CN104708542A - 一种柔性脲醛树脂磨具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性脲醛树脂磨具,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅800—1200份,质量浓度为2%~8%的PVA溶液50—150份,磷酸三丁酯5—20份,***5—20份,十二烷基磺酸钠0.1—1份,固化剂10—60份,半水石膏20—100份,水50—200份。另外,本发明还公开了该磨具的制备方法。本发明的脲醛树脂磨具具有轻质柔性,磨削效率高等特点;磨具自锐性好,被加工对象表面不易烧伤;磨具具有一定的弹性,特别适用于镁、铝、铜、不锈钢等金属的精细研磨和抛光等方面。
Description
技术领域
本发明属于磨料磨具制备技术领域,具体涉及一种柔性脲醛树脂磨具及其制备方法。
背景技术
磨具作为机械制造、材料加工等领域的不可缺少和替代的加工工具,被誉为工业的“牙齿”,是制造业、石油开采、矿业勘探、材料工业等产业的重要基础。磨具主要包括陶瓷磨具和有机磨具两大类。有机磨具主要以树脂、橡胶为结合剂,是一类新型磨削工具,具有生产工艺简单、周期短、成本低的优点,广泛应用于钢铁、汽车、航空、机械、石材、玻璃、宝玉石等方面的磨削加工,特别在精磨、抛光方面具有突出优越性,近年来成为磨具行业研究和开发的热点之一。
有机磨具的主要类型有橡胶磨具和树脂磨具,其中树脂磨具类型众多。目前生产应用较成熟的是酚醛树脂和环氧树脂,但是它们存在固化温度高、周期长、成本高、磨具性能脆等缺点。脲醛树脂以一种广泛使用的胶黏剂,目前大量应用在木材、造纸、织物等领域。脲醛树脂在磨具工业中的研究和应用较少,文献中仅报道过脲醛树脂在涂附磨具中的应用一篇文章。对于各类新型树脂如不饱和聚酯树脂、聚氨酯、聚乙烯醇等在磨具中的应用报道较多,但其存在成本过高问题。目前在市场中用于不锈钢、镁板、铜辊等材料的精磨和抛光磨具大部分依赖进口,国内缺少该类型产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种柔性脲醛树脂磨具。该磨具具有轻质柔性,磨削效率高等特点;磨具自锐性好,被加工对象表面不易烧伤;磨具具有一定的弹性,特别适用于镁、铝、铜、不锈钢等金属的精细研磨和抛光等方面。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅800—1200份,质量浓度为2%~8%的PVA溶液50—150份,磷酸三丁酯5—20份,***5—20份,十二烷基磺酸钠0.1—1份,固化剂10—60份,半水石膏20—100份,水50—200份;所述固化剂由质量浓度为16%~20%的盐酸和质量浓度为18%~22%的氯化铵溶液按照(3~5):1的体积比混合而成。
上述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅900—1100份,质量浓度为2%~8%的PVA溶液80—100份,磷酸三丁酯8—15份,***8—15份,十二烷基磺酸钠0.2—0.8份,固化剂20—40份,半水石膏50—80份,水100—150份。
上述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅1000份,质量浓度为5%的PVA溶液90份,磷酸三丁酯10份,***10份,十二烷基磺酸钠0.5份,固化剂30份,半水石膏60份,水120份。
上述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,所述脲醛树脂胶的固含量为46%~55%。
另外,本发明还提供了一种制备上述柔性脲醛树脂磨具的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将十二烷基磺酸钠溶解于水中,然后向溶解后的溶液中加入脲醛树脂胶和PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入碳化硅、半水石膏、磷酸三丁酯和***,搅拌10min~30min后加入固化剂,继续搅拌5min~10min,得到浆料;
步骤二、将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为18℃~22℃,相对湿度为50%~70%的条件下静置2h~4h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥8h~12h,然后置于鼓风干燥箱内,在40℃~50℃条件下鼓风干燥10h~15h,再在70℃~80℃条件下鼓风干燥10h~15h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工,得到柔性脲醛树脂磨具。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明的脲醛树脂磨具具有轻质柔性,磨削效率高等特点;磨具自锐性好,被加工对象表面不易烧伤;磨具具有一定的弹性,特别适用于镁、铝、铜、不锈钢等金属的精细研磨和抛光等方面。
2、本发明采用脲醛树脂胶作为磨具结合剂,水溶性好,原料易得、成本低廉。
3、本发明脲醛树脂磨具的制备工艺采取浇注法成型,工艺简单,设备投资少,生产效率高,可根据实际产品需要选择不同形状的成型模具,可以广泛推广应用。
4、本发明脲醛树脂磨具制备时采取低温固化,固化温度不超过80℃,设备要求低,节能降耗。
下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的柔性脲醛树脂磨具为外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具,由以下原料制成:固含量约为50%的脲醛树脂胶1000g,碳化硅1000g,质量浓度为5%的PVA溶液90g,磷酸三丁酯10g,***10g,十二烷基磺酸钠0.5g,固化剂30g,半水石膏60g,水120g;所述固化剂由质量浓度为18%的盐酸和质量浓度为20%的氯化铵溶液按照4:1的体积比混合而成。
本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将0.5g十二烷基磺酸钠溶解于120g水中,然后向溶解后的溶液中加入1000g脲醛树脂胶和90g质量浓度为5%的PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入1000g碳化硅、60g半水石膏、10g磷酸三丁酯和10g***,搅拌15min后加入30g固化剂,继续搅拌5min,得到浆料;
步骤二、按照平行砂轮磨具的尺寸选择模具,将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为20℃,相对湿度为70%的条件下静置3h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥12h,然后置于鼓风干燥箱内,在40℃条件下鼓风干燥12h,再在80℃条件下鼓风干燥12h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工(机械加工外表皮、外圆和倒角),得到外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具。
本实施例制备的磨具密度为1150kg/m3,硬度达到国标(GB/T2484-2006)P级,耐磨性能良好,该磨具用于直径为50mm的黄铜辊表面抛光时,表面精度可以达到0.08微米,表面无划伤,磨耗小,使用寿命长。
实施例2
本实施例的柔性脲醛树脂磨具为外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具,由以下原料制成:固含量约为46%的脲醛树脂胶1000g,碳化硅1100g,质量浓度为8%的PVA溶液80g,磷酸三丁酯8g,***15g,十二烷基磺酸钠0.2g,固化剂40g,半水石膏50g,水100g;所述固化剂由质量浓度为16%的盐酸和质量浓度为18%的氯化铵溶液按照5:1的体积比混合而成。
本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将0.2g十二烷基磺酸钠溶解于100g水中,然后向溶解后的溶液中加入1000g脲醛树脂胶和80g质量浓度为8%的PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入1100g碳化硅、50g半水石膏、8g磷酸三丁酯和15g***,搅拌10min后加入40g固化剂,继续搅拌10min,得到浆料;
步骤二、按照平行砂轮磨具的尺寸选择模具,将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为18℃,相对湿度为50%的条件下静置4h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥8h,然后置于鼓风干燥箱内,在50℃条件下鼓风干燥10h,再在70℃条件下鼓风干燥15h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工(机械加工外表皮、外圆和倒角),得到外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具。
本实施例制备的磨具密度为1250kg/m3,硬度达到国标(GB/T2484-2006)Q级,耐磨性能良好,该磨具用于直径为50mm的镀铜辊表面抛光时,表面精度可以达到0.06微米,表面无划伤,磨耗小,使用寿命长。
实施例3
本实施例的柔性脲醛树脂磨具为外径250mm,厚度25mm,内径32mm的平形砂轮磨具,由以下原料制成:固含量约为55%的脲醛树脂胶1000g,碳化硅900g,质量浓度为2%的PVA溶液100g,磷酸三丁酯15g,***8g,十二烷基磺酸钠0.8g,固化剂20g,半水石膏80g,水150g;所述固化剂由质量浓度为20%的盐酸和质量浓度为22%的氯化铵溶液按照3:1的体积比混合而成。
本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将0.8g十二烷基磺酸钠溶解于150g水中,然后向溶解后的溶液中加入1000g脲醛树脂胶和100g质量浓度为2%的PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入900g碳化硅、80g半水石膏、15g磷酸三丁酯和8g***,搅拌30min后加入20g固化剂,继续搅拌8min,得到浆料;
步骤二、按照平行砂轮磨具的尺寸选择模具,将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为22℃,相对湿度为60%的条件下静置2h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥10h,然后置于鼓风干燥箱内,在45℃条件下鼓风干燥15h,再在75℃条件下鼓风干燥10h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工(机械加工外表皮、外圆和倒角),得到外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具。
本实施例制备的磨具密度为1180kg/m3,硬度达到国标(GB/T2484-2006)P级,耐磨性能良好,该磨具用于直径为60mm的不锈钢辊表面抛光时,表面精度可以达到0.05微米,表面无划伤,磨耗小,使用寿命长。
实施例4
本实施例的柔性脲醛树脂磨具为外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具,由以下重量份的原料制成:固含量约为52%的脲醛树脂胶1000g,碳化硅800g,质量浓度为2%的PVA溶液150g,磷酸三丁酯20g,***20g,十二烷基磺酸钠1g,固化剂60g,半水石膏100g,水200g;所述固化剂由质量浓度为18%的盐酸和质量浓度为18%的氯化铵溶液按照3:1的体积比混合而成。
本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将1g十二烷基磺酸钠溶解于200g水中,然后向溶解后的溶液中加入1000g脲醛树脂胶和150g质量浓度为2%的PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入800g碳化硅、100g半水石膏、20g磷酸三丁酯和20g***,搅拌20min后加入60g固化剂,继续搅拌10min,得到浆料;
步骤二、按照平行砂轮磨具的尺寸选择模具,将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为20℃,相对湿度为60%的条件下静置3h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥9h,然后置于鼓风干燥箱内,在50℃条件下鼓风干燥13h,再在80℃条件下鼓风干燥12h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工(机械加工外表皮、外圆和倒角),得到外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具。
本实施例制备的磨具密度为1120kg/m3,硬度达到国标(GB/T2484-2006)P级,耐磨性能良好,该磨具用于直径为60mm的黄铜辊表面抛光时,表面精度可以达到0.05微米,表面无划伤,磨耗小,使用寿命长。
实施例5
本实施例的柔性脲醛树脂磨具为外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具,由以下重量份的原料制成:固含量约为46%的脲醛树脂胶1000g,碳化硅1200g,质量浓度为8%的PVA溶液50g,磷酸三丁酯5g,***5g,十二烷基磺酸钠0.1g,固化剂10g,半水石膏20g,水50g;所述固化剂由质量浓度为20%的盐酸和质量浓度为22%的氯化铵溶液按照4:1的体积比混合而成。
本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
步骤一、将0.1g十二烷基磺酸钠溶解于50g水中,然后向溶解后的溶液中加入1000g脲醛树脂胶和50g质量浓度为8%的PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入1200g碳化硅、20g半水石膏、5g磷酸三丁酯和5g***,搅拌25min后加入10g固化剂,继续搅拌5min,得到浆料;
步骤二、按照平行砂轮磨具的尺寸选择模具,将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为18℃,相对湿度为50%的条件下静置2h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥12h,然后置于鼓风干燥箱内,在50℃条件下鼓风干燥12h,再在80℃条件下鼓风干燥12h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工(机械加工外表皮、外圆和倒角),得到外径200mm,厚度50mm,内径50mm的平形砂轮磨具。
本实施例制备的磨具密度为1200kg/m3,硬度达到国标(GB/T2484-2006)Q级,耐磨性能良好,该磨具用于直径为50mm的镀铜辊表面抛光时,表面精度可以达到0.06微米,表面无划伤,磨耗小,使用寿命长。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅800—1200份,质量浓度为2%~8%的PVA溶液50—150份,磷酸三丁酯5—20份,***5—20份,十二烷基磺酸钠0.1—1份,固化剂10—60份,半水石膏20—100份,水50—200份;所述固化剂由质量浓度为16%~20%的盐酸和质量浓度为18%~22%的氯化铵溶液按照(3~5):1的体积比混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅900—1100份,质量浓度为2%~8%的PVA溶液80—100份,磷酸三丁酯8—15份,***8—15份,十二烷基磺酸钠0.2—0.8份,固化剂20—40份,半水石膏50—80份,水100—150份。
3.根据权利要求2所述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,由以下重量份的原料制成:脲醛树脂胶1000份,碳化硅1000份,质量浓度为5%的PVA溶液90份,磷酸三丁酯10份,***10份,十二烷基磺酸钠0.5份,固化剂30份,半水石膏60份,水120份。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种柔性脲醛树脂磨具,其特征在于,所述脲醛树脂胶的固含量为46%~55%。
5.一种制备如权利要求1、2或3所述柔性脲醛树脂磨具的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将十二烷基磺酸钠溶解于水中,然后向溶解后的溶液中加入脲醛树脂胶和PVA溶液,搅拌均匀,再向搅拌均匀后的混合物中加入碳化硅、半水石膏、磷酸三丁酯和***,搅拌10min~30min后加入固化剂,继续搅拌5min~10min,得到浆料;
步骤二、将步骤一中所述浆料注入模具内,在温度为18℃~22℃,相对湿度为50%~70%的条件下静置2h~4h后脱模,得到半成品;
步骤三、将步骤二中所述半成品自然干燥8h~12h,然后置于鼓风干燥箱内,在40℃~50℃条件下鼓风干燥10h~15h,再在70℃~80℃条件下鼓风干燥10h~15h;
步骤四、对步骤三中鼓风干燥后的半成品进行机械加工,得到柔性脲醛树脂磨具。
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