一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法 (Phenolic resin for grinding tool material and preparation method thereof ) 是由 钱太兵 院川川 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法,具体涉及酚醛树脂领域,先包括以下质量份数物质：100至150份酚醛树脂、30至50份硼酸、10至16份石墨烯、30至40份桐油和30至50份钡酚醛树脂；其制备方法如下：将100至150份酚醛树脂粉粹,往粉粹后的酚醛树脂内添加30至50份硼酸,180至200摄氏度加热,混合搅拌30至60分钟,获得酚醛树脂溶液；再添加10至16份石墨烯,然后添加30至40份桐油,搅拌混合；然后进行蒸馏、冷凝后,获得一次改性酚醛树脂；投入10至20份纳米氧化铜,180至200摄氏度下,加热3小时,冷却后,获得二次改性酚醛树脂,进行过滤、提纯后获得目标产品；本发明可满足强度打磨作业的需求,且生产过程简单,成本低。(The invention provides a phenolic resin for a grinding tool material and a preparation method thereof, and particularly relates to the field of phenolic resin, which comprises the following substances in parts by mass: 100 to 150 parts of phenolic resin, 30 to 50 parts of boric acid, 10 to 16 parts of graphene, 30 to 40 parts of tung oil and 30 to 50 parts of barium phenolic resin; the preparation method comprises the following steps: crushing 100-150 parts of phenolic resin, adding 30-50 parts of boric acid into the crushed phenolic resin, heating at 180-200 ℃, mixing and stirring for 30-60 minutes to obtain a phenolic resin solution; then adding 10-16 parts of graphene, then adding 30-40 parts of tung oil, and stirring and mixing; then distilling and condensing to obtain primary modified phenolic resin; adding 10-20 parts of nano copper oxide, heating at 180-200 ℃ for 3 hours, cooling to obtain secondary modified phenolic resin, and filtering and purifying to obtain a target product; the invention can meet the requirement of strength polishing operation, and has simple production process and low cost.)
技术领域
本发明属于酚醛树脂领域，具体涉及一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法。
背景技术
酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于磨具砂轮片制造等行业。现有用于磨具的酚醛树脂，随着技术不断发展，对于酚醛树脂的耐磨性能，有了有更高的要求，为了满足需求，需要研发更高性能的酚醛树脂；
申请号为CN201110104897.9的专利，公开了一种耐磨树脂，采用纳米二氧化硅、三聚氰胺、水、甲醛、碱液、羟基类醇物质，先向反应釜中加入水，再依次加入甲醛、碱液、三聚氰胺、羟基类醇物质、纳米二氧化硅，各反应一段时间即成。上述方法制备的耐磨树脂，虽然制备方法简单，稳定性好，贮存期长，表面耐磨性能超过1000转，仍然无法满足高强度打磨作业的需求。
针对上述不足，现需要一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法，可满足强度打磨作业的需求，但生产过程简单，成本低。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于磨具材料的酚醛树脂及其制备方法，二次铝灰利用率高、生产成本低、生产工艺简单和对环境无害，所制备的多孔莫来石具有较高的耐压强度、较低的体积密度和小的导热系数。
本发明提供了如下的技术方案
一种用于磨具材料的酚醛树脂，包括以下质量份数物质：100至150份酚醛树脂、30至50份硼酸、10至16份石墨烯、30至40份桐油和30至50份钡酚醛树脂。
优选的，包括以下质量份数物质：125份酚醛树脂、40份硼酸、136份石墨烯、35份桐油和40份钡酚醛树脂。
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下
S1、将100至150份酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内添加30至50份硼酸，180至200摄氏度加热，直至完全溶解后，并搅拌速度40±5r/min，混合搅拌30至60分钟，获得酚醛树脂溶液；
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加10至16份石墨烯，搅拌混合40至60分钟，搅拌速度40±5r/min，然后添加30至40份桐油，搅拌混合30至40分钟，搅拌速度40±5r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入10至20份纳米氧化铜，180至200摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。
优选的，S1步骤中，将125份酚醛树脂和40份钡酚醛树脂粉粹成颗粒为10目；
优选的，往粉粹后的酚醛树脂内先添加20份硼酸，190摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度40r/min，混合搅拌30分钟；
再添加20份硼酸，搅拌速度40r/min，混合搅拌30分钟，获得酚醛树脂溶液。
优选的，往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加13份多孔石墨烯，并加热170摄氏度，搅拌混合50分钟，搅拌速度40r/min，停止加热；然后添加35份桐油，搅拌混合35分钟，搅拌速度40r/min，获得酚醛树脂溶液。
优选的，S4步骤中，往S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入15份纳米氧化铜，190摄氏度下，加热3小时。
优选的，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
本发明的有益效果
1、本发明通过引入硼酸和石墨烯，可使石墨烯更好的与酚醛树脂结合，使产品具备更好的耐磨强度，并避免了传统工艺中采用的甲醛带来的污染。
2、本发明将通过硼酸和钡酚醛树脂的结合，将酚醛树脂进行改性处理，可使得酚醛树脂具备优异的耐高温性能，可使产品更好的应用在高强度作业中。
3、本发明通过引入纳米氧化铜可大大提高酚醛树脂的阻燃韧性，可使产品具备更优异的耐磨性能。
4、本发明整体生产工艺无需借助，精密的反应设备，即可实现量产，生产成本低。
具体实施方式
实施例1
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下：
S1、将100份酚醛树脂和30份钡酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内先添加15份硼酸，180摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度35r/min，混合搅拌30分钟；再添加15份硼酸，搅拌速度35r/min，混合搅拌30分钟，获得酚醛树脂溶液。
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加10份石墨烯，并加热170摄氏度加热，搅拌混合40分钟，搅拌速度35r/min，停止加热；然后添加30份桐油，搅拌混合30分钟，搅拌速度35r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入10份纳米氧化铜，180摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。其中，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
实施例2
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下：
S1、将110至150份酚醛树脂和34份钡酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内先添加17份硼酸，184摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度40r/min，混合搅拌34分钟；再添加17份硼酸，搅拌速度40r/min，混合搅拌34分钟，获得酚醛树脂溶液。
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加12份石墨烯，并加热170摄氏度加热，搅拌混合44分钟，搅拌速度40r/min，停止加热；然后添加33份桐油，搅拌混合33分钟，搅拌速度40r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入13份纳米氧化铜，184摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。其中，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
实施例3
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下：
S1、将120份酚醛树脂和38份钡酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内先添加18份硼酸，186摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度45r/min，混合搅拌38分钟；再添加20份硼酸，搅拌速度45r/min，混合搅拌38分钟，获得酚醛树脂溶液。
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加13份石墨烯，并加热170摄氏度加热，搅拌混合48分钟，搅拌速度45r/min，停止加热；然后添加36份桐油，搅拌混合36分钟，搅拌速度45r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入16份纳米氧化铜，190摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。其中，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
实施例4
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下：
S1、将140份酚醛树脂和45份钡酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内先添加20份硼酸，190摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度45r/min，混合搅拌55分钟；再添加20份硼酸，搅拌速度45r/min，混合搅拌50分钟，获得酚醛树脂溶液。
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加14份石墨烯，并加热170摄氏度加热，搅拌混合50分钟，搅拌速度45r/min，停止加热；然后添加36份桐油，搅拌混合36分钟，搅拌速度45r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入18份纳米氧化铜，190摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。其中，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
实施例5
一种用于磨具材料的酚醛树脂制备方法，其步骤如下：
S1、将150份酚醛树脂和50份钡酚醛树脂粉粹，往粉粹后的酚醛树脂内先添加25份硼酸，200摄氏度加热，直至完全溶解，无肉眼可见悬浮物；并搅拌速度45r/min，混合搅拌60分钟；再添加25份硼酸，搅拌速度45r/min，混合搅拌60分钟，获得酚醛树脂溶液。
S2、往S1步骤中的酚醛树脂溶液内，添加16份石墨烯，并加热170摄氏度加热，搅拌混合60分钟，搅拌速度45r/min，停止加热；然后添加40份桐油，搅拌混合40分钟，搅拌速度45r/min；
S3、再将S2步骤中的酚醛树脂溶液，进行蒸馏、冷凝后，获得一次改性酚醛树脂；
S4、在S3步骤中的一次改性酚醛树脂内，投入20份纳米氧化铜，200摄氏度下，加热3小时，冷却后，获得二次改性酚醛树脂，进行过滤、提纯后获得目标产品。其中，纳米氧化铜获得方法如下：将氧化铜粉末溶解于质量分数为26％的过氧化氢溶液中，搅拌速度40r/min下，搅拌混合50分钟，然后投入反应器内，在170摄氏度下反应24小时，将产后洗涤过滤干燥后，即可获得纳米氧化铜。
实验分析：
实施例1至5获得的产品，以及市面随机购买的产品作为对照组，进行耐磨性和耐压强度测试，性能参数如下：
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。