一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮及其制备方法

文档序号:9498426阅读:1027来源:国知局
一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及砂轮技术领域,尤其涉及一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车、飞机等速度的不断提高,对传动、制动等摩擦材料的要求更加严格,而基体作为摩擦材料的重要组成部分一直是开发与研究的重点。酚醛树脂、环氧树脂、丁苯橡胶和聚四氟乙烯均可被用作摩擦材料的基体,但是环氧树脂、丁苯橡胶和聚四氟乙烯由于较差的耐磨性能、耐热性能和黏结性能限制了其在摩擦材料方面的应用。酚醛树脂在耐热性能、黏结性能、力学性能、成型加工性能和成本等方面的优势,使其成为复合摩擦材料最常用黏结剂基体材料。然而,纯酚醛树脂存在脆性大、韧性差、硬度高、耐热性不足、强度低及使用时噪音大等缺陷,极大影响摩擦材料性能,因此,对酚醛树脂进行改性是提高其综合性能的有效方法。

【发明内容】

[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮及其制备方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮,它是由下述重量份的原料组成的:
碳化硼微粉37-50、苯乙烯20-25、二乙烯基苯0.8_1、甲基丙烯酸1_2、过硫酸钾0.2-0.3、CBN磨料570-600、苯酚90-100、35-40%甲醛溶液96-110、硼酸5-7、六次甲基四胺
2-6、苯胺13-20、氧化聚乙烯蜡10-16、氟化钙2_3、羧甲基纤维素钠0.7-10
[0005]一种所述的聚苯乙烯粘结树脂砂轮的制备方法,包括以下步骤:
(1)将上述苯酚重量的68-75%、35-40%甲醛溶液重量的70-75%混合,搅拌均匀,加入氢氧化钠,调节PH为8-9,升高温度为70-75°C,保温搅拌1.6-2小时,加入硼酸,升高温度为110-120°C,减压脱水50-60分钟,加入混合体系重量2_3%的无水乙醇,搅拌均匀,先在80-90°C下加热8-10小时,然后在110-115°C下加热8_9小时,冷却,得硼酸酚醛树脂;
(2)将上述六次甲基四胺、硼酸酚醛树脂混合,磨成细粉,过160-200目筛,得硼酸酚醛树脂粉;
(3)将剩余的苯酚、35-40%甲醛溶液混合,加入混合液重量1-1.5倍的丁酮,搅拌均匀,加热到80-85°C,滴加苯胺,滴加完毕后在上述温度下保温反应4-6小时,加热减压蒸馏至体系温度为100-105 °C,冷却,得苯并恶嗪单体;
(4)将上述过硫酸钾加入到16-20倍蒸馏水中,搅拌均匀;
(5)将上述羧甲基纤维素钠加入到20-30倍水中,加入氟化钙,在60-70°C下保温搅拌
4-5分钟,得钙乳液;
(6)将上述苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸混合,加入到4-5倍重量的蒸馏水中,搅拌均匀,送入106-100°C的油浴中,加热至沸腾,保持沸腾3-5分钟,加入上述过硫酸钾水溶液,搅拌反应120-130分钟,得聚苯乙烯乳胶;
(7)将上述硼酸酚醛树脂粉、苯并恶嗪单体混合,加入到混合料重量2-3倍的丁酮中,搅拌溶解,在76-80°C下真空干燥2.6-3小时,浓缩,在下述升温体系下进行固化,所述的升温体系为:80-90°C、50-60 分钟;100-110°C、100-120 分钟;130-140°C、40_50 分钟,为苯并恶嗪改性酚醛树脂;
(8)将上述碳化硼微粉加入到聚苯乙烯乳胶中,加入钙乳液,升高温度为60-80°C,保温搅拌20-30分钟,得聚苯乙烯改性微粉乳液;
(9)将上述苯并恶嗪改性酚醛树脂、聚苯乙烯改性微粉乳液混合,100-200转/分搅拌3-5分钟,加入剩余各原料,搅拌均匀,热压成型,所述的热压温度为160-170°C、压力390-410T、热压时间为30-32分钟,热压过程中每4_5分钟放汽一次;
(10)将上述热压成型后的树脂砂轮片根据需求的厚度叠装起来,用薄铁皮板隔开,放入预设好的硬化炉中硬化,硬化的升温体系为:100-120°C、4-5小时;125-140°C、7-8小时;150-170°C、1_2小时;180-185°C、8-9小时;停止加热后自然冷却,即得所述树脂砂轮。
[0006]本发明的优点是:
本发明的砂轮具有很好的热稳定性,这是由于在酚醛固化结构中引入了苯并恶嗪树月旨,它是一种含有苯环和N、0杂原子的双环化合物,所以热稳定性强;
本发明的砂轮硬度高,这是由于加入了苯并恶嗪单体,其在砂轮的热压和硬化过程中,易挥发物质少,降低了砂轮的气孔率,提高了致密性和硬度;
本发明的砂轮回转强度高,这是由于加入了苯并恶嗪单体,砂轮在固化后体积收缩小,减少了内应力和微裂纹;
本发明在砂轮在酚醛树脂中引入硼,提高了成品的综合性能,这是由于酚醛树脂是由C-C键来连接苯环,而硼酚醛树脂是由B-"键来连接苯环的,其中C-C的键能为347KJ/mol,B-0的键能为523KJ/mol,远高于C-C的键能,形成了含硼的三向交联结构,可以明显提高砂轮的耐热性、瞬时耐高温性、耐烧蚀性;
本发明采用聚苯乙烯与酚醛树脂复合作为粘结剂,可以提高粘结剂与磨料间的粘结强度,提尚成品砂轮的稳定性。
【具体实施方式】
[0007]—种聚苯乙烯粘结树脂砂轮,它是由下述重量份的原料组成的:
碳化硼微粉37、苯乙烯20、二乙烯基苯0.8、甲基丙烯酸1、过硫酸钾0.2、CBN磨料570、苯酚90、35%甲醛溶液96、硼酸5、六次甲基四胺2、苯胺13、氧化聚乙烯蜡10、氟化钙2、羧甲基纤维素钠0.7。
[0008]一种所述的聚苯乙烯粘结树脂砂轮的制备方法,包括以下步骤:
(1)将上述苯酚重量的68%、35%甲醛溶液重量的70%混合,搅拌均匀,加入氢氧化钠,调节PH为8,升高温度为70°C,保温搅拌1.6小时,加入硼酸,升高温度为110°C,减压脱水50分钟,加入混合体系重量2%的无水乙醇,搅拌均匀,先在80°C下加热8小时,然后在110°C下加热8小时,冷却,得硼酸酚醛树脂;
(2)将上述六次甲基四胺、硼酸酚醛树脂混合,磨成细粉,过160目筛
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