一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪及其制備方法，由六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑、二氧化硅、氧化鋯、硼酸、氮化硼、苯胺、硫酸鋇、甲醛溶液、羧甲基纖維素鈉、納米陶瓷粉、海泡石粉和聚四氟乙烯樹(shù)脂制備而成，本發(fā)明采用納米陶瓷、硅烷樹(shù)脂以及氧化鋯等進(jìn)行改性，硬度高，致密性好，回轉(zhuǎn)強(qiáng)度高，耐高溫，耐燒蝕，可以有效減少磨料與氧氣的接觸，提高成品的抗氧化性能，還可以降低在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量，降低成品砂輪內(nèi)部的氣孔率。
【專利說(shuō)明】
一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及砂輪，具體是一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)、飛機(jī)等速度的不斷提高，對(duì)傳動(dòng)、制動(dòng)等摩擦材料的要求更加嚴(yán)格，而基體作為摩擦材料的重要組成部分一直是開(kāi)發(fā)與研究的重點(diǎn)。酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丁苯橡膠和聚四氟乙烯均可被用作摩擦材料的基體，但是環(huán)氧樹(shù)脂、丁苯橡膠和聚四氟乙烯由于較差的耐磨性能、耐熱性能和黏結(jié)性能限制了其在摩擦材料方面的應(yīng)用。酚醛樹(shù)脂在耐熱性能、黏結(jié)性能、力學(xué)性能、成型加工性能和成本等方面的優(yōu)勢(shì)，使其成為復(fù)合摩擦材料最常用黏結(jié)劑基體材料。然而，純酚醛樹(shù)脂存在脆性大、韌性差、硬度高、耐熱性不足、強(qiáng)度低及使用時(shí)噪音大等缺陷，極大影響摩擦材料性能，因此，需要對(duì)現(xiàn)有的樹(shù)脂材料砂輪進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪及其制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷24?26份，硅烷偶聯(lián)劑18?20份，二氧化硅24?28份，氧化鋯9?11份，硼酸11?13份，氮化硼8?10份，苯胺16?18份，硫酸鋇14?16份，甲醛溶液40?48份，羧甲基纖維素鈉24?26份，納米陶瓷粉28?32份，海泡石粉24?26份，聚四氟乙烯樹(shù)脂20?22份。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷25份，硅烷偶聯(lián)劑19份，二氧化硅26份，氧化鋯10份，硼酸12份，氮化硼9份，苯胺17份，硫酸鋇15份，甲醛溶液44份，羧甲基纖維素鈉25份，納米陶瓷粉30份，海泡石粉25份，聚四氟乙烯樹(shù)脂21份。
[0007]—種所述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪的制備方法，具體步驟如下:
[0008](I)將納米陶瓷粉、海泡石粉分別在700?800°C下鍛燒2?3h，冷卻，磨成細(xì)粉；
[0009](2)將羧甲基纖維素鈉加入到180?200倍水中，攪拌均勻，加入二氧化硅、氧化鋯，在50?60°C下攪拌10?15min，得到乳液A;
[0010](3)將氮化硼、硫酸鋇加入到甲醛溶液中，攪拌均勻，緩慢加入苯胺，升高溫度至70?7 5 °C，保溫?cái)嚢?.5?2 h，然后緩慢滴加硼酸，升高溫度為110?12 O °C，減壓脫水5 O?60min，加入混合體系重量8?10%的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80?90°C下加熱8?1h，得乳液B;
[0011](4)將六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻，加入煅燒后的納米陶瓷粉、海泡石粉，攪拌混合60?70min，烘干，磨成細(xì)粉，過(guò)160?200目篩，得改性粉末；
[0012](5)將乳液B緩慢加入乳液A中，攪拌均勻，加入改性粉末，在48?52°C下保溫反應(yīng)4?6h，然后加入聚四氟乙烯樹(shù)脂，在76?80 °C下混合攪拌1.6?2h，在120?140 °C下真空干燥2.4?3h，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，升溫體系為:80?90°C ,50?60min; 100?110 °C，100 ?120min; 130 ?140 °C，40 ?50min，得到混合樹(shù)脂；
[0013](9)將得到的混合樹(shù)脂根據(jù)需求進(jìn)行加工成型，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100?120°C，4?5h; 125?140°C，7?8h; 150?170°C，I?2h ； 180?185°C，8?9h ；停止加熱，自然冷卻，即得樹(shù)脂砂輪。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用納米陶瓷、硅烷樹(shù)脂以及氧化鋯等進(jìn)行改性，硬度高，致密性好，回轉(zhuǎn)強(qiáng)度高，耐高溫，耐燒蝕，可以有效減少磨料與氧氣的接觸，提高成品的抗氧化性能，還可以降低在燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體量，降低成品砂輪內(nèi)部的氣孔率。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]實(shí)施例1
[0017]納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷24份，硅烷偶聯(lián)劑20份，二氧化硅24份，氧化鋯11份，硼酸11份，氮化硼10份，苯胺16份，硫酸鋇16份，甲醛溶液40份，羧甲基纖維素鈉26份，納米陶瓷粉28份，海泡石粉26份，聚四氟乙烯樹(shù)脂20份。
[0018]上述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪的制備步驟如下:
[0019](I)將納米陶瓷粉、海泡石粉分別在700 °C下鍛燒3h，冷卻，磨成細(xì)粉；
[0020](2)將羧甲基纖維素鈉加入到180倍水中，攪拌均勻，加入二氧化硅、氧化鋯，在50°C下攪拌15min，得到乳液A;
[0021](3)將氮化硼、硫酸鋇加入到甲醛溶液中，攪拌均勻，緩慢加入苯胺，升高溫度至700C，保溫?cái)嚢?h，然后緩慢滴加硼酸，升高溫度為IlOtC，減壓脫水60min，加入混合體系重量8 %的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80 °C下加熱I Oh，得乳液B ；
[0022](4)將六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻，加入煅燒后的納米陶瓷粉、海泡石粉，攪拌混合60min，烘干，磨成細(xì)粉，過(guò)160目篩，得改性粉末；
[0023](5)將乳液B緩慢加入乳液A中，攪拌均勻，加入改性粉末，在48°C下保溫反應(yīng)6h，然后加入聚四氟乙烯樹(shù)脂，在76 0C下混合攪拌2h，在120 °C下真空干燥3h，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，升溫體系為:80 °C，60min; 100 °C，120min; 130 °C，50min，得到混合樹(shù)脂；
[0024](9)將得到的混合樹(shù)脂根據(jù)需求進(jìn)行加工成型，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100 °C，5h; 125 °C，8h; 150 °C，2h; 180 °C，9h;停止加熱，自然冷卻，即得樹(shù)脂砂輪。
[0025]性能測(cè)試:
[0026]熱分解溫度彡438°C;
[0027]回轉(zhuǎn)強(qiáng)度140m/s
[0028]耗實(shí)驗(yàn):用相同重量、相同規(guī)格的市售的酚醛樹(shù)脂砂輪和本發(fā)明的砂輪，重量均為lkg，分別以同樣的方式連續(xù)切割槽鋼，市售的酚醛樹(shù)脂砂輪切割后的砂輪重量為972g，本發(fā)明的砂輪切割后的重量為982g，磨耗小，耐用度高。
[0029]實(shí)施例2
[0030]納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷25份，硅烷偶聯(lián)劑19份，二氧化硅26份，氧化鋯10份，硼酸12份，氮化硼9份，苯胺17份，硫酸鋇15份，甲醛溶液44份，羧甲基纖維素鈉25份，納米陶瓷粉30份，海泡石粉25份，聚四氟乙烯樹(shù)脂21份。
[0031 ]上述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪的制備步驟如下:
[0032](I)將納米陶瓷粉、海泡石粉分別在750°C下鍛燒2.5h，冷卻，磨成細(xì)粉；
[0033](2)將羧甲基纖維素鈉加入到190倍水中，攪拌均勻，加入二氧化硅、氧化鋯，在55°C下攪拌12.5min，得到乳液A;
[0034](3)將氮化硼、硫酸鋇加入到甲醛溶液中，攪拌均勻，緩慢加入苯胺，升高溫度至72.5 °C，保溫?cái)嚢?.8h，然后緩慢滴加硼酸，升高溫度為115 °C，減壓脫水55min，加入混合體系重量9%的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在85°C下加熱9h，得乳液B ；
[0035](4)將六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻，加入煅燒后的納米陶瓷粉、海泡石粉，攪拌混合65min，烘干，磨成細(xì)粉，過(guò)180目篩，得改性粉末；
[0036](5)將乳液B緩慢加入乳液A中，攪拌均勻，加入改性粉末，在50 °C下保溫反應(yīng)5h，然后加入聚四氟乙烯樹(shù)脂，在78°C下混合攪拌1.Sh，在130°C下真空干燥2.7h，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，升溫體系為:85°C，55min; 105°C，IlOmin；135°C，45min，得到混合樹(shù)脂；
[0037](9)將得到的混合樹(shù)脂根據(jù)需求進(jìn)行加工成型，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:110°C，4.5h; 132°C，7.5h; 160°C，1.5h; 182°C，8.5h;停止加熱，自然冷卻，即得樹(shù)脂砂輪。
[0038]性能測(cè)試:
[0039]熱分解溫度彡445Γ;
[0040]回轉(zhuǎn)強(qiáng)度153m/s
[0041]耗實(shí)驗(yàn):用相同重量、相同規(guī)格的市售的酚醛樹(shù)脂砂輪和本發(fā)明的砂輪，重量均為lkg，分別以同樣的方式連續(xù)切割槽鋼，市售的酚醛樹(shù)脂砂輪切割后的砂輪重量為972g，本發(fā)明的砂輪切割后的重量為988g，磨耗小，耐用度高。
[0042]實(shí)施例3
[0043]納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷26份，硅烷偶聯(lián)劑18份，二氧化硅28份，氧化鋯9份，硼酸13份，氮化硼8份，苯胺18份，硫酸鋇14份，甲醛溶液48份，羧甲基纖維素鈉24份，納米陶瓷粉32份，海泡石粉24份，聚四氟乙烯樹(shù)脂22份。
[0044]上述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪的制備步驟如下:
[0045](I)將納米陶瓷粉、海泡石粉分別在800°C下鍛燒2h，冷卻，磨成細(xì)粉；
[0046](2)將羧甲基纖維素鈉加入到200倍水中，攪拌均勻，加入二氧化硅、氧化鋯，在60°C下攪拌I Omin，得到乳液A;
[0047](3)將氮化硼、硫酸鋇加入到甲醛溶液中，攪拌均勻，緩慢加入苯胺，升高溫度至75°C，保溫?cái)嚢?.5h，然后緩慢滴加硼酸，升高溫度為120°C，減壓脫水50min，加入混合體系重量10 %的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在90°C下加熱8h，得乳液B ；
[0048](4)將六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻，加入煅燒后的納米陶瓷粉、海泡石粉，攪拌混合70min，烘干，磨成細(xì)粉，過(guò)200目篩，得改性粉末；
[0049](5)將乳液B緩慢加入乳液A中，攪拌均勻，加入改性粉末，在52°C下保溫反應(yīng)4h，然后加入聚四氟乙烯樹(shù)脂，在80 °C下混合攪拌1.6h，在140 °C下真空干燥2.4h，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，升溫體系為:90°C，50min； 110°C , 10min； 140°C，40min，得到混合樹(shù)脂；
[0050](9)將得到的混合樹(shù)脂根據(jù)需求進(jìn)行加工成型，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:120 °C，4h; 140 °C，7h; 170 °C，Ih; 185 °C，8h;停止加熱，自然冷卻，即得樹(shù)脂砂輪。
[0051]性能測(cè)試:
[0052]熱分解溫度彡440Γ;
[0053]回轉(zhuǎn)強(qiáng)度150m/s
[0054]耗實(shí)驗(yàn):用相同重量、相同規(guī)格的市售的酚醛樹(shù)脂砂輪和本發(fā)明的砂輪，重量均為lkg，分別以同樣的方式連續(xù)切割槽鋼，市售的酚醛樹(shù)脂砂輪切割后的砂輪重量為972g，本發(fā)明的砂輪切割后的重量為985g，磨耗小，耐用度高。
[0055]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷24?26份，硅烷偶聯(lián)劑18?20份，二氧化硅24?28份，氧化鋯9?11份，硼酸11?13份，氮化硼8?10份，苯胺16?18份，硫酸鋇14?16份，甲醛溶液40?48份，羧甲基纖維素鈉.24?26份，納米陶瓷粉28?32份，海泡石粉24?26份，聚四氟乙烯樹(shù)脂20?22份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成:六甲基硅氧烷25份，硅烷偶聯(lián)劑19份，二氧化硅26份，氧化鋯10份，硼酸12份，氮化硼9份，苯胺17份，硫酸鋇15份，甲醛溶液44份，羧甲基纖維素鈉25份，納米陶瓷粉30份，海泡石粉25份，聚四氟乙烯樹(shù)脂21份。3.—種如權(quán)利要求1或2所述的納米陶瓷改性硅烷樹(shù)脂砂輪的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)將納米陶瓷粉、海泡石粉分別在700?800°C下鍛燒2?3h，冷卻，磨成細(xì)粉； (2)將羧甲基纖維素鈉加入到180?200倍水中，攪拌均勻，加入二氧化娃、氧化錯(cuò)，在50?60 °C下攪拌1?15min，得到乳液A ； (3)將氮化硼、硫酸鋇加入到甲醛溶液中，攪拌均勻，緩慢加入苯胺，升高溫度至70?750C，保溫?cái)嚢?.5?2h，然后緩慢滴加硼酸，升高溫度為110?1200C，減壓脫水50?60min，加入混合體系重量8?10 %的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，先在80?90°C下加熱8?1h，得乳液B ； (4)將六甲基硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑混合，攪拌均勻，加入煅燒后的納米陶瓷粉、海泡石粉，攪拌混合60?70min，烘干，磨成細(xì)粉，過(guò)160?200目篩，得改性粉末； (5)將乳液B緩慢加入乳液A中，攪拌均勻，加入改性粉末，在48?52°C下保溫反應(yīng)4?.6h，然后加入聚四氟乙烯樹(shù)脂，在76?80°C下混合攪拌1.6?2h，在120?140 °C下真空干燥.2.4?3h，濃縮，在下述升溫體系下進(jìn)行固化，升溫體系為:80?90°C，50?60min; 100?110°C，100?120min; 130?140 °C，40?50min，得到混合樹(shù)脂； (9)將得到的混合樹(shù)脂根據(jù)需求進(jìn)行加工成型，用薄鐵皮板隔開(kāi)，放入預(yù)設(shè)好的硬化爐中硬化，硬化的升溫體系為:100?120°C，4?5h;125?140°C，7?8h;150?170°C，1?2h;.180?185°C，8?9h;停止加熱，自然冷卻，即得樹(shù)脂砂輪。
【文檔編號(hào)】B24D18/00GK105965406SQ201610372914
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】高鐵軍
【申請(qǐng)人】安徽砥鉆砂輪有限公司