CN106826591A - 一种橡胶树脂复合结合剂磨具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法共混橡胶树脂复合结合剂磨具及其制备方法。磨具由以下成分组成：按重量计,磨粒25～100份，橡胶结合剂5～30份，树脂结合剂10～35份，填料15～55份，溶剂20～50份，湿润剂1～3份，造孔剂0.5～3份，固化剂0.1～1份。通过橡胶粉末与树脂粉末在溶剂中湿法共混得到橡胶树脂复合结合剂混合液，利用得到的橡胶树脂复合结合剂混合液混合磨料、填料、造孔剂后，干燥，粉碎，过筛，得到混合粉料，将混合粉料添加固化剂后热压固化成型，制备出橡胶树脂复合结合剂磨具。该磨具将橡胶和树脂有机结合制成兼具两者优点同时避免了两者缺点的复合型结合剂，耐热性、耐腐蚀性好、气孔率大、易保持轮廓、强度高、弹性大，同时采用湿法共混，混合更加均匀，不容易团聚。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂橡胶复合结合剂磨具及其制备方法，属于磨削、研磨、抛光领域。
背景技术
树脂结合剂是一种有机结合剂。树脂结合剂本身弹性好，耐冲击，有抛光作用。另外，树脂磨具自锐性能良好，不易堵塞；一次修整后很少再修整，磨削效率高，磨削粗糙度低，磨削温度低。正由于树脂结合剂磨具具备的这一系列的优越性能，在超硬磨料磨具中被广泛使用。树脂磨具用于硬质合金及钢结硬质合金工件及部分非金属材料的半精磨、精磨。
橡胶结合剂是以人工合成橡胶或天然橡胶为主要成分，并加入一定比划的硫磺、氧化锌等矿物与磨料混合，经150℃～200℃低温硫化而制得的磨具。橡胶结合剂的弹性比树脂结合剂更大些，强度也高，可以制造很薄的磨具或砂轮。橡胶结合剂磨具在磨削区域的高温作用下磨具表面的结合剂逐渐老化变脆，磨钝的磨粒容易脱落，使磨具工作表面上经常保持有新的锋利的磨粒，因而可以减少工件烧伤的可能性。同时，这种砂轮具有很强的抛光性能，可获得较低的表面粗糙度。但是，橡胶结合剂的砂轮组织紧密，气孔小，不能磨去很多的加工余量，因此一般不宜用于粗加工。
橡胶树脂结合剂磨具具有树脂结合剂和橡胶结合剂的双重优点。专利号201410792059.9公开了一种橡胶、树脂复合型砂轮用结合剂及其制备方法，该专利公开了橡胶、树脂复合型砂轮用结合剂及其制备方法，它包括以下步骤：(1)、将双马来酰亚胺、聚醚醚酮、二氧化钛置于球磨机内混合均匀，制得初料；(2)将丁苯橡胶放入密炼机进行塑炼，当温度达到160℃以上时，开始排料，排出的料自然冷却；(3)将经过冷却后的料与聚胺-酰亚胺、氧化铬混合放入密炼机内混炼后加入初料，混炼后排出自然冷却；(4)将自然冷却后的排料与二硫化亚铁和己内酰胺置于混料机内混合20-30min，过25-35目筛制得复合型砂轮用结合剂。该发明采用密炼共混方法改性增韧，过程复杂，耗费时间长，成本较大。
发明内容
本发明采用如下技术方案：
一种湿法共混橡胶树脂复合结合剂磨具由以下成分组成：按重量计，磨粒25～100份，橡胶结合剂5～30份，树脂结合剂10～35份，填料15～55份，溶剂20～50份，湿润剂1～3份，造孔剂0.5～3份，固化剂0.1～1份。
本发明公开了一种湿法共混橡胶树脂复合结合剂磨具的制备方法包含以下步骤：
步骤1，将树脂结合剂和橡胶结合剂放入溶剂中进行湿混得到树脂橡胶结合剂混合液；
步骤2，将填料、磨料、造孔剂与湿润剂混合后形成复合磨粒粉料；
步骤3，将复合磨粒粉料加入到树脂橡胶混合液中，充分混合后，干燥，粉碎，过筛，得到混合粉料；
步骤4，将步骤3得到的混合粉料添加固化剂后，热压成型，热压完毕，将磨具从压机取下，马上采用热脱模，磨具放入已升温的烘箱中进行固化处理；
步骤5，固化处理之后将磨具胚体静止，冷却成型，得到树脂橡胶复合型结合剂磨具。
步骤1所述的树脂结合剂由酚醛树脂，新酚树脂，环氧树脂，不饱和聚酯树脂，呋喃树脂，聚马来酰亚胺树脂中一种或多种组成；所述的橡胶结合剂，由天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚硫橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶中一种或多种组成；
所述溶剂由甲苯，二甲苯，氯苯，石蜡油，二甲基甲酰胺，环已烷，三氯甲烷，丙酮，环己酮，苯乙酮，甲乙酮(丁酮)，甲醇，苯甲醇，乙醇，正丁醇，异丙醇，乙酸乙酯，醋酸甲酯，醇类，酯类，醚类，水中的一种或多种组成。
步骤2所述的磨料由刚玉，碳化硅，碳化硼，金刚石，立方氮化硼一种或一种以上构成；
所述的填料可以是铜粉，铜包石墨，滑石粉，冰晶石，氧化铈，铝氧粉，碳酸钙，氧化钙，氧化镁，氧化铁，橄榄石，二硫化钼中的一种或者多种；
所述的造孔剂由精萘、焦炭、木粉、核桃壳、尿素、小苏打、碳酸氢钠、碳酸氢氨、发泡剂AC(偶氮二甲酞胺)、发泡剂H(N，N-二亚硝基五亚甲基四胺)、发泡剂OBSH(二苯磺酰肼醚)、发泡剂DAB(二偶氮氨基苯)、发泡剂TSH(对甲苯磺酰肼)、发泡剂ABIN(偶氮二异丁睛)中的一种或者多种组成；
所述的湿润剂由蒸馏水，聚乙二醇，酚醛树脂液，环氧树脂液，甲氧甲酚脂液，糠醛树脂液，糠醇树脂液，苯酚，甲醇中的一种或者多种。
步骤3所述的混合物的干燥方法由自然风干，电热鼓风干燥，离心干燥，风热干燥，真空烘干中一种方法或多种方法组成；所述的粉碎方法由粉碎机粉碎混合粉末，形成小颗粒混合粉料。
步骤4所述的固化剂由乌洛托品、三乙醇胺、酚醛树脂、聚酰胺、邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、2-甲基咪唑、硫黄、碲、硒、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂和金属化合物中的一种或多种组成。
步骤4所述的热压温度为100～400℃，压力为10～80MPa，烘箱温度为50～200℃。
本发明提供了一种树脂橡胶复合结合剂以及采用该种结合剂的磨具制备方法，将橡胶与树脂湿混，混合时间短，过程简单，操作简单。显著提高了磨具的耐热性和韧性。橡胶与树脂在共混改性后的相容性大大提高，组织均匀程度也大大提高大大降低了制造成本。
附图说明
图1 K9玻璃研磨前后表面粗糙度变化图；其中(a)为研磨前；(b)为研磨后。
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：
实施例1
橡胶树脂复合结合剂磨具的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将酚醛树脂粉末和丁腈橡胶粉末按照4:1的比例在V型桶混料机中混合均匀(酚醛树脂粉末20g，丁腈橡胶粉末5g)，再加入到20g丙酮溶剂中，搅拌机搅拌20分钟，得到橡胶树脂结合剂混合液。
步骤2，将23g填料、35g平均粒径3.5微米金刚石磨料、0.8g造孔剂精萘与1g湿润剂聚乙二醇在V型桶混料机中混合均匀后形成复合磨粒粉料，其中填料成分如表1所示。
表1填料成分
| 成分 | 重量(g) |
| 铜粉 | 10 |
| 铜包石墨粉 | 2 |
| 滑石粉 | 1 |
| 冰晶石粉 | 1.5 |
| 氧化铈 | 3 |
| 二硫化钼 | 2 |
| 氧化钙 | 1.2 |
| 氧化镁 | 0.8 |
| 石英粉 | 1.5 |
步骤3，将步骤2得到的复合磨粒粉料加入到步骤1得到的树脂橡胶混合液中，分散盘搅拌30分钟，充分混合后，在鼓风干燥箱70℃条件下干燥，干燥2小时后，将得到的干燥物使用粉碎机粉碎，粉碎后，过筛，筛网目数2000目，得到混合粉料。
步骤4，将步骤3得到的混合粉料添加固化剂乌洛托品0.5g，硫磺粉0.2g后，在热压机上160℃，20MPa条件下热压成型，热压完毕，将磨具从压机取下，马上采用热脱模，磨具放入已升温到80℃的烘箱中进行固化处理，80℃起温，加热至160℃，氮气气氛，每分钟升温10℃。保温4小时。
步骤5，固化处理之后将磨具在烘箱中，自然冷却成型，得到树脂橡胶复合型结合剂磨具。
实施例2
橡胶树脂复合结合剂磨具的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将酚醛树脂粉末和丁腈橡胶粉末按照5:2的比例在V型桶混料机中混合均匀(酚醛树脂粉末20g，丁苯橡胶粉末8g)，再加入到22g丙酮溶剂中，搅拌机搅拌20分钟，得到橡胶树脂结合剂混合液。
步骤2，将25g填料、40g平均粒径为5微米的氧化铝磨料、1g造孔剂碳酸氢钠与1g湿润剂酚醛树脂液在V型桶混料机中混合均匀后形成复合磨粒粉料，其中填料成分如表1所示。
表1填料成分
| 成分 | 重量(g) |
| 铜粉 | 11 |
| 铜包石墨粉 | 2.5 |
| 滑石粉 | 1.5 |
| 冰晶石粉 | 1.5 |
| 氧化铈 | 3 |
| 二硫化钼 | 2 |
| 氧化钙 | 1.2 |
| 氧化镁 | 0.8 |
| 石英粉 | 1.5 |
步骤3，将步骤2得到的复合磨粒粉料加入到步骤1得到的树脂橡胶混合液中，分散盘搅拌30分钟，充分混合后，在鼓风干燥箱80℃条件下干燥，干燥2小时后，将得到的干燥物使用粉碎机粉碎，粉碎后，过筛，筛网目数1500目，得到混合粉料。
步骤4，将步骤3得到的混合粉料添加固化剂乌洛托品0.5g，硫磺粉0.3g后，在热压机上160℃，25MPa条件下热压成型，热压完毕，将磨具从压机取下，马上采用热脱模，磨具放入已升温到85℃的烘箱中进行固化处理，85℃起温，加热至160℃，氮气气氛，每分钟升温10℃。保温4小时。
步骤5，固化处理之后将磨具在烘箱中自然冷却成型，得到树脂橡胶复合型结合剂磨具。
实施例3
橡胶树脂复合结合剂磨具的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将环氧树脂E51和聚硫橡胶按照3:2的比例在球磨机中混合均匀(环氧树脂E51 18g，聚硫橡胶12g)，再加入到25g二甲基甲酰胺溶剂中，搅拌机搅拌25分钟，得到橡胶树脂结合剂混合液。
步骤2，将30g填料、平均粒径为2.5微米的金刚石磨料32g和碳化硅磨料18g、1g发泡剂ABIN(偶氮二异丁睛)在V型桶混料机中混合均匀后形成复合磨粒粉料，其中填料成分如表1所示。
表1填料成分
| 成分 | 重量(g) |
| 铜粉 | 15 |
| 铜包石墨粉 | 3 |
| 滑石粉 | 2 |
| 冰晶石粉 | 1.5 |
| 氧化铈 | 3 |
| 二硫化钼 | 2 |
| 氧化钙 | 1.2 |
| 氧化镁 | 0.8 |
| 石英粉 | 1.5 |
步骤3，将步骤2得到的复合磨粒粉料加入到步骤1得到的树脂橡胶混合液中，分散盘搅拌30分钟，充分混合后，在鼓风干燥箱80℃条件下干燥，干燥2小时后，将得到的干燥物使用粉碎机粉碎，粉碎后，过筛，筛网目数2000目，得到混合粉料。
步骤4，将步骤3得到的混合粉料添加固化剂聚酰胺0.5g，三乙烯四胺0.3g后，在热压机上256℃，30MPa条件下热压成型，热压完毕，将磨具从压机取下，马上采用热脱模，磨具放入已升温到70℃的烘箱中进行固化处理，70℃起温，加热至256℃，氮气气氛，每分钟升温10℃。保温4小时。
步骤5，固化处理之后将磨具放置在室温中冷却成型，得到树脂橡胶复合型结合剂磨具。
实施例4
将实施例3得到的磨具丸片粘贴在平面研磨抛光机上对K9石英玻璃进行研磨加工，研磨设备为浙江智邦精工nanopoli100抛光机，研磨速度50rpm，研磨压力0.75kg/cm3，研磨前后表面粗糙度图如图1所示，从图中可以看出加工前表面粗糙度为0.151微米，研磨后表面粗糙度为0.0251微米。
Claims (7)
1.一种湿法共混橡胶树脂复合结合剂磨具，其特征在于，磨具由以下成分组成：按重量计，磨粒25～100份，橡胶结合剂5～30份，树脂结合剂10～35份，填料15～55份，溶剂20～50份，湿润剂1～3份，造孔剂0.5～3份，固化剂0.1～1份。
2.一种湿法共混橡胶树脂复合结合剂磨具的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1，将树脂结合剂和橡胶结合剂放入溶剂中进行湿混得到树脂橡胶结合剂混合液；
步骤2，将填料、磨料、造孔剂与湿润剂混合后形成复合磨粒粉料；
步骤3，将复合磨粒粉料加入到树脂橡胶混合液中，充分混合后，干燥，粉碎，过筛，得到混合粉料；
步骤4，将步骤3得到的混合粉料添加固化剂后，热压成型，热压完毕，将磨具从压机取下，马上采用热脱模，磨具放入已升温的烘箱中进行固化处理；
步骤5，固化处理之后将磨具胚体静止，冷却成型，得到树脂橡胶复合型结合剂磨具。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤1所述的树脂结合剂为酚醛树脂、新酚树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、聚马来酰亚胺树脂中一种或多种；所述的橡胶结合剂为天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚硫橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶中一种或多种；所述溶剂由甲苯、二甲苯、氯苯、石蜡油、二甲基甲酰胺、环已烷、三氯甲烷、丙酮、环己酮、苯乙酮、丁酮、甲醇、苯甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、醋酸甲酯、醚类、水中的一种或多种组成。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤2所述的磨料由刚玉、碳化硅、碳化硼、金刚石、立方氮化硼中的一种或多种构成；所述的填料是铜粉、铜包石墨、滑石粉、冰晶石、氧化铈、铝氧粉、碳酸钙、氧化钙、氧化镁、氧化铁、橄榄石、二硫化钼中的一种或者多种；所述的造孔剂由精萘、焦炭、木粉、核桃壳、尿素、小苏打、碳酸氢钠、碳酸氢氨、偶氮二甲酞胺、N，N-二亚硝基五亚甲基四胺、二苯磺酰肼醚、二偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、偶氮二异丁睛中的一种或者多种组成；所述的湿润剂由蒸馏水、聚乙二醇、酚醛树脂液、环氧树脂液、甲氧甲酚脂液、糠醛树脂液、糠醇树脂液、苯酚、甲醇中的一种或者多种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤3所述的混合物的干燥方法为自然风干、电热鼓风干燥、离心干燥、风热干燥、真空烘干中一种方法或多种方法组成；所述的粉碎方法由粉碎机粉碎混合粉末，形成小颗粒混合粉料。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤4所述的固化剂由乌洛托品、三乙醇胺、酚醛树脂、聚酰胺、邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐、2-甲基咪唑、硫黄、碲、硒、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂和金属化合物中的一种或多种组成。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤4所述的热压温度为100～400℃，压力为10～80MPa，烘箱温度为50～200℃。
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