专利名称：一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于粘结剂的技术领域，具体地说涉及一种酚醛型钢纸砂 盘粘结剂及其制备方法，更具体地说本发明涉及一种适合D125 X 22cm CP20型钢纸砂盘制造的水溶性酚醛粘结剂及其制备方法。背,技术.众所、周知，钢纸砂盘等涂附磨具在我国已有多年的生产历史。尤 其是D125X22cmCP20型钢纸砂盘，制造工艺简单，使用方便，广泛 地应用于造船工业中船体、舱室等钢结构部位大面积表面除锈和清理 作业。然而，就目前国内钢纸砂盘而言，主要存在以下两个方面的质 量问题。首先，钢纸砂盘的磨蚀指数较低，工作寿命较短，在打磨过 程中，磨料易脱落。其次，钢纸砂盘的抗潮性能比较差。在湿度较大 的雨季或相对的潮湿环境下，钢纸砂盘易吸潮，容易变形，从而造成 使用寿命较短。因此，钢纸砂盘短暂的工作寿命以及打磨过程中的频 繁更换严重影响了船体除锈和清理的工作进度和工作效率，远远满足 不了造船工业对钢纸砂盘的质量要求。传统的钢纸砂盘主要由钢纸、粘结剂与磨料三部分组成，制作工 艺采用双层磨料涂附工艺，加热固化成型后制得钢纸砂盘。钢纸砂盘 中的粘结剂，它的作用在于将磨料、钢纸紧紧粘结成一个整体，并使 磨料分布均匀，形成犬牙交错粗糙而锋利的磨蚀面。因此，粘结剂与 磨料及钢纸的粘结性能，粘结剂的固化程度，固化后的硬度，机械强 度，耐热，抗潮等一系列机械性能都将直接影响钢纸砂盘的硬度、锋 利度、磨蚀指数、抗潮性能及其使用寿命。从化学结构考虑，热固型水溶性酚醛树脂是钢纸砂盘比较理想的粘结材料。因为酚醛分子中含有大量的苯环结构，分子链成刚性，固化后的酚醛树脂交联密度高，具有较高的硬度、耐热温度和粘结强度，比较适合用作钢纸砂盘粘结剂。而现有的钢纸砂盘粘结剂存在以下缺 点1. 机械强度与粘结强度偏低 传统的钢纸砂盘粘结剂为普通的水溶性酚醛树脂，其分子主链结构过于刚性，交联密度过高，从而造成粘结剂的机械强度和粘结强度 偏低。因此造成在钢纸砂盘的打磨过程中，磨料易脱落，磨蚀指数较 低，工作寿命较短。2. 抗潮性能差由于粘结剂中存在大量的低分子量亲水化合物如水溶性羟甲基化 合物和水溶性碱性化合物。在潮湿环境中，粘结剂中的亲水化合物极 易吸潮，使粘结剂的粘结强度和机械强度下降，进一步縮短砂盘的工 作寿命，而且砂盘还会因吸潮变形而报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以芳烷基改性的酚醛型钢纸砂盘粘结 剂及其制造方法，用于制备综合性能优良的适合钢纸砂盘制造的粘结 剂。本发明的技术方案是这样实现的 一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂， 其特征在于所述的钢纸砂盘粘结剂由苯酚、含甲醛浓度为36-40% 的甲醛水溶液、碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、胺类化合物 的催化剂、酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物，它们重量份数 的组成为，苯酚100含甲醛浓度为36-40%的甲醛水溶液105 180 碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、胺类化合物的催化剂:7 15酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物2 20 。一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂的制造方法，其特征在于所述的 钢纸砂盘粘结剂的制造方法按如下步骤进行a、 按100重量份的苯酚与105 180重量份的含甲醛浓度为36-40。％甲醛水溶液配比进行合成反应；b、 再加入7 15重量份的碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、 胺类化合物的催化剂，调整PH值在7.5 10之间；c、 滴加2 20重量份的酚类化合物或芳胺类化合物的芳烷基化合 物，反应温度控制在60 10(TC之间，保持2 8小时；d、 合成反应结束后，进行真空脱水，脱水至粘度为1000 8000mPa s，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂盘粘结剂。按本发明所制得的酚醛型钢纸砂盘粘结剂与现有技术相比具有如下 优点1、 本发明得到的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂与普通的钢纸砂盘 粘结剂相比，粘结性能得到了较大的提高，剪切强度达到591N/cm2;2、 本发明得到的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂与普通的钢纸砂盘 粘结剂相比，抗潮性能得到了大幅度的提高，所制得的钢纸砂盘在潮 湿环境下具有良好的尺寸稳定性。
具体实施例方式下面对本发明作进一步阐述并给出实例本发明为一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其特征在于所述的酚醛型钢纸砂盘粘结剂的组份为苯酚、36-40%甲醛水溶液、催化剂、芳烷基化合物。本发明酚醛型钢纸砂盘粘结剂是由如下重量份的组份组成 苯酚10036-40%甲醛水溶液105 180 催化剂7 15 芳烷基化合物2 20本发明所用的催化剂是碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、 胺类化合物，包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧 化钙、氢氧化镁、氢氧化铵、氧化钙、氧化镁和氧化钡。所用的催化 剂可以是其中任意一种，也可以是几种的任意配比的混合物，所用的 催化剂在常温常压下配制成水溶液时所含的碱金属、碱土金属的氧化 物或氢氧化物、胺类化合物浓度在10%至50%之间。本发明所用的芳垸基化合物是酚类化合物或芳胺类化合物，包括 邻甲酚，间甲酚，对甲酚，间苯二酚，对苯二酚和苯胺。本发明所用 的芳垸基化合物由国药集团化学试剂商店提供，等级为化学纯。本发明所述的酚醛型钢纸砂盘粘结剂的制造方法按如下步骤进 行按100重量份的苯酚与105 180重量份的36-40%甲醛水溶液 配比进行反应；b、加入7 15重量份的催化剂，调整PH值7.5 10 之间；c、滴加2 20重量份的芳烷基化合物，反应温度控制在45 IO(TC之间，保持2 8小时，最佳反应温度75 9(TC之间，最佳反 应时间3 6小时；d、合成反应结束后，进行真空脱水，脱水至粘度 为1000 8000mPa s (采用旋转粘度计，检测温度为23。C)，冷却 放料，即得酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其中步骤a、步骤b的顺序可以 调换，步骤b、步骤c的顺序亦可以调换。 下面给出具体的实施例实施例1 ，将lOOg苯酚，26. 5g的40%氢氧化钠水溶液，在75"C高速搅拌 30分钟后，滴加4g芳垸基化合物邻甲酚，在同样的温度下，滴加138g 的37%的甲醛水溶液缓缓滴加入反应体系中；升温至9(TC反应3小 时，然后进行真空脱水至粘度l,000mPa's，冷却放料，即得酚醛型 钢纸砂盘粘结剂。实施例2将100g苯酚，17. 5g的40%氢氧化钾水溶液在55"高速搅拌30 分钟后，滴加8g芳垸基化合物间甲酚，在同样的温度下，滴加138g 的38%的甲醛水溶液缓缓滴加入反应体系中；升温至9(TC反应3小 时，然后进行真空脱水至粘度2，000mPa，s，冷却放料，即得酚醛型 钢纸砂盘粘结剂。实施例3将100g苯酚，40g的20%氢氧化锂水溶液在5(TC高速搅拌30 分钟后，滴加10g芳烷基化合物间苯二酚，在同样的温度下，滴加 129g的36%的甲醛水溶液缓缓滴加入反应体系中。升温至9(TC反应 3小时，然后进行真空脱水至粘度5，000mPa* s，冷却放料，即得酚 醛型钢纸砂盘粘结剂。实施例4将100g苯酚，10g氧化钙粉末在53。C高速搅拌30分钟后，滴加 5g芳烷基化合物，在同样的温度下，滴加105g的39X的甲醛水溶液 缓缓滴加入反应体系中。升温至9(TC反应3小时，然后进行真空脱 水至粘度8,000mPa's，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂盘粘结剂。实施例5将100g苯酚，13g氢氧化钡粉末在7(TC高速搅拌30分钟后，滴加10g芳垸基化合物对苯二酚，在同样的温度下，滴加129g的40X 的甲醛水溶液缓缓滴加入反应体系中。升温至9(TC反应3小时，然 后进行真空脱水至粘度5，000mPa.s，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂 盘粘结剂。 实施例6将100g苯酚，11g氧化镁粉末在85t:高速搅拌30分钟后，滴加 10g芳烷基化合物间苯二酚，在同样的温度下，滴加129g的36%的-甲醛水溶液缓缓滴加入反应体系中。升温至9(TC反应3小时，然后 进行真空脱水至粘度5，000mPa，s，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂盘 粘结剂。实施例7将100g苯酚，15g氨水在65'C高速搅拌30分钟后，滴加10g 芳烷基化合物苯胺，在同样的温度下，滴加129g的36X的甲醛水溶 液缓缓滴加入反应体系中。升温至90'C反应3小时，然后进行真空 脱水至粘度5,000mPa"s，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂盘粘结剂。
权利要求
1. 一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其特征在于所述的钢纸砂盘粘结剂由苯酚、含甲醛浓度为36-40％的甲醛水溶液、碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、胺类化合物的催化剂、酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物，它们重量份数的组成为，苯酚100含甲醛浓度为36-40％的甲醛水溶液105～180碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物或胺类化合物的催化剂7～15酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物2～20。
2、如权利要求1所述的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其特征 在于碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、胺类化合物的催化剂 包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化 镁、氢氧化铵、氧化钙、氧化镁和氧化钡。
3、 如权利要求1或2所述的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其特征在于酚类化合物或胺类化合物的包括邻甲酚，间甲酚，对甲酚，间 苯二酚，对苯二酚和苯胺。
4、 一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂的制造方法，其特征在于所述的 钢纸砂盘粘结剂的制造方法按如下步骤进行a、 按100重量份的苯酚与105 180重量份的36-40%甲醛水溶液配比进行合成反应；b、 再加入7 15重量份的碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、 胺类化合物的催化剂，调整PH值在7.5 10之间；c、 滴加2 20重量份的酚类化合物或胺类化合物的芳垸基化合物，反应温度控制在45 100'C之间，保持2 8小时；d、合成反应结束后，进行真空脱水，脱水至粘度为1000 8000mPa s，冷却放料，即得酚醛型钢纸砂盘粘结剂。
5、如权利要求4所述的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂的制造方法， 其特征在于:步骤c中最佳反应温度75 9(TC之间，最佳反应时间3 6小时。
全文摘要
本发明公开了一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂，其特征为所述的钢纸砂盘粘结剂由苯酚、含甲醛浓度为36-40％的甲醛水溶液、碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物、胺类化合物的催化剂、酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物，它们重量份数的组成为，苯酚100、含甲醛浓度为36-40％的甲醛水溶液105～180、碱金属、碱土金属的氧化物或氢氧化物，氨水和胺类化合物的催化剂7～15、酚类化合物或胺类化合物的芳烷基化合物2～10。本发明得到的一种酚醛型钢纸砂盘粘结剂与普通的钢纸砂盘粘结剂相比，粘结性能得到了较大的提高，剪切强度达到591N/cm<sup>2</sup>；抗潮性能得到了大幅度的提高，所制得的钢纸砂盘在潮湿环境下具有良好的尺寸稳定性。
文档编号C09J161/06GK101235261SQ20071003702
公开日2008年8月6日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者蔡正燕, 虞子森 申请人:上海船舶工艺研究所