一种柔性脲醛树脂磨具及其制备方法.pdf

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，福尔马林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。

权利要求书
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，福尔马林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，福尔马林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，福尔马林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、磷酸三丁酯和福尔马林，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。

说明书一种柔性脲醛树脂磨具及其制备方法
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，福尔马林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，福尔马林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，福尔马林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、磷酸三丁酯和福尔马林，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，福尔马林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福尔马林，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，福尔马林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福尔马林，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，福尔马林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福尔马林，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，福尔马林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福尔马林，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，福尔马林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福尔马林，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。