[发明专利]一种砂轮用生物质基疏水填料的制备方法

说明书

本发明属于新能源与新材料技术领域，涉及到一种砂轮用生物质基疏水填料的制备方法。该方法步骤如下：第一步，将硬质生物质清洗除杂，在15～30℃下通风晾干至水分含量占原料重量的1～10％，经过磨粉过筛得到颗粒尺寸为5～60目的粉末，进而将得到的粉末充分干燥，得到硬质生物质颗粒；第二步，配制质量浓度为0.5～50％的碱溶液；第三步，将第二步获得的反应混合物冷却，将得到的混合物充分干燥，得到生物质基疏水填料成分。本发明通过改变其结构组成和表面疏水性质，提高其疏水性能，避免吸水溶胀，减少机械形变，满足砂轮加工对成孔材料的要求。

技术领域

本发明属于新能源与新材料技术领域，涉及到一种生物质基疏水填料的制 备方法。

背景技术

传统砂轮工作部分的材料通常为磨料、结合剂和填料。填料用量根据其用 途有较大差异，一般为5-15％。虽然填料的含量较低，填料中的一些组分对砂轮 加工过程中产生的气孔有至关重要的作用，最终影响到砂轮的切割性能和使用 寿命。在砂轮的制作过程中加入适量的填料，可增加气孔的形成，以用于储存 冷却液和切削物，提高自锐效果和磨削效率。现有工艺采用精萘、DMT、核桃 壳粒等作为成孔材料。精萘是分子结晶，耐压强度低，并且有毒，已经被淘汰。 DMT作为一种新型的纳米聚晶复合材料，具有成孔均匀、耐压强度高和无毒无 害的优势，但在加工过程中存在易机械形变，挥发后形成二次污染的问题。核桃壳粒等生物质材料，不存在以上问题，来源广泛且价格便宜，但受其分子组 成的限制，易吸水溶胀，导致砂轮不合格率增加，因此并不适合直接作为填料 使用。

本发明选用硬质生物质作为成孔材料的原料，通过改变其组成和物化性质， 以满足砂轮加工过程对成孔材料的要求。例如，可改善其疏水性，起到防潮、 防水、防酸、防碱、易分散等作用，减少水分和氧气等向砂轮内部渗透。此外， 还可减少在加工过程中的机械形变，间接提高粘结剂对磨料表面的把持力，使 成型料更稳定、松散、均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂轮用生物质基疏水填料的制备方法，解决目前 砂轮加工过程中成孔材料存在的缺陷，以硬质生物质作为起始材料，通过改变 其结构组成和表面疏水性质，提高其疏水性能，避免吸水溶胀，减少机械形变， 满足砂轮加工对成孔材料的要求。

本发明的技术方案：

1.一种砂轮用生物质基疏水填料的制备方法，包括步骤如下：

第一步，将硬质生物质清洗除杂，在15～30℃下通风晾干至水分含量占原 料重量的1～10％，经过磨粉过筛得到颗粒尺寸为5～60目的粉末，进而将得到 的粉末充分干燥，得到硬质生物质颗粒；

第二步，配制质量浓度为0.5～50％的碱溶液，按碱溶液的重量百分比的 0.5～10％加入疏水改性溶剂，混匀后按溶液重量百分比的10～50％加入第一步 得到的硬质生物质颗粒，混匀后转移至搅拌反应釜，在80～180℃的温度下进行 搅拌反应30～300min，得到反应混合物；

第三步，将第二步获得的反应混合物冷却，在15～80℃的温度下反应5～ 15h，洗涤反应后的混合物直至pH中性；将得到的混合物充分干燥，得到生物 质基疏水填料成分。

进一步地，所述硬质生物质为椰子壳、核桃壳、山楂核、杏核或榛子核中 的一种。

进一步地，所述的碱溶液的溶质为氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、氨水或 尿素中的一种。

进一步地，所述的碱溶液中的溶剂为乙醇-水溶液，乙醇-水溶液中乙醇的体 积比为0～50％。

进一步地，所述的疏水改性溶剂为甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、甲醛、 硬脂酸或甲基氯硅烷中的一种。

进一步地，第一步干燥温度105～110℃，干燥时间1～2h。

进一步地，第三步干燥温度80～110℃，干燥时间1～12h。