石墨/弹性树脂复粒、其制法及在制作抛光轮中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种石墨/弹性树脂复粒、其制法及在制作抛光轮中的应用。所述抛光轮主要包括不饱和聚酯树脂、磨料、填料和石墨/弹性树脂复粒，其中所述石墨/弹性树脂复粒由体积百分比为30～70vol％的石墨和70～30vol％的弹性树脂组成，复粒颗粒尺寸为200～1500μm。将石墨/弹性树脂复粒应用于树脂抛光轮的制备中，得到的树脂抛光轮耐摩擦、润滑及散热性能佳，加工品质及使用寿命均得到改善，解决了树脂抛光轮加工时润滑及散热效果不佳的问题。

Graphite/Elastic Resin Composite, Its Preparation and Application in Polishing Wheel

The invention relates to a graphite/elastic resin composite, its preparation method and application in polishing wheel making. The polishing wheel mainly consists of unsaturated polyester resin, abrasive, filler and graphite/elastic resin composite. The graphite/elastic resin composite consists of graphite with volume percentage of 30-70 vol% and elastic resin with 70-30 vol% and particle size of 200-1500 um. Graphite/elastic resin composite particles were applied to the preparation of resin polishing wheel. The resin polishing wheel obtained had good friction resistance, lubrication and heat dissipation performance, improved processing quality and service life, and solved the problem of poor lubrication and heat dissipation during the processing of resin polishing wheel.

【技术实现步骤摘要】
石墨/弹性树脂复粒、其制法及在制作抛光轮中的应用
本专利技术属材料领域，具体涉及一种石墨/弹性树脂复粒、其制法及在制作抛光轮中的应用。
技术介绍
当前对石材、玻璃、陶瓷等材料的磨削/抛光，广泛采用不饱和聚酯树脂结合剂抛光轮，所述抛光轮包括作为结合剂的不饱和聚酯树脂，作为磨料的碳化硅或氧化铝等硬质磨料以及各种惰性/助磨性填料。由于原料组成中不饱和聚酯树脂是液体树脂，采用树脂浇铸成型工艺，因此，也称作为浇铸型树脂抛光轮。这类抛光轮所使用的填料种类多种多样，包括能帮助抛光轮提高加工性能、增强树脂体系的助磨性或功能性的填料，和不影响性能前提下降低材料成本的惰性填料。在以热压法制作的树脂结合剂砂轮中，常用粉末状酚醛树脂等与磨料和固体颗粒填料经过混合构成均匀混合料，将混合料投放入模具中，经过冷压-加热、直接热压的固化工艺，构成树脂砂轮。在这类热固化树脂砂轮中，已知技术经常用石墨作为润滑性/散热性填料，在磨削或抛光时，有效降低了磨削/抛光界面的热量，改善了树脂砂轮的摩擦特性，进而提高了树脂砂轮的寿命和效率。但是，石墨类填料尽管在热压树脂砂轮中使用良好，但不能应用于不饱和聚酯树脂体系，其主要原因是石墨类材料，对不饱和聚酯具有阻聚效应，使其不能固化。因此，添加数量仅限于0.5vol％以下，该数量的添加水平，不足以起到磨削抛光中的润滑/散热效果。因此，在不饱和聚酯树脂抛光轮方面，还缺乏提供润滑/散热性填料的有效实用方法。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种石墨/弹性树脂复粒、其制法及在制作抛光轮中的应用。采用所述石墨/弹性树脂复粒替代石墨，用在以不饱和聚酯树脂为结合剂制备的抛光轮中，能有效解决现有树脂抛光轮润滑及散热效果不佳的问题。本专利技术的方案为，提供一种石墨/弹性树脂复粒，由如下体积百分比的组分组成：30～70vol％的石墨和70～30vol％的弹性树脂。经专利技术人反复验证，当石墨占复粒总体积低于30％时，应用于抛光轮中，其润滑及散热效果不明显；当石墨占复粒总体积高于70％时，则会导致复粒表面石墨露出比例过高，使得在后续制备不饱和聚酯抛光轮时对其造成阻聚作用。故采用上述石墨用量范围时，石墨能大面积的被弹性树脂包埋，对不饱和聚酯的反应不足以产生阻聚，且润滑散热效果佳。其中，所述石墨类材料为炭黑、天然鳞片石墨或石墨烯。其中，所述弹性树脂为双组份弹性聚氨酯或双组份弹性环氧树脂。本专利技术再提供一种石墨/弹性树脂复粒的制备方法，包括如下步骤：(1)将石墨与弹性树脂预聚体均质混合，得混合物a；(2)将步骤(1)所得混合物a进行浇铸固化，完毕后得石墨/弹性树脂复合材料；(3)将步骤(2)所得石墨/弹性树脂复合材料粉碎，得石墨/弹性树脂复粒。优选地，步骤(1)中，石墨的粒度为1～200μm。优选地，步骤(1)中，所述石墨为炭黑、天然鳞片石墨或石墨烯。优选地，步骤(1)中，所述弹性树脂为热固性树脂。在常温下未固化弹性树脂呈液态，其包括液态弹性聚氨酯、液态弹性环氧树脂等，且可在常温条件下固化。优选地，步骤(2)中，所述固化的温度为25～60℃；固化时间为0.5～10h。优选地，步骤(2)中，所述所述固化完毕后弹性树脂邵氏硬度为40～80HD。优选地，步骤(3)中，所述粉碎至粒度为200～1500μm。其中，需要强调的是所述石墨/弹性复粒的尺寸粒度为200～1500μm是指复粒截面最大尺寸为200～1500μm，颗粒可以呈柱状、条状、三棱锥、六面体或各种不规则形状，亦可以是单一形状或混合形状。经专利技术人反复验证，当石墨/弹性树脂复粒尺寸低于200μm时，一方面会提高加工难度，另一方面亦将增大石墨在复粒表面的露出面积；而当石墨/弹性树脂复粒尺寸高于1500μm时，则会影响其在抛光轮表面的均匀分散程度，削弱了润滑及散热效果。本专利技术还提供一种石墨/弹性树脂复粒在制作抛光轮中的应用。本专利技术继续提供一种抛光轮的制备方法，包括如下步骤：(i)将石墨/弹性树脂复粒、磨料、填料和不饱和聚酯树脂混合进行均质，得混合物A；(ii)于步骤(i)所得混合物A中加入固化剂和促进剂再次混合，进行浇铸固化成型，即得抛光轮。优选地，所述石墨/弹性树脂复粒、磨料、填料、不饱和聚酯树脂、固化剂和促进剂的重量比为1:1.5～2.5:1.5～2.5:6～7:0.08～0.12:0.08～0.12。其中，专利技术抛光轮所使用的不饱和聚酯树脂结合剂可以是常规使用的任意类型。众所周知不饱和聚酯树脂是一种粘滞状的液体混合物，通过对聚酯交联的不饱和单体溶化不饱和聚酯获得，例如苯乙烯。通过在不饱和聚酯树脂中呈现已知的过氧化物引发剂或过氧化物引发剂与固化促进剂的组合固化，可制作出固化不饱和聚酯树脂。所生产的固化树脂已开拓了极广的用途。不饱和聚酯一般通过α,β-不饱和二元酸例如马来酸酐、富马酸、衣康酸等，与二醇例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、新戊二醇等的缩合反应制备，冷凝物的分子量优选为1000～3000。当使用不饱和单体对不饱和聚酯交联时，合用的一般是乙烯型单体，例如苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、乙酸乙烯酯、丙烯酸酯等，尤其优选的是苯乙烯。对于交联的不饱和聚酯和不饱和单体的混合物，是一种水不溶性树脂质油状混合物，一般的混合比例为80:20～30:70，这称之为未固化不饱和聚酯树脂。常规的标准牌号有191不饱和聚酯树脂、196不饱和聚酯树脂等。其中，所述磨料为熔融氧化铝、碳化硅、金刚石、刚玉、石榴石或玻璃粉；磨料的粒度以抛光的具体要求如材料切除量、表面粗糙度和亮度而定，粒度为5～400μm。其中，所述填料是抛光轮中除了树脂结合剂和磨料之外的所有各种填充材料的统称，填料包括提高抛光性能、增强树脂体系的助磨性或功能性的填料，以及不影响性能前提下降低材料成本的惰性填料。填料具体可为呈固体颗粒状的云母、石英、二氧化钛、冰晶石、长石白铅矿、橄榄石、石膏、粘土、碳酸钙、白云石、氢氧化铝或二氧化硅，亦可为水溶性盐类的氯化钠、氯化钾、硫酸钾或硫酸钠。需要强调的是，当石墨/弹性树脂复粒添加入抛光轮的混合料时，由于弹性树脂的热固性特性，使其在受热条件下不会出现热塑性树脂易出现的塑性变形和二次熔化现象，由此避免了在抛光轮制作过程中，当不饱和聚酯树脂出现110～130℃的热峰温度时，石墨/弹性树脂复粒自身熔化变形的情况。就整体设计和专利技术思路而言，制备复粒所用的弹性树脂邵氏硬度为40～80HD，而制作抛光轮所用的不饱和聚酯树脂邵氏硬度为95～100HD。即采用了硬度有差异的双相树脂，可用于调整抛光轮整体表面的弹性模量，继而调节和改善了抛光轮在高速旋转受力时的抗形变能力和对工件表面的顺从性。通过将硬度存在差异的树脂相结合，既改善了抛光轮的力学性能，又解决了现有技术中抛光轮缺乏润滑及散热的技术问题。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的石墨/弹性树脂复粒，在石墨相含量较高的情况下，弹性树脂相仍能对石墨相进行大面积的包埋，不会导致石墨相出现于复粒界面层，从而采用所述石墨/弹性树脂复粒替代石墨，用在以不饱和聚酯树脂为主要原料制备的抛光轮中，能有效解决石墨会对不饱和聚酯树脂产生阻聚效应的问题，得到的树脂抛光轮的耐摩擦、润滑及散热性能佳，再者，利用弹性树脂(邵氏硬度为40～80HD)与不饱和聚酯树脂(邵氏硬度为95～10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨/弹性树脂复粒，其特征在于，由如下体积百分比的组分组成：30～70vol％的石墨和70～30vol％的弹性树脂。

【技术特征摘要】
1.一种石墨/弹性树脂复粒，其特征在于，由如下体积百分比的组分组成：30～70vol％的石墨和70～30vol％的弹性树脂。2.权利要求1所述的石墨/弹性树脂复粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石墨与弹性树脂预聚体均质混合，得混合物a；(2)将步骤(1)所得混合物a进行浇铸固化，完毕后得石墨/弹性树脂复合材料；(3)将步骤(2)所得石墨/弹性树脂复合材料粉碎，得石墨/弹性树脂复粒。3.根据权利要求2所述的石墨/弹性树脂复粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨的粒度为1～200μm。4.根据权利要求2所述的石墨/弹性树脂复粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨为炭黑、天然鳞片石墨或石墨烯。5.根据权利要求2所述的石墨/弹性树脂复粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珮豪，彭波，
申请(专利权)人：天津百恩威新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12