發泡樹脂砂輪的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及砂輪制備的技術領域，尤其涉及發泡樹脂砂輪的制備方法。
【背景技術】
[0002] 樹脂砂輪是通過黏結劑將磨料粘合起來并成型為特定形狀的砂輪，一般用于加工 各種金屬和非金屬，樹脂結合劑制造的砂輪強度高，具有一定的彈性，耐熱性高，自銳性好， 制作簡便，工藝周期短。主要用于切削、拋光等。目前國內普遍采用的砂輪，制作工藝簡單， 操作方便。但存在著明顯缺點，如：（1)密度大，導熱性能差；（2)磨料不能充分發揮作用，造 成浪費，且成本較高；（3)研磨拋光液處理成本高，對環境污染大。尤其在密度方面，國內目 前使用相對質輕的拋光輪較少，基本依賴于國外進口。
[0003] 國內使用的輕質樹脂砂輪，主要以聚乙烯醇為結合劑與磨料結合制成樹脂砂輪， 其中以聚乙烯醇縮醛樹脂砂輪最受關注。該樹脂砂輪具有海綿狀微孔，磨削時不易堵塞微 孔，且具有一定的彈性和硬度，拋光效果好。但其存在一定的缺點，如：拋光周期短、強度低、 磨耗磨損大，制備過程中毒性大，對人體危害大。

【發明內容】

[0004] 本發明的實施例提供了一種發泡樹脂砂輪的制備方法，該方法易于操作，制備的 砂輪質輕，無毒，節約成本，并在耐水性能，耐磨性能，導熱性能等方面優于普通樹脂砂輪。
[0005] 為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
[0006] 發泡樹脂砂輪的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
[0007] Sl、改性碳化硅填料的制備：
[0008] 將硅烷偶聯劑與無水乙醇在容器中混合均勻，加入碳化硅微粉，于水浴中攪拌均 勻后烘干即得改性碳化硅填料；
[0009] S2、發泡樹脂砂輪的制備：
[0010] 將環氧樹脂、溶劑加入到容器中于水浴溫度60°C下攪拌均勻，加入改性碳化硅填 料，滴入表面活性劑，攪拌均勻；
[0011] 依次加入發泡劑、發泡助劑、固化劑A組分，在攪拌條件下，加入固化劑B組分，攪 拌均勻后注入模具中，然后將所述模具放入烘箱中經發泡、固化、脫模得到發泡樹脂砂輪。
[0012] 優選的，所述硅烷偶聯劑與所述無水乙醇按照特定質量比例在容器中混合均勻， 所述特定質量比例范圍為2 : 98-5 : 95。
[0013] 優選的，所述改性碳化硅填料的平均粒度為5-10 μ m。
[0014] 優選的，所述步驟（1)中水浴時的溫度為60°C，攪拌的時間為30min，轉速為 1000-1200r/min。
[0015] 優選的，所述硅烷偶聯劑為KH-560 ;
[0016] 所述環氧樹脂為E-44, E-51中的一種；所述溶劑為甲苯，所述表面活性劑為非離 子表面活性劑，是脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、吐溫-20中的一種；
[0017] 所述發泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、4,4' -氧代雙苯磺酰肼、對甲苯磺酰 肼中的一種；所述發泡助劑為尿素，所述固化劑包括A組份和B組份，所述A組份為咪唑， 2-甲基咪唑，2-甲基咪唑與環氧丙烷丁基醚加成物中的一種；所述B組份為二乙烯三胺，三 亞乙基四胺，4,4' -二氨基二苯砜中的一種。
[0018] 優選的，所述環氧樹脂與所述溶劑的質量比為100 : (20-25);所述環氧樹脂與所 述改性碳化硅填料的質量比為100 : (150-180);
[0019] 所述環氧樹脂與所述固化劑中A組分的質量比為100 : (0.5-10)，與所述固化劑 中B組分的質量比為100 : (8-11);所述環氧樹脂與所述發泡劑及所述發泡助劑的質量比 為 100 : 10 : 2. 5〇
[0020] 優選的，所述步驟（2)中將所述模具放入烘箱中時，調節所述烘箱溫度為 90-100°C發泡2min ;然后調節所述烘箱溫度為150-170°C固化lh。
[0021] 優選的，在步驟（1)之前，所述方法還包括：
[0022] 處理碳化硅微粉：
[0023] 對碳化硅微粉用濃度為0. 1 %的HCl溶液進行酸洗，抽真空過濾，再用蒸餾水清 洗，直至中性為止，抽真空過濾，然后放入培養皿中，于110°c烘箱中進行干燥lh。
[0024] 上述技術方案提供的發泡樹脂砂輪的制備方法，具有以下有益效果：（1)利用該 發泡樹脂砂輪發達的微孔體系，可降低工作溫度，迅速排除磨肩；（2)直接采用水冷卻，避 免切削液污染環境，降低成本；(3)固化后的環氧樹脂強度高，耐水性強，耐磨性好，磨耗 小，工作周期長；(4)該制備方法采用的磨料粒徑小，且分散均勻，可提高拋光物件的精度。 該通過攪拌，入模，發泡，固化等工藝構成的發泡樹脂砂輪的制備工藝簡單，易于操作，質 輕，無毒，節約成本，并在耐水性能，耐磨性能，導熱性能等方面優于普通樹脂砂輪。
[0025] 上述技術方案通過對磨料碳化硅微粉進行改性從而改善碳化硅粉體的表面狀態， 降低表面活性，提高分散性及固相含量和粉體的流動性；利用環氧樹脂，溶劑，改性碳化硅 填料，表面活性劑，發泡劑，發泡助劑，固化劑制備出發泡樹脂砂輪。這種結合劑制造的砂輪 強度高，具有一定的彈性，導熱性高，自銳性好，制作簡便，工藝周期短。
【具體實施方式】
[0026] 下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范 圍。
[0027] 實施例1 :
[0028] (1)對碳化硅微粉用濃度為0. 1 %的HCl溶液進行酸洗，抽真空過濾，再用蒸餾水 清洗，直至中性為止，抽真空過濾，然后放入培養皿中，于110°c烘箱中進行干燥Ih ;
[0029] (2)將5g硅烷偶聯劑KH-560、95g無水乙醇加入到三口瓶中，在水浴溫度60°C下 攪拌均勻，再加入步驟（1)中已烘干的碳化硅微粉，于此溫度下攪拌30min;
[0030] (3)將步驟（2)得到的產物趁熱倒入過濾裝置中，抽真空過濾，然后放入培養皿 中，于80°C烘箱中干燥lh，得到改性碳化硅填料。
[0031] (4)將IOg環氧樹脂E-44、2g甲苯加入到燒瓶中，于水浴溫度60°C下攪拌，待環氧 樹脂E-44全部溶解后，緩慢加入15g步驟（3)中得到的改性碳化硅填料，滴入表面活性劑 吐溫-20,攪拌均勻；
[0032] (5)依次加入Ig發泡劑偶氮二甲酰胺、0. 25g發泡助劑尿素、0. 05g咪挫，保持反應 溫度在60°C，攪拌均勻；
[0033] (6)在攪拌條件下，加入0. Sg固化劑二乙烯三胺，攪拌均勻后，迅速倒入模具中， 放入烘箱中90°C發泡2min，然后調烘箱溫度150°C固化lh，得到發泡樹脂砂輪。
[0034] 將本實施例制備的發泡樹脂砂輪與聚乙烯醇縮醛類拋光砂輪（比較例）進行性能 比較，結果如表一：
[0035] 表一：制備的發泡樹脂砂輪與聚乙烯醇縮醛類拋光砂輪進行性能比較
[0036]
【主權項】
1. 發泡樹脂砂輪的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟： 51、 改性碳化硅填料的制備： 將硅烷偶聯劑與無水乙醇在容器中混合均勻，加入碳化硅微粉，于水浴中攪拌均勻后 烘干即得改性碳化硅填料； 52、 發泡樹脂砂輪的制備： 將環氧樹脂、溶劑加入到容器中于水浴溫度60°C下攪拌均勻，加入改性碳化硅填料，滴 入表面活性劑，攪拌均勻； 依次加入發泡劑、發泡助劑、固化劑A組分，在攪拌條件下，加入固化劑B組分，攪拌均 勻后注入模具中，然后將所述模具放入烘箱中經發泡、固化、脫模得到發泡樹脂砂輪。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑與所述無水乙醇按 照特定質量比例在容器中混合均勻，所述特定質量比例范圍為2 : 98-5 : 95。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述改性碳化硅填料的平均粒度為 5_10 u m〇
4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟SI中水浴時的溫度為 60°C，攪拌的時間為30min，轉速為1000-1200r/min。
5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述硅烷偶聯劑為KH-560 ; 所述環氧樹脂為E-44, E-51中的一種；所述溶劑為甲苯，所述表面活性劑為非離子表 面活性劑，是脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、吐溫-20中的一種； 所述發泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、4,4' 一氧代雙苯磺酰肼、對甲苯磺酰肼中 的一種；所述發泡助劑為尿素，所述固化劑A組份為咪唑，2 -甲基咪唑，2 -甲基咪唑與環 氧丙烷丁基醚加成物中的一種；所述固化劑B組份為二乙烯三胺，三亞乙基四胺，4,4'一二 氨基二苯砜中的一種。
6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于， 所述環氧樹脂與所述溶劑的質量比為100 : (20-25);所述環氧樹脂與所述改性碳化 硅填料的質量比為100 : (150-180); 所述環氧樹脂與所述固化劑中A組分的質量比為100 : (0.5-10)，與所述固化劑中B 組分的質量比為100 : (8-11);所述環氧樹脂與所述發泡劑及所述發泡助劑的質量比為 100 : 10 : 2. 5〇
7. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中將所述模具放入烘箱 中時，調節所述烘箱溫度為90-100°C發泡2min ;然后調節所述烘箱溫度為150-170°C固化 lh〇
8. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟Sl之前，所述方法還包括： 處理碳化硅微粉： 對碳化硅微粉用濃度為0. 1 %的HCI溶液進行酸洗，抽真空過濾，再用蒸餾水清洗，直 至中性為止，抽真空過濾，然后放入培養皿中，于ll〇°C烘箱中進行干燥lh。
【專利摘要】本發明提供了發泡樹脂砂輪的制備方法，涉及砂輪制備的技術領域，可以制備出質輕，無毒，節約成本，并在耐水性能，耐磨性能，導熱性能等方面優于普通樹脂砂輪的發泡樹脂砂輪。所述方法包括：S1、改性碳化硅填料的制備：將硅烷偶聯劑與無水乙醇在容器中混合均勻，加入碳化硅微粉，于水浴中攪拌均勻后烘干即得改性碳化硅填料；S2、發泡樹脂砂輪的制備：將環氧樹脂、溶劑加入到容器中于水浴溫度60℃下攪拌均勻，加入改性碳化硅填料，滴入表面活性劑，攪拌均勻；依次加入發泡劑、發泡助劑、固化劑A組分，在攪拌條件下，加入固化劑B組分，攪拌均勻后注入模具中，然后將所述模具放入烘箱中經發泡、固化、脫模得到發泡樹脂砂輪。
【IPC分類】C08K9-06, B24D3-34, B24D18-00, C08J9-10, C08K3-34, C08L63-00, C08K9-02, B24D3-28
【公開號】CN104723226
【申請號】CN201510111229
【發明人】邵水源, 師新民, 牛晶晶, 黃奕涵, 范陽
【申請人】西安科技大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月7日