一种改性耐磨材料及耐磨材料的表面改性方法、树脂结合剂磨具技术

本发明专利技术属于磨料磨具技术领域，具体涉及一种改性耐磨材料及耐磨材料的表面改性方法、树脂结合剂磨具。本发明专利技术的耐磨材料的表面改性方法包括以下步骤：将镀金属耐磨材料颗粒进行表面羟基化处理。采用本发明专利技术的表面改性方法改性得到的改性耐磨材料在树脂结合剂磨具中作为磨料使用时，与树脂结合剂之间具有较强的结合能，在磨削过程中不易氧化脱落，从而延长了树脂结合剂磨具的使用寿命。

A modified wear-resistant material, a surface modification method of the wear-resistant material and a resin bond abrasive tool

The invention belongs to the technical field of abrasive Abrasives, in particular to a modified wear-resistant material, a surface modification method of the wear-resistant material and a resin bond abrasives. The surface modification method of the wear-resistant material of the invention comprises the following steps: surface hydroxylation treatment is carried out for the particles of the metal plating wear-resistant material. When the modified wear-resistant material obtained by the surface modification method of the invention is used as an abrasive in a resin bonded abrasive tool, it has a strong binding energy with the resin bond, and is not easy to oxidize and fall off in the grinding process, thus prolonging the service life of the resin bonded abrasive tool.

【技术实现步骤摘要】
一种改性耐磨材料及耐磨材料的表面改性方法、树脂结合剂磨具
本专利技术属于磨料磨具
，具体涉及一种改性耐磨材料及耐磨材料的表面改性方法、树脂结合剂磨具。
技术介绍
树脂结合剂磨具是指以树脂(有机高分子化合物)为结合剂，将磨料粘结在一起，形成一种具有一定强度的磨削工具。由于树脂结合剂与磨料的浸润性不好，结合不紧密，在磨削过程中磨料经常脱落。现有技术中，多采用对磨料进行改性的方法来达到改善磨料与树脂结合剂的结合状态，增加树脂结合剂对磨料的把持力的目的。如《金刚石改性处理对不同树脂砂轮磨削性能的影响》(叶晓川等，金刚石与磨料磨具工具，第五期第30卷，65～68页)一文中公开了一种金刚石磨料表面改性的方法，在该方法中先将金刚石在0.11g/mL的氢氧化钠溶液中于80℃恒温搅拌4h，然后除去金刚石表面的杂质、洗涤烘干，然后用硅烷偶联剂的醇水溶液在79℃恒温搅拌下对金刚石进行进一步表面处理，然后洗净烘干，即得改性的金刚石。郑州大学的王飞的硕士论文《纳米金刚石表面胺化改性及其表征》一文中公开了多种对金刚石进行胺化改性方法，在纳米金刚石表面获得氨基官能团。如先用甲硼烷-四氢呋喃加合物将纳米金刚石(ND)羟基化(反应条件为：冷凝回流72h)，然后用硅烷偶联剂APTMES(3-氨基丙基三甲氧基硅烷)与羟基反应，得到ND-NH2；还可以先采用SOCl2将ND表面的羟基和羧基转化为酰氯，得到ND-COCl(反应条件为：70℃，冷凝回流24h)，再与乙二胺反应(反应条件为：60℃，冷凝回流24h)得到ND-NH2。采用上述现有技术对金刚石进行表面处理，虽然能够增强极性溶剂对金刚石的浸润性，但作为树脂结合剂磨具的磨料使用时仍存在易氧化脱落的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐磨材料的表面改性方法，采用该方法改性的耐磨材料作为树脂结合剂磨具的磨料时不易氧化脱落。本专利技术的目的还在于提供一种改性耐磨材料，该材料作为树脂结合剂磨具的磨料时不易氧化脱落。本专利技术的目的还在于提供一种树脂结合剂磨具，该磨具中磨料不易氧化脱落。为实现上述目的，本专利技术的耐磨材料的表面改性方法采用的技术方案为：一种耐磨材料的表面改性方法，包括以下步骤：将镀金属耐磨材料颗粒进行表面羟基化处理。本专利技术提供了一种针对含有金属镀层的耐磨材料的表面改性方法，经过改性的耐磨材料作为树脂结合剂的磨料时，在磨削过程中耐磨材料表面由于金属镀层的存在不易被氧化，金属镀层羟基化后与树脂结合剂结合使得树脂结合剂对耐磨材料的把持力增加，使得耐磨材料不易脱落，提高了磨具的使用寿命以及磨削性能。所述镀金属耐磨材料颗粒包括耐磨材料颗粒和镀覆在耐磨材料颗粒表面的金属镀层；所述耐磨材料颗粒选自金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉中的至少一种；所述金属镀层为镍、钴、铜、钛中的至少一种金属形成的镀层。上述镀金属耐磨材料颗粒为常规材料，容易得到。所述金属镀层的厚度为400～900nm。上述镀层厚度为市售镀覆耐磨材料的常规镀层厚度，容易得到。所述镀金属耐磨材料颗粒在表面羟基化处理前先进行表面氧化处理，经过表面氧化处理后的金属镀层更容易进行羟基化处理。所述表面氧化处理包括：将镀金属耐磨材料颗粒在含氧气氛中氧化，所述氧化的温度为400～600℃，时间为1～2h。采用上述条件可保证镀金属耐磨材料颗粒表面的金属镀层表面快速、充分氧化。为使耐磨材料的表面充分羟基化，所述表面羟基化处理包括：将镀金属耐磨材料颗粒在碱液中进行浸泡处理。所述碱液中OH-的浓度为1～1.5mol/L；所述浸泡处理的温度为70～80℃，时间为2～3h。为便于耐磨材料与其他有机分子如树脂结合剂结合，所述表面改性方法还包括将羟基化处理后的镀金属耐磨材料颗粒表面的金属镀层进行活性基团改性；所述活性基团改性为氨基化改性。所述氨基化改性是采用含有氨基和/或亚氨基的偶联剂对羟基化处理后的镀金属耐磨材料颗粒表面的金属镀层进行改性处理。偶联剂容易与羟基发生化学偶联，使得氨基官能团修饰在镀金属耐磨材料颗粒表面。为使镀金属耐磨材料颗粒充分氨基化，采用偶联剂进行改性处理的方法包括：将羟基化处理后的镀金属耐磨材料颗粒与偶联剂分散在溶剂中于60～100℃进行保温处理。所述偶联剂为硅烷偶联剂，采用硅烷偶联剂使氨基化条件较温和。所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。上述硅烷偶联剂的硅氧键很容易与羟基发生化学偶联，从而在镀金属耐磨材料颗粒表面修饰氨基官能团。本专利技术的改性耐磨材料采用的技术方案为：一种采用上述表面改性方法改性得到的改性耐磨材料。本专利技术的改性耐磨材料作为树脂结合剂的磨料时，在磨削过程中不易氧化脱落，能够有效发挥磨削性能。本专利技术的树脂结合剂磨具采用的技术方案为：一种树脂结合剂磨具，包括磨料和树脂结合剂，所述磨料为上述改性的耐磨材料。本专利技术的树脂结合剂磨具在使用过程中磨料不易氧化脱落，具有较好的磨削性能和较长的使用寿命。具体实施方式本专利技术的耐磨材料的表面改性方法，包括以下步骤：将镀金属耐磨材料颗粒进行表面羟基化处理。所述耐磨材料为能够作为磨具磨料使用的耐磨材料。优选的，镀金属耐磨材料颗粒的平均粒径大于5μm。进一步优选的，镀金属耐磨材料颗粒的平均粒径为6～12μm。所述镀金属耐磨材料颗粒包括耐磨材料颗粒和镀覆在耐磨材料颗粒表面的金属镀层。优选的，金属镀层的厚度为400～900nm。进一步优选的，金属镀层的厚度为500～800nm。所述表面羟基化处理包括：将镀金属耐磨材料颗粒在碱液中进行浸泡处理。优选的，浸泡处理的温度为70～80℃。进一步优选的，浸泡处理的时间为2～3h。优选的，所述碱液中的碱为四甲基氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。所述碱液中OH-的浓度为1～1.5mol/L。优选的，所述碱液中的溶剂为乙醇和水的混合溶液，二者的体积比为1:1。本专利技术的树脂结合剂磨具中所用树脂结合剂为可以和改性的耐磨材料表面的改性基团结合的树脂结合剂。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。耐磨材料的表面改性方法的实施例1本实施例的耐磨材料的表面改性方法包括以下步骤：将表面镀有镍金属层(金属层厚度为600～800nm)的金刚石(镀金属金刚石的颗粒平均粒径为6μm)超声波清洗后烘干，然后放置在马弗炉中在600℃下在空气中氧化1h；然后将氧化后的镀金属金刚石分散在含有四甲基氢氧化铵的乙醇和水的混合溶液中(乙醇和水的体积比为1：1，混合溶液中OH-的浓度为1mol/L)，加热至70℃搅拌2h，即得表面羟基化的镀金属金刚石。耐磨材料的表面改性方法的实施例2本实施例的耐磨材料的表面改性方法包括以下步骤：将表面镀有镍金属层(金属层厚度为500～700本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：将镀金属耐磨材料颗粒进行表面羟基化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：将镀金属耐磨材料颗粒进行表面羟基化处理。


2.根据权利要求1所述的耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，所述镀金属耐磨材料颗粒包括耐磨材料颗粒和镀覆在耐磨材料颗粒表面的金属镀层；所述耐磨材料颗粒选自金刚石、立方氮化硼、碳化硅、刚玉中的至少一种；所述金属镀层为镍、钴、铜、钛中的至少一种金属形成的镀层。


3.根据权利要求2所述的耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，所述金属镀层的厚度为400～900nm。


4.根据权利要求1所述的耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，所述镀金属耐磨材料颗粒在表面羟基化处理前先进行表面氧化处理。


5.根据权利要求1所述的耐磨材料的表面改性方法，其特征在于，所述表面羟基化处理包括：将镀金属耐磨材料颗粒在碱液中进行浸泡处理。

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【专利技术属性】
技术研发人员：邢波，张樱凡，祝小威，赵延军，陈学彬，陈学伟，李丙文，张林州，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41