一种耐磨金刚石树脂磨具及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐磨金刚石树脂磨具及其制备方法，包括：A将酚醛树脂粉碎后按照一定配比与粉末丁苯橡胶进行共混密炼改性，B以改性酚醛树脂为粘合剂，按照一定比例配以金刚石等原辅料经充分混合后热压成型并进行固化得到金刚石磨具。其特征在于本发明专利技术采用粉末丁苯橡胶与酚醛树脂密炼共混改性增韧，混合时间短，且不影响酚醛树脂的性能，增韧效果良好，加工所得金刚石磨具具有一定弹性形变能力，可缓冲磨削过程中的冲击力。

Wear resistant diamond resin grinding tool and preparation method thereof

The invention relates to a kind of wear-resistant diamond resin grinding tool and its preparation method, including: A blending phenolic resin with a certain proportion and powdered styrene butadiene rubber to modify the blending, B with modified phenolic resin as adhesive, with a certain proportion of raw materials such as diamond and other raw materials after full mixing and solidified and solidified. To diamond grinding tools. The invention is characterized in that the powder butadiene rubber and phenolic resin blend modified and toughened, the mixing time is short, the performance of the phenolic resin is not affected, the toughening effect is good, the diamond grinding tool has certain elastic deformation ability, and the punching force can be buffered in the grinding process.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨金刚石树脂磨具及其制备方法
本专利技术涉及一种耐磨金刚石树脂磨具及其制备方法。
技术介绍
酚醛树脂具有良好的粘结性，而且其固化后具有较高的耐磨性和优异的力学性能，耐热性能良好。金刚石树脂磨具因其自锐性好、磨削力小、不易堵塞、磨削热少等特性深受使用者欢迎，而且酚醛树脂粘合剂的磨具具有一定的弹性形变能力，在磨削加工时可有效缓冲磨削时的冲击力，不仅可使被加工表面光洁度良好，而且大大降低被加工表面的粗糙度。但是，由于固化后酚醛树脂的芳核间只有亚甲基连接，从而表现出脆性，且韧性较差，这就使得被磨削物件表面出现划痕，明显降低光洁度。这就大大限制了酚醛树脂在磨削工具中的应用。为了克服酚醛树脂韧性较差的缺陷，需在酚醛树脂中加入增韧改性剂。目前酚醛树脂的增韧改性剂主要包括内增韧剂(如腰果壳油、桐油等)和外增韧剂(如丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、羟基丁腈橡胶等)两大类。但是利用上述增韧剂增韧改性时，由于增韧剂和酚醛树脂在高温条件下长时间混合，酚醛树脂中存在的酚羟基和亚甲基等官能团因较易发生氧化而使酚醛树脂本身的耐热性和耐氧化性受到严重影响，进而导致酚醛树脂性能显著降低。为了解决上述问题，设计专利技术一种新型酚醛树脂增韧改性剂，使得改性后酚醛树脂的韧性提高，同时通过改进增韧剂与酚醛树脂的混合工艺，既能实现增韧剂与酚醛树脂的高效混合，增强两者相容性，又保障酚醛树脂性能不受影响，进一步提高两者相互作用力，从而作为粘合剂能够更好地应用于金刚石磨具中。
技术实现思路
为解决酚醛树脂粘合剂在金刚石树脂磨具应用中的上述问题，本专利技术提供一种新型耐磨金刚石树脂磨具及其制备方法，使得金刚石磨具的粗糙度显著降低，又能保障良好的表面光洁度，同时也延长了金刚石树脂磨具的使用寿命。为了实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：一种耐磨金刚石树脂磨具，该磨具是由下述重量份的各组分制备而成：粘合剂20～40份，金刚石12～20份，碳化硅23～40份，铜粉10～23份，氧化铬粉2～10份；所述的粘合剂为酚醛树脂粘合剂，由酚醛树脂粉71～82份，增韧剂2～18份，乌洛托品8～15份制备而成。所述的增韧剂为粉末丁苯橡胶，其直径小于1mm，于5～10℃条件下合成，且其凝胶质量分数为0.2％～2％，其结构式如下：其中，x＝780-900、y＝150-240、z＝160-300。此种丁苯橡胶分子量相对较低，分子链规整性好，与酚醛树脂分子链结构具有相似性，两者相容性较好，经密炼改性后，粉末丁苯橡胶与酚醛树脂两相界面接触面积增大，在界面处的相互作用形式也发生相应改变，界面作用力增强，同时，密炼过程中丁苯橡胶分子发生一定程度的交联并与酚醛树脂分子形成交叉网络结构，相容性进一步增强，从而使改性后的酚醛树脂表现出良好的柔韧性，所制备的金刚石树脂磨具弹性形变能力增强，抗折强度和冲击韧性显著增加。所述的金刚石为粒度为M10/20、M12/22、M20/30中的一种或者多种配合使用；所述的碳化硅为粒度为M6/12、M10/20、M12/22中的一种或多种配合使用；所述的铜粉为粒度为300目、250目、200目中的一种或多种配合使用。制备所述的耐磨金刚石树脂磨具，具体步骤如下：A粘结剂的制备：首先将酚醛树脂粉碎得到粉末，过80目筛，然后按照上述配比称取酚醛树脂粉末、增韧剂粉末和乌洛托品，称量好后将其加入研钵中手混5～10min，充分混匀后再用2L微型密炼机进行密炼改性，密炼完成后冷却并取出，用粉碎机粉碎后过80目筛；B金刚石磨具的制备：按照上述配比称量好各物料后将其混合均匀，充分混合后的物料投入模具中并将物料捣实，刮平多余物料后进行热压成型，热压完成后可卸模，最后将所得样品进行固化。所述的密炼机密炼改性的温度为80～150℃，升温速率为10℃/min，密炼时间为3～12min。所述的金刚石为粒度为M10/20、M12/22、M20/30中的一种或者多种配合使用；所述的碳化硅为粒度为M6/12、M10/20、M12/22中的一种或多种配合使用；所述的铜粉为粒度为300目、250目、200目中的一种或多种配合使用。通过不同粒度的原料匹配，提高金刚石磨具的表面规整度，使被加工件表面具有较低的粗糙度和良好的光洁度。所述的物料手动共混5～10min可实现物料的初步混合，实现密炼共混的进一步均一性，增强密炼共混的效果。所述的密炼机密炼改性的温度为80～150℃，升温速率为10℃/min，密炼时间为3～12min。在此实验条件下，既可实现粉末丁苯橡胶与酚醛树脂的高度相容性，又不致因温度过高、作用时间过长而影响酚醛树脂的性能。本专利技术的有益效果是：通过粉末丁苯橡胶的加入，可实现酚醛树脂的韧性增强，从而使金刚石树脂磨具具有较强的弹性形变能力。通过采用密炼共混的技术手段，主要是增强了粉末丁苯橡胶与酚醛树脂的相容性，金刚石树脂磨具的抗折强度和冲击韧性明显增强，既能使被加工物件的粗糙度显著降低，又能保障良好的表面光洁度，同时也延长了金刚石树脂磨具的使用寿命，安全性大大提高。具体实施方式实施例1案例配方：酚醛树脂粉80份粉末丁苯橡胶5份乌洛托品15份粘合剂27份金刚石(M12/226份，M10/2010份)碳化硅(M6/1215份，M12/2222份)铜粉(300目12份，250目5份)氧化铬粉3份首先将酚醛树脂粉碎得到粉末，然后按照上述配比称取酚醛树脂粉末、丁苯橡胶粉末和乌洛托品，称量好后将其加入研钵中手混5～10min，充分混匀后再用2L微型密炼机进行密炼改性，温度为110℃，升温速率为10℃/min，密炼时间为3min，密炼完成后冷却并取出，用粉碎机粉碎后过筛；按照上述配比称量好各物料后将其混合均匀，充分混合后的物料投入模具中并将物料捣实，刮平多余物料后进行热压成型，热压完成后可卸模，最后将所得样品进行固化。金刚石磨具的物性指标为：48.73MPa；冲击韧性2.31kJ/m2。实施例2案例配方：酚醛树脂粉78份粉末丁苯橡胶10份乌洛托品12份粘合剂29份金刚石(M12/229份，M10/206份)碳化硅(M6/1220份，M12/2216份)铜粉(300目15份，250目2份)氧化铬粉3份首先将酚醛树脂粉碎得到粉末，然后按照上述配比称取酚醛树脂粉末、丁苯橡胶粉末和乌洛托品，称量好后将其加入研钵中手混5～10min，充分混匀后再用2L微型密炼机进行密炼改性，温度为120℃，升温速率为10℃/min，密炼时间为5min，密炼完成后冷却并取出，用粉碎机粉碎后过筛；按照上述配比称量好各物料后将其混合均匀，充分混合后的物料投入模具中并将物料捣实，刮平多余物料后进行热压成型，热压完成后可卸模，最后将所得样品进行固化。金刚石磨具的物性指标为：49.86MPa；冲击韧性3.12kJ/m2。实施例3案例配方：酚醛树脂粉72份粉末丁苯橡胶15份乌洛托品13份粘合剂33份金刚石(M12/2212份，M20/304份)碳化硅(M6/1223份，M10/2012份)铜粉(300目12份，200目2份)氧化铬粉2份首先将酚醛树脂粉碎得到粉末，然后按照上述配比称取酚醛树脂粉末、丁苯橡胶粉末和乌洛托品，称量好后将其加入研钵中手混5～10min，充分混匀后再用2L微型密炼机进行密炼改性，温度为130℃，升温速率为10℃/min，密炼时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨金刚石树脂磨具，其特征在于，该磨具是由下述重量份的各组分制备而成：粘合剂20～40份，金刚石12～20份，碳化硅23～40份，铜粉10～23份，氧化铬粉2～10份；所述的粘合剂为酚醛树脂粘合剂，由酚醛树脂粉71～82份，增韧剂2～18份，乌洛托品8～15份制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨金刚石树脂磨具，其特征在于，该磨具是由下述重量份的各组分制备而成：粘合剂20～40份，金刚石12～20份，碳化硅23～40份，铜粉10～23份，氧化铬粉2～10份；所述的粘合剂为酚醛树脂粘合剂，由酚醛树脂粉71～82份，增韧剂2～18份，乌洛托品8～15份制备而成。2.如权利要求1所述的耐磨金刚石树脂磨具，其特征在于，所述的增韧剂为粉末丁苯橡胶，其直径小于1mm，于5～10℃条件下合成，且其凝胶质量分数为0.2％～2％，其结构式如下：其中，x＝780-900、y＝150-240、z＝160-300。3.如权利要求1所述的耐磨金刚石树脂磨具，其特征在于，所述的金刚石为粒度为M10/20、M12/22、M20/30中的一种或者多种配合使用；所述的碳化硅为粒度为M6/12、M10/20、M12/22中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，马韵升，申凯华，陈梅梅，刘振学，张杰，刘清钊，郭平云，张瑞阳，韩立霞，
申请(专利权)人：黄河三角洲京博化工研究院有限公司，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37