CN115366013B - 用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，所述改性双马聚酰亚胺树脂粉中至少添加如下外加剂：增韧剂、抗氧化剂、分散剂，所述增韧剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述抗氧化剂为1010：四[β‑（3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述分散剂为硬脂酸酰胺。本发明的通过外加剂改性双马聚酰亚胺树脂，增韧剂聚甲基丙烯酸甲酯，提高树脂的韧性和强度；抗氧化剂1010，使用过程中不容易氧化从而提升树脂粉的寿命；分散剂硬脂酸酰胺，改善了韧性、加工过程中更均匀分散，提高致密度，三方面综合改性，整体上至少提高了双马聚酰亚胺树脂30%使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及树脂砂轮技术领域，具体而言，涉及用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮。
背景技术
目前市场上80%的砂轮是树脂砂轮，常用树脂砂轮的结合剂是酚醛树脂粉，因为酚醛树脂结合剂本身不耐高温，所以目前市场上加工陶瓷等硬脆材料的树脂砂轮主要是适合湿磨，这样才保证树脂砂轮有一定的寿命。但是在很多情况下树脂砂轮又需要干磨来满足市场的需求，这对树脂提出了更高的要求。目前用于干磨的树脂砂轮常用的是双马聚酰亚胺树脂粉，这种树脂粉烧结温度在230度左右，比之前用的最多的酚醛树脂粉烧结温度180的高了50度左右，在实际测试的耐高温性能中也比酚醛树脂高出很多温度。
但是目前国内做的双马聚酰亚胺脆性太大、流动性差，压制砂轮中容易出现裂纹、缝隙等一系列的问题，为了解决这个问题国内很多厂家都做了一定的努力。比如一部分厂家在双马聚酰亚胺树脂结合剂中添加一定量的金属粉末（如铜粉、铁粉、铝粉、铜锡合金粉、铁铜合金粉等），这类金属粉末的加入大大提升了热传导效率，加速排出了磨削过程中产生的热量，从而延长了树脂砂轮的寿命。还有一部分厂家在双马聚酰亚胺树脂结合剂中添加一定量的高硬度的填料（如氮化硅、碳化硼、碳化硅、白刚玉、棕刚玉等等），这类填料的加入使树脂结合剂的硬度有了一定的提升，分散了一部分砂轮在磨削过程中产生的热量，从而延长了寿命。但是这些都是通过加快分散热量的方法来提高双马聚酰亚胺树脂砂轮的寿命的，而没有涉及到改善树脂粉本身的耐热程度，实际效果并不是很理想，寿命只能提升最多50%左右，所以也不能满足日益提高市场要求。因此，从根本上通过改善双马聚酰亚胺树脂粉本身的化学性质来提高双马聚酰亚胺树脂砂轮的寿命，就尤显重要和迫切。
发明内容
本发明的目的在于：针对前述的干磨树脂砂轮存在技术问题，通过添加化学材料的手段改善双马聚酰亚胺树脂粉本身的致密度、韧性和耐高温性能来进一步提升砂轮的寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，以改善上述问题。
本发明具体是这样的：
一种用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，包括设置在基体上的磨料层，磨料层包括磨料、树脂结合剂和填料，所述磨料是金刚石，所述填料包括碳化硅、碳化硼、白刚玉、单晶刚玉、锆刚玉、石墨、二硫化钼、氧化铬、氧化锌、氧化铁、碳酸钙、氧化钙、氧化镁、碳酸镁、铜粉、钴粉、铁粉、铁铜合金粉、铜锡合金粉中的一种或一种以上的组合，所述树脂结合剂为改性双马聚酰亚胺树脂粉，所述改性双马聚酰亚胺树脂粉中至少添加如下外加剂：增韧剂、抗氧化剂、分散剂，所述增韧剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述抗氧化剂为1010：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述分散剂为硬脂酸酰胺。
作为本发明优选的技术方案，所述聚甲基丙烯酸甲酯的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比5%～30%，所述聚甲基丙烯酸甲酯的加入能提高树脂的韧性和强度。
作为本发明优选的技术方案，所述1010的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.01%～0.5%，使树脂在使用过程中不容易氧化从而提升树脂粉的寿命。
作为本发明优选的技术方案，所述硬脂酸酰胺的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.1%～1%，不仅改善了双马聚酰亚胺树脂粉的韧性，而且使双马聚酰亚胺树脂粉在加工过程中均匀分散到砂轮的各个角落，提高砂轮的致密度，从而提高砂轮的寿命。
作为本发明优选的技术方案，所述外加剂还包括润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌。
作为本发明优选的技术方案，所述润滑剂的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.1%～1%，润滑剂加入能提高树脂粉的致密度和耐高温性能。
作为本发明优选的技术方案，按照比例把所述双马聚酰亚胺树脂粉和外加剂投入高速回转打料机中混料，回转打料机的转速为1600r/min，功率为350kw，混料时间为3分钟。
作为本发明优选的技术方案，所述磨料的体积百分比为5〜35%，所述填料的体积百分比为5〜 55%，所述改性双马聚酰亚胺树脂的的体积百分比为25〜65%。
作为本发明优选的技术方案，所述磨料的体积百分比为7〜33%，所述填料的体积百分比为8〜 50%，所述改性双马聚酰亚胺树脂的的体积百分比为30〜55% 。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、增韧剂聚甲基丙烯酸甲酯，提高树脂的韧性和强度；抗氧化剂1010，使用过程中不容易氧化从而提升树脂粉的寿命；分散剂硬脂酸酰胺，改善了韧性、加工过程中更均匀分散，提高致密度，三方面综合改性，整体上至少提高了双马聚酰亚胺树脂30%使用寿命。
2、润滑剂加入提高树脂粉的致密度和耐高温性能，进一步提升使用寿命。
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，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了方便理解，下面具体列出实施例对本发明作进一步描述。
实施例1:
1）处理所需要的改性双马聚酰亚胺树脂粉。按照如下质量比进行称料：
表1：改性双马聚酰亚胺树脂粉配比
| MBI | 聚甲基丙烯酸甲酯 | 1010 | 硬脂酸酰胺 | 硬脂酸钙 | 硬脂酸锌 |
| 100 | 12.5 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
备注：MBI：添加外加剂的双马聚酰亚胺树脂粉。
将上述表格中的配比的双马聚酰亚胺树脂粉和外加剂投入高速回转打料机中混料，回转打料机的转速为1600r/min，功率为350kw，混料时间为3分钟，得到改性双马聚酰亚胺树脂粉，真空保存待用。
）按照改进双马聚酰亚胺树脂粉45：磨料11：填料44比例配制出砂轮所需计算出各种材料的重量，混合过200目筛2遍，按照已知成熟工艺装模热压之后再固化。其中磨料是金刚石，选用中南破碎料，粒度是100号；填料是绿碳化硅，粒度是150号；热压温度230度，保温5分钟，固化温度230度，8小时。固化之后取出加工成成品。
3）把已经制好的成品在陶瓷斜边机上测试，转速800转，干磨，加工对象为陶瓷，记录砂轮使用寿命为259小时。
实施例2:
除把改性的双马聚酰亚胺换成未改性的之外，其他的所有数据和实施例一相同。记录砂轮使用寿命为192小时。此案例作为对比案例S2。
除把改性的双马聚酰亚胺换成酚醛树脂粉、热压温度和固化温度改为180度之外，其他的所有数据和实施一相同。记录酚醛树脂砂轮使用寿命为128小时。此案例作为对比案例S1。
把上述三个案例汇总于表格2中：
表2 实施对比实验案例 （体积百分比vt%）
| 序号 | 树脂粉 | 金刚石 | 填料 | 烧结温度℃ | 寿命/h | 寿命提升率 |
| S1 | 改性双马粉 45 | 11 | 44 | 230 | 259 | 102.34% |
| S2 | 双马粉 45 | 11 | 44 | 230 | 192 | 50% |
| S3 | 酚醛粉 45 | 11 | 44 | 180 | 128 | 0% |
备注：改性双马粉，就是本发明的添加外加剂的双马聚酰亚胺树脂粉(MBI)。
如表2所示的对比实验，本发明的用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，相对于其他条件相同的酚醛树脂砂轮的寿命提升了102.34%，相对于未改性的双马树脂砂轮的寿命也提升了34.89%。
实施例3:
为了进一步找到更优化的方案，本申请人就改性双马粉进行了如表3所示的实施案例。
表3 本发明的更改双马树脂砂轮实验 （质量百分比mt%）
| 序号 | MBI | 聚甲基丙烯酸甲酯 | 1010 | 硬脂酸酰胺 | 硬脂酸钙 | 硬脂酸锌 | 寿命/h |
| S2-1 | 100 | 12.5 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 259 |
| S2-2 | 100 | 15 | 0.3 | 0.35 | 0.25 | 0.25 | 259 |
| S2-3 | 100 | 10 | 0.4 | 0.4 | 0.3 | 0.3 | 256 |
| S2-4 | 100 | 20 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 253 |
| S2-5 | 100 | 30 | 0.1 | 0.5 | 0.1 | 0.1 | 250 |
按上面配比的双马聚酰亚胺树脂粉和外加剂投入高速回转打料机中混料，回转打料机的转速为1600r/min，功率为350kw，混料时间为3分钟，得到改性双马聚酰亚胺树脂粉，真空保存待用。
本发明的用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，包括设置在基体上的磨料层，磨料层的组份包括磨料、树脂结合剂和填料。
磨料层中的树脂结合剂是前述制备的经过化学材料改性的双马聚酰亚胺树脂粉，化学材料包含作为增韧剂的聚甲基丙烯酸甲酯，含量为树脂粉量的5-30%；作为抗氧化剂的1010，化学名为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，含量为树脂粉的0.01-0.5%；作为分散剂的硬脂酸酰胺，添加量为树脂的0.1-1%；作为润滑剂的硬脂酸钙和硬脂酸锌，添加量为树脂粉的0.1-1%。
磨料层中的磨料是金刚石或CBN，磨料层中的填料的组份包括碳化硅、碳化硼、白刚玉、单晶刚玉、锆刚玉、石墨、二硫化钼、氧化铬、氧化锌、氧化铁、碳酸钙、氧化钙、氧化镁、碳酸镁、铜粉、钴粉、铁粉、铁铜合金粉、铜锡合金粉中的一种或一种以上的组合。
磨料为5〜35%，填料为15〜 55%，经过化学材料改性双马聚酰亚胺树脂为25〜65%，以上分别为磨料层中各物料所占有的体积百分比。
优选的，磨料为7〜33%，填料为8〜 50%，经过化学材料改性双马聚酰亚胺树脂为30〜55%，以上分别为磨料层中各物料所占有的体积百分比。
本发明的用于干磨的树脂结合剂砂轮，基体为环状的基体，磨料层为环状的树脂结合剂金刚石或CBN层，磨料层嵌设在基体上，并与其同心设置。基体材质可以为铝氧体、铝、铁、铜、不锈钢等材料中的一种或几种混合。
按上述比例选取金刚石磨料、进过改性的双马聚酰亚胺树脂以及填料，先把称好的进过改性的双马聚酰亚胺树脂以及填料混合后过200 目筛，再将称好的金刚石磨料用偶联剂润湿，再把上述配比好的混合料一起先手工搅拌，接着投入到搅拌机中搅拌均匀制得搅拌物；
将适量的上述搅拌物倒入模具内，按照热压工艺进行热压成型后，脱模取出树脂结合剂金刚石砂轮经烘箱二次固化，通过磨床进行开刃处理后，即可投入使用。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围。
Claims (2)
1.一种用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，包括设置在基体上的磨料层，磨料层包括磨料、树脂结合剂和填料，所述磨料是金刚石或CBN，所述填料包括碳化硅、碳化硼、白刚玉、单晶刚玉、锆刚玉、石墨、二硫化钼、氧化铬、氧化锌、氧化铁、碳酸钙、氧化钙、氧化镁、碳酸镁、铜粉、钴粉、铁粉、铁铜合金粉、铜锡合金粉中的一种或一种以上的组合，所述树脂结合剂为改性双马聚酰亚胺树脂粉，其特征在于，所述改性双马聚酰亚胺树脂粉中添加如下外加剂：增韧剂、抗氧化剂和分散剂，所述增韧剂为聚甲基丙烯酸甲酯，所述抗氧化剂为1010：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述分散剂为硬脂酸酰胺；
所述聚甲基丙烯酸甲酯的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比5％-30％；
所述1010的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.01％～0.5％；
所述硬脂酸酰胺的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.1％～1％；
所述外加剂还包括润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙和硬脂酸锌；
所述润滑剂的添加量为所述双马聚酰亚胺树脂粉的质量比0.1％～1％；
按照比例把所述双马聚酰亚胺树脂粉和外加剂投入高速回转打料机中混料，回转打料机的转速为1600r/min，功率为350kw，混料时间为3分钟；
所述磨料的体积百分比为5～35％，所述填料的体积百分比为5～55％，所述改性双马聚酰亚胺树脂粉的体积百分比为25～65％。
2.根据权利要求1所述的用于干磨的双马聚酰亚胺树脂砂轮，所述磨料的体积百分比为7～33％，所述填料的体积百分比为8～50％，所述改性双马聚酰亚胺树脂粉的体积百分比为30～55％。
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