[发明专利]一种改性纳米材料复合酚醛树脂的磨具及其制备方法

说明书

本发明涉及磨具技术领域，具体涉及改性纳米材料复合酚醛树脂的磨具及其制备方法，所述磨具由磨料、辅助填料和改性结合剂组成；所述改性结合剂包括酚醛树脂粉和改性纳米添加剂；各原料重量份数组成为：3～30份磨料，5～60份辅助填料，30～80份酚醛树脂粉，0.01～10份改性纳米添加剂；所述改性纳米添加剂为纳米材料先经表面亲油性处理后，再经原位聚合得到聚合物包覆修饰的纳米材料。本发明制备的产品具备良好的自润滑性，极大提高了磨具在磨削加工时耐磨寿命，同时不影响磨削效率，又可以替代磨料，优化了配方和工艺，彻底改善了行业内磨具耐磨时间和磨削效率不能兼顾的弊端，具有很大的市场前景。

技术领域

本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种改性纳米材料复合酚醛树脂的磨具及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂是最早工业化的合成树脂，因原料易得、合成工艺简单、原料价格和生产成本很低、及固化后性能能够满足许多使用要求，在工业上得到了广泛应用。以酚醛树脂作结合剂的制成的树脂磨具，被广泛应用于汽车、机床、仪表、量具刃具等方面的磨削加工，特别在精磨、抛光加工领域具有很强优越性。

但未改性的酚醛树脂脆性较大，且耐热性能难以满足特定的磨削加工要求，温度超过200℃时，酚醛树脂发生氧化甚至降解现象，失去使用价值。对于金刚石、立方氮化硼等高耐磨的磨料，由于酚醛树脂结合剂耐热性较低，脆性较大，在磨削过程中，会使部分磨料由于酚醛树脂的分解，在没有完全磨钝时就发生脱落、掉块，严重影响磨具的磨削效率和耐用时间。

国内外研究者采用对酚醛树脂进行改性，提高酚醛树脂耐热性；也采用其它的树脂结合剂如双马来酰亚胺、聚酰亚胺、环氧树脂来作为高耐磨磨具的结合剂。经改性的酚醛树脂耐热性虽然增强，耐磨时间也得到提高，但磨块锋利度降低，使得磨块出现打滑现象，造成陶瓷砖出现刮花、光亮度太低等缺陷。难以满足超耐磨抛削加工需求。可见目前国内多数厂家采用的方法，在提高酚醛树脂磨块的耐磨时间时，势必造成磨削效率的下降，耐磨时间和磨削效率之间的平衡难以突破。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有导热填料的缺点，提供一种改性纳米材料复合酚醛树脂的磨具及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

本发明的改性纳米材料复合酚醛树脂的磨具，由磨料、辅助填料和改性结合剂组成；

所述改性结合剂包括酚醛树脂粉和改性纳米添加剂；

各原料重量份数组成为：3～30份磨料，5～60份辅助填料，30～80份酚醛树脂粉，0.01～10份改性纳米添加剂；

所述改性纳米添加剂为纳米材料先经表面亲油性处理后，再经原位聚合得到聚合物包覆修饰的纳米材料。经表面包覆修饰的纳米材料与结合剂间的亲和力增强，结合剂与磨粒间的界面性能提高。

作为优选的，所述磨料为5～25份，辅助填料为10～40份，酚醛树脂粉为30～60份，纳米添加剂为0.1～5份。

进一步的，所述酚醛树脂粉包括普通酚醛树脂粉、硼酸改性酚醛树脂粉、有机硅改性酚醛树脂粉、双马来酰亚胺改性酚醛树脂粉中的至少一种；且所述酚醛树脂粉含有乌洛托品固化剂。

进一步的，所述磨料为金刚石、立方氮化硼或金刚石与立方氮化硼复合物；

所述辅助填料为金粉、铜粉、铁粉、铝粉、锡粉、镍粉、氧化铝、氧化镁、氧化铁、氧化锆等中的至少一种。

进一步的，所述纳米材料为：白石墨烯、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、氧化石墨烯中的至少一种。

由于白石墨烯、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、氧化石墨烯等一维或二维纳米材料独特的结构及表面能，对于大多数油性单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，聚合反应时难以在这些纳米材料表面顺利进行，因此，必须对其进行表面亲油化处理，可使单体在其表面发生原位聚合形成包覆层。