[发明专利]一种聚苯乙烯粘结树脂砂轮及其制备方法

说明书

技术领域

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

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

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。

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0.7-1。

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℃，保温搅拌1.6-2小时，加入硼酸，升高温度为110-120℃，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℃下加热8-10小时，然后在110-115℃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℃，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℃，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℃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℃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℃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℃、50-60分钟；100-110℃、100-120分钟；130-140℃、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℃，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℃、压力39O-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℃、4-5小时；125-140℃、7-8小时；150-170℃、1-2小时；180-185℃、8-9小时；停止加热后自然冷却，即得所述树脂砂轮。

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脂，它是一种含有苯环和N、O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；