一种砂轮结合剂用单宁树脂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种砂轮结合剂用单宁树脂及其制备方法，属于砂轮结合剂技术领 域。
【背景技术】
[0002] 砂轮是磨削加工中使用量最大、应用面最广的一类磨具，通过向磨料中加入结合 剂，经压坯、干燥和焙烧而成。由于磨料、结合剂及制造工艺的不同，砂轮的特性差别很大。 结合剂的作用在于粘接磨料，起到胶粘剂作用。目前主要的结合剂可以分为陶瓷、树脂、橡 胶和金属四种。以树脂为结合剂制备的砂轮称之为树脂砂轮，如酚醛树脂、环氧树脂、聚氨 酯树脂等，且以酚醛树脂应用最为广泛。很显然，树脂的性能在很大程度上决定了砂轮的强 度、耐热性、抗冲击性、耐腐蚀性等而最终决定砂轮的使用效率和使用寿命。
[0003] 近些年来，随着石化产品价格的不断攀升和人们环保意识的不断加强，利用天然 产物替代石化原料以制备各种材料的研究已越来越引起人们的重视。单宁是植物的水抽提 物，又名植物鞣质，是植物体内产生的、能使生皮成革的复杂多酚，由于与酚化学结构的相 似性，在木材加工研究领域，可以利用单宁部分或全部取代常用木材胶粘剂之一的酚醛树 脂中的酚类物质而用于木材胶粘剂。目前尚无以单宁为原料制备单宁基树脂替代酚醛树脂 以用于树脂砂轮制备的相关报导。
[0004] 酚醛树脂中用于与苯酚反应的醛类物质除甲醛外，还有一类重要的醛类物质，即 糠醛。糠醛除含醛基外，尚有双键存在，故反应能力很大，苯酚与糠醛缩合的树脂，具有耐热 性高的特点，也可直接或经改性后用于砂轮制备。糠醛的加氢产物为糠醇，反应性较强，其 在一定反应条件下，分子中的羟甲基可以自身缩聚或与其它物质如脲醛、酚醛等进行共缩 聚得到糠醇树脂，未固化的糠醇树脂与许多热固性或热塑性树脂有很好的混容性，固化后 的糠醇树脂则表现出较好的耐化学腐蚀和耐热性。
[0005] 本发明开发了一种以单宁、糠醇为基本原料的单宁一糠醇树脂，可用于砂轮结合 剂，尚未见相关专利报导。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种砂轮结合剂用单宁树脂，可 以有效解决【背景技术】中的问题。
[0007] 本发明的目的在于寻求单宁利用新途径，提供一种砂轮结合剂用单宁一糠醇树脂 及其制备方法，并用于制备砂轮。
[0008] 本发明所采用的技术方案为：
[0009] 将单宁、糠醇混合，搅拌均匀后，加入酸，调节pH值为2~3,之后，将混合物放入真 空旋转蒸发仪中于40~60°C旋转蒸发0. 5~2小时。
[0010] 本发明的单宁一糠醇树脂，由以上原料按照下述重量份或体积份配比制成：单宁 重量份为10份，糠醇体积份为15~50份。
[0011] 所述的单宁为凝缩类单宁，为黑荆树单宁、坚木单宁、松树单宁、红根皮单宁、薯茛 单宁中的一种或几种物质。
[0012] 所述的酸为草酸、对甲苯磺酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种，以一定浓度的溶 液形式加入。
[0013] 本发明所达到的有益效果是：一种砂轮结合剂用单宁树脂，（1)本发明的单宁一 糠醇树脂主要原料为单宁和糠醇，单宁为植物的水抽提物，为天然生物质材料，糠醇由糠醛 制备得到，而糠醛的生产以富含多缩戊糖的甘蔗渣、玉米芯、稻壳等可再生的农林作物为原 料，因此，较之以石化产品为基础的酚醛树脂，单宁一糠醇树脂具有天然环保可再生性，符 合环境保护和可持续发展要求。（2)本发明的单宁一糠醇树脂制备工艺简单，操作简便，有 利于单宁一糠醇树脂的工业化推广应用。（3)利用单宁一糠醇树脂制备的砂轮，较之以苯 酚、甲醛为原料制备的酚醛树脂砂轮，具有更为优越的力学性能和耐热性能，并且表面平 滑无裂痕和气泡，同时，耐磨性能相当。国内单宁和糠醇市场长期处于产能过剩、供大于求 状态，单宁和糠醇下游产品的开发将为相关企业的生存和发展提供新的机遇，从而促进单 宁和糠醇产业的健康发展。
【具体实施方式】
[0014] 以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
[0015] 实施例1 :
[0016] 将IOg黑荆树皮单宁、30ml糠醇混合，搅拌均匀后，加入0. 8ml重量浓度为65 %的 对甲苯磺酸水溶液，搅拌两分钟后后放入真空旋转蒸发仪中，于60°C进行旋转蒸发1小时。
[0017] 实施例2:
[0018] 将IOg松树单宁、20ml糠醇混合，搅拌均匀后，加入1ml重量浓度为30%的盐酸水 溶液，搅拌两分钟后后放入真空旋转蒸发仪中，于60°C进行旋转蒸发2小时。对比例1向 配有搅拌棒、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入37%甲醛溶液Sg及预先溶化的苯酚21g，混 合均匀，用酸调节PH为2,升温至94°C，加入第二批37 %甲醛溶液8g，之后每隔15分钟将 16g37%甲醛溶液平均分两次加入，保持温度不变，继续反应2. 5小时，冷却放料，得到酚醛 树脂。
[0019] 实验例
[0020] 本发明的单宁一糠醇树脂砂轮的应用效果试验
[0021] 分别利用本发明实施例1、2及对比例制备的树脂制备砂轮，砂轮具体制备工艺步 骤为：将树脂与占树脂固体含量150%的氧化铝颗粒混合均匀，放入模具中，放入预升升温 至60°C的烘箱，干燥12小时，之后，将烘箱温度升至120°C，继续干燥24h，取料。
[0022] 将制备得到的单宁-糠醇树脂砂轮和酚醛树脂砂轮进行性能测试，具体测试指 标包括布氏硬度、压缩性能、耐磨性能。其中布氏硬度测试按照标准GB、T231. 1-2009进行， 压缩性能测试按照标准GB/T 1041-2008进行。耐磨性能的测试按照ASTM_D4060-01标准 进行，砂轮片在刨花板上旋转次数为500次。磨耗系数（I)的计算公式如下：
[0023] 其中A是测试前刨花板质量（g) ;B是测试后刨花板质量（g)。
[0024] 实施例1、2和对比例1的性能检测结果如表1所示。检测结果表明，单宁-糠醇 树脂砂轮比自制的酚醛树脂砂轮具有更为优越的力学性能，两者的磨耗系数相近。
[0025] 表1单宁树脂砂轮片的力学性能测试
[0026] 实施例1 实施例2 对比例 布氏硬度（HBS) IL 14土0.66 8. 23土0· 72 4, 23士(). 76 抗[￡强度(MPa) 〗98· 9 ± 2. 2 .150. 1 土 1. 5 137. I ± 1· 3 磨耗系数 12, 38[-05 15. 72Β-0δ 13. n6F-050
[0027] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种砂轮结合剂用单宁树脂，其特征在于制备方法如下：将单宁、糠醇混合，搅拌均 勾后，加入酸，调节pH值为2~3,放入真空旋转蒸发仪中旋转蒸发。2. 根据权利要求1所述的一种砂轮结合剂用单宁树脂，其特征在于单宁的重量份为10 份，糠醇的体积份为15~50份。3. 根据权利要求1所述的一种砂轮结合剂用单宁树脂，其特征在于所述的单宁为凝缩 类单宁，为黑荆树单宁、坚木单宁、松树单宁、红根皮单宁、薯茛单宁中的一种或几种物质。4. 根据权利要求1所述的一种砂轮结合剂用单宁树脂，其特征在于所述的酸为草酸、 对甲苯磺酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种，以一定浓度的溶液形式加入。5. 根据权利要求1所述的一种砂轮结合剂用单宁树脂，其特征在于所述的旋转蒸发温 度为40~60°C，蒸发时间为0. 5~2小时。
【专利摘要】本发明提供了一种砂轮结合剂用单宁树脂及其制备方法，制备时将单宁、糠醇混合，调节pH值至酸性，放入真空旋转蒸发仪中旋转蒸发。本发明的单宁－糠醇树脂主要原料为单宁和糠醇，来源于天然生物质材料，具有天然环保可再生性，树脂制备工艺简单，性能较好，可用于替代常规酚醛树脂等用于砂轮制备。
【IPC分类】C08G65/36, B24D3/28
【公开号】CN105399944
【申请号】CN201510764292
【发明人】杜官本, 雷洪, 张俊, 周晓剑
【申请人】西南林业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月11日