下加熱8-10小時(shí)，然后在110-115°C下加熱8_9小時(shí)，冷卻，得硼酸酚醛樹脂； (2)取上述六次甲基四胺重量的70-80%、硼酸酚醛樹脂混合，磨成細(xì)粉，過(guò)160-200目篩，得硼酸酚醛樹脂粉； (3)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(shí)，加熱減壓蒸餾至體系溫度為100-105 °C，冷卻，得苯并惡嗪?jiǎn)误w； (4)將上述硼酸酚醛樹脂粉、苯并惡嗪?jiǎn)误w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(shí)，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)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； (5)將上述聚丙烯酰胺加入到6-10倍水中，攪拌均勻； (6)取上述苯并惡嗪改性酚醛樹脂重量的30-40%，加入到70-80倍重量、30-35%的乙醇溶液中，超聲分散10-15分鐘，加入剩余的六次甲基四胺、六水硝酸鈰，在70-80°C下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，加入上述聚丙烯酰胺水溶液，攪拌均勻，離心，將沉淀物分離、水洗3-4次，真空干燥，500-600°C下煅燒120-130分鐘，得樹脂改性氧化鈰顆粒； (7)將上述樹脂改性氧化鈰顆粒、鉀長(zhǎng)石粉、氧化鋰混合，球磨均勻，與剩余的各原料混合，熱壓成型，所述的熱壓溫度為160-170°C、壓力390-410T、熱壓時(shí)間為30-32分鐘，熱壓過(guò)程中每4-5分鐘放汽一次； (8)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(lái)，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(shí)；125-140°C、7-8小時(shí)；150-170°C、1_2小時(shí)；180-185°C、8-9小時(shí)；停止加熱后自然冷卻，即得所述樹脂砂輪。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性氧化鈰樹脂砂輪，它是由下述重量份的原料組成的：六水硝酸鈰10-13、氧化鋰0.18-0.2、CBN磨料570-600、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺4-7、苯胺13-20、鉀長(zhǎng)石粉27-30、聚丙烯酰胺1-2、苯酚90-100。本發(fā)明采用六水硝酸鈰為前驅(qū)體，用改性酚醛樹脂進(jìn)行改性，得到樹脂改性氧化鈰顆粒，將粘結(jié)劑與磨料更加有效的結(jié)合，提高了砂輪的強(qiáng)度。
【IPC分類】B24D3/34, C08G8/28, B24D18/00, B24D3/02
【公開號(hào)】CN105252430
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510651528
【發(fā)明人】黃浩
【申請(qǐng)人】蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日