一种柔性脲醛树脂磨具及其制备方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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宄和开发的热点之一。
[0003]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宄和应用较少，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】
[0004]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。
[0005]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— I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。
[0006]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，磷酸三丁醋8—15份，福尔马林8一15份，十二烧基横酸钠0.2一0.8份，固化剂20—40份，半水石膏 50— 80 份，水 100—150 份。
[0007]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。
[0008]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%。
[0009]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:
[0010]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1min?30min后加入固化剂，继续搅拌5min?lOmin，得到楽料；
[0011]步骤二、将步骤一中所述浆料注入模具内，在温度为18°C?22°C，相对湿度为50%?70%的条件下静置2h?4h后脱模，得到半成品；
[0012]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°C?50°C条件下鼓风干燥1h?15h，再在70V?80°C条件下鼓风干燥1h?15h ；
[0013]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。
[0014]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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°C，设备要求低，节能降耗。
[0019]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】
[0020]实施例1
[0021]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lOOOg，碳化硅1000g，质量浓度为5%的PVA溶液90g，磷酸三丁醋10g，福尔马林10g，十二烧基磺酸钠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。
[0022]本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
[0023]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100g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100g碳化娃、60g半水石膏、1g磷酸三丁醋和1g福尔马林，搅拌15min后加入30g固化剂，继续搅拌5min，得到楽料；
[0024]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°C，相对湿度为70%的条件下静置3h后脱模，得到半成品；
[0025]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°C条件下鼓风干燥12h，再在80°C条件下鼓风干燥12h ;
[0026]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。
[0027]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。
[0028]实施例2
[0029]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llOOg，质量浓度为8%的PVA溶液80g，磷酸三丁醋8g，福尔马林15g，十二烧基磺酸钠0.2g,固化剂40g，半水石膏50g，水10g ;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。
[0030]本实施例的磨具的制备方法包括以下步骤:
[0031]步骤一、将0.2g十二烷基磺酸钠溶解于10g水中，然后向溶解后的溶液中加入100g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IlOOg碳化娃、50g半水石膏、8g磷酸三丁醋和15g福尔马林，搅拌1min后加入40g固化剂，继续搅拌lOmin，得到楽料；
[0032]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°C，相对湿度为50%的条件下静置4h后脱模，得到半成品；
[0033]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°C条件下鼓风干燥10h，再在70°C条件下鼓风干燥15h ;
[0034]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。
[0035]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。
[0036]实施例3
[0037]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