Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1991 года по МПК B24D3/22 

1

(21)4637389/08 (22) 13.01.89 (46)15.05.91. Бюл. № 18

(71)Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопоководства Технолог

(72)К.Х.Абдуллаев, Г.И.Неймарк. Э.А.Сейд- газин, И. А.Тюменев, А.Ю.Шкляров и Б.М.Штейнвас (53)621.922.079(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 1079422. кл. В 24 D 3/22,1982.

(54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АбРА- ЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

(57)Изобретение относится к производству инструмента на поропластовой связке, преимущественно для обработки неметаллических материалов: мрамора, гранита, дерева. Цель изобретения - повышение производи- теьности и износостойкости абразивного инструмента. Абразивная масса в качестве пенополиуретанового связующего содержит вспененный эпоксиполиуретановый форполимер при следующем соотношении компонентов, мас.%: аспененный эпоксиполиуретановый форполимер 14,1-29,1: наполнитель 0,9-1,7; абразив 69,2-85.0. Вспененный эпоксиполиуретановый форполимер содержит в качестве пенообразователя тринатрийфосфат в количестве 10,3-18,3 вес.% от веса форполимгрэ. 1 табл.

со

с

Изобретение относится к производству инструмента на поропластовой связке, преимущественно для обработки неметаллических материалов: мрамора, гранита, дерева. Цель изобретения - повышение производительности и износостойкости абразивного инструмента.

Указанная цель достигается тем, что масса для изготовления абразивного инструмента, состоящая из пенополиуретанового связующего, абразива и наполнителя, в качестве пенополиуретанового связующего содержит вспененный эпоксиполиуретан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Вспененный эпоксиполиуретан14,1 -29,1 Наполнитель0,9 - 1,7 Абразив 69,2 - 85,0 При этом вспененный эпоксиполиуретан содержит форполимер на основе сложного полиэфира ПДА-800, 2,4-толуилендиизоцианата и эпоксидной смолы ЭД-20, аминный отвердитель, пенообразователь, катализатор и винильный мономер при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиэфир ПДА - 80023,2-24,1

Эпоксидная смола ЭД - 20 23.2-24,1 Толуилендиизоцианат10,9-11,1

Аминный отвердитель9,2-10,7

Пенообразователь10,3-18,3

Катализатор0.18-0,23

Винильный мономер21,4-23.0

Вспененный эпоксиполиуретан получают путем синтеза эпоксиполиуретанового форполимера из смеси сложного полиэфира и эпоксидной смолы (1:1) и изоцианата. разбавления винильным мономером, отверждения аминным отвердителем в присутствии катализатора и вспенивания.

Эпоксиполиуретановый форполимер. отвержденный аминным отвердителем, имеет твердость по Шору А более 100. Использование в нем сложного полиэфира с

О

00

VJ

CJ

ю

молекулярным весом 800 обеспечивает теп- лостойкость материала, его упругость и эластичность.

Наличие в форполимере эпоксидной смолы придает ему жесткость. Связующее на основе эпоксиполиуретанового форполи- мера имеет высокую прочность и хорошую адгезию к абразивному зерну, обеспечивая высокую износостойкость инструмента.

Для снижения вязкости связующего и введения большего количества абразива эпоксиполиуретановый форполимер разбавляют винильным мономером в весовом соотношении 3:1. Это дает возможность увеличить наполнение абразивом до 85 вес.%. Разбавленный винильным мономером, эпоксиполиуретановый форполимер хорошо смачивает абразив, обволакивания зерна тонкой равномерной пленкой связующего. Благодаря содержанию в связующем эпоксидных групп обеспечивается хорошая адгезия абразивного зерна к связующему и прочность связки. Инструмент из данной абразивной массы имеет высокую активность из-за большого наполнения в сочетании с высокой износостойкостью и прочностью.

Винильный мономер не вступает в химическое взаимодействие с компонентами связующего, а улетучивается при температуре отверждения массы 120° С, образуя в массе мелкие поры, облегчающие вспенивание высоконаполненной массы, В качестве винильного мономера используют метилме- такрилат.

В качестве пенообразователя в данной абразивной массе импользуют натрий фосфорнокислый трехзамещенный (тринатрий- фосфат), имеющий формулу Маз Ро 12Н20. Продукт тринатрийфосфат выпускается по ГОСТ 201-76. Температура плавления тринатрийфосфата 73°С, при температуре приготовления абразивной массы он находится в расплавленном состоянии, что облегчает его равномерное распределение в массе.

При температуре отверждения массы 100-120° тринатрийфосфат разлагается, теряя воду, которая взаимодействует с форпо- лимером с выделением . С02 вспенивает абразивную массу параллельно с парами винильного мономера. В результате совместного действия двух газообразных веществ разной природы образуется крупноячеистая пена, имеющая распределенные по объему поры и наполненная до 85 вес.% абразивом.

При разложении тринатрийфосфата в абразивной массе остаются фосфорсодержащие вещества, которые являются замедлителями горения.

Известно, что пыль, образующаяся при изнашивании абразивных кругов на полимерной связке, легко воспламеняется. Наличие в составе абразивной массы фосфорсодержащего антипирена препятствует самовозгоранию пыли.

Использование в качестве пенообразователя тринатрийфосфата повышает производительность и износостойкость инструмента за счет улучшения теплоотвода от жесткого крупнопористого инструмента. Кроме того, возникает дополнительный эффект - снижение горючести отходов инструмента. При введении менее 10.3 вес.% тринатрийфосфата эффект увеличения активности круга по сравнению с известными составами незначителен.

При введении более 18,3 вес.% тринатрийфосфата наблюдается повышение ком- куемости и вязкости абразивной массы, что затрудняет изготовление качественных из- делей.

В качестве катализатора отверждения используют раствор диэтилдикаприлата олова в этилсиликате - катализатор К-18 по ТУ 602-805-78

В качестве абразива могут быть использованы электрокорунд нормальный, монокорунд, карбид кремния зеленый или черный любой зернистости.

В качестве наполнителя берут дисульфид молибдена, перлит вспученный, двуокись титана.

Сущность изобретения поясняется при- мерами изготовления абразивных кругов.

Пример 1. Готовят абразивную массу следующего состава, вес %:

Вспененный эпоксиполиуретан 14,1

Дисульфид молибдена0,9

Карбид кремния черный № 125 85,0

К 250 г эпоксиполиуретанового форполимера, нагретого до 50°С и полученного из

101,6 г полиэфира ПДА - 800. 101.6 г эпок5 сидной смолы ЭД - 20 и 47,6 г изоцианага 102 - Т, добавляют 100 г метилметакрилата и размешивают до получения однородного раствора. Вводят 25 г (10,9%) наполнителя - дисульфида молибдена и перемешивают. До0 бавляют 40 г расплавленного аминного от- еердителя Диамет - X и перемешивают. Затем вводят 1,0 г катализатора К-18, пенообразователя -тринатрийфосфата, все тщательно перемешивают до достижения

5 однородности связующего и затем в него засыпают 2500 г (85%) абразива - карбида кремния черного № 125. Абразив перемешивают со связующим до полного смачивания всего абразива, полученную массу выкладывают в форму и отверждают при 120°С 24

часа. Готовый инструмент извлекают из формы.

Пример 2. Готовят абразивную массу следующего состава, вес,%:

Вспененный эпоксиполиуретан 29,1 Вспученный перлит1,7

Карбид кремния NS 50 зеленый 69,2 К 500 г эпоксиполиуретанового форпо- лимера, нагретого до 50°С и полученного из 203,2 г полиэфира ПДА - 800, 203,2 г эпоксидной смолы ЭД - 20 и 93,7 г 102-Т, добавляют 180 г метилметакрилата и размешивают до получения однородного раствора. Вводят 50 г (1,7%) наполнителя - вспученного перлита и перемешивают 3 мин, добавляют 90 г расплавленного Диа- мет-Х и снова перемешивают. Затем вводят 1,5 г катализатора К-18, 70 г пенообразователя - тринатрийфосфата, тщательно перемешивают все связующее до достижения его однородности и затем засыпают в него 2000 г (69,2 %) абразива - карбида кремния зеленого М-50. Связующее перемешивают с абразивом до полного смачивания последнего, полученную массу вкладывают в форму и отверждают при 120°С 24 ч.

Пример 3. Готовят абразивную массу следующего состава, вес.%:

Вспененный эпоксиполиуретан 21 Двуокись титана1,3

Монокорунд №1877,7

К 375 г эпоксиполиуретанового форпо- лимера, нагретого до 50°С и состоящего из 152,4 г полиэфира ПДА - 800, 152,4 г эпоксидной смолы ЭД - 20 и 70,2 г изоцианэта 102 - Т, добавляют 140 г метилметакрилата, 38 г двуокиси титана. 65 г Диамет X, 1,25 г К-18, 58 г тринатрийфосфата и 2250 г абразива - монокорунда №18.

Технология изготовления инструмента по примеру 1,

Пример 4. Готовят абразивную массу следующего состава, вес.%:

Вспененный эпоксиполиуретан 10 Дисульфид молибдена1,5

Карбид кремния зеленый 5088,5

К 172 г эпоксиполиуретанового форпо- лимера, нагретого до 50°С и состоящего из 69,8 полиэфира ПДА-800, 69,8 г эпоксидной смолы ЭД -20 и 32,2 г 102-Т, добавляют 60 г метилметакрилата и размешивают до получения однородного раствора. Вводят 17 г наполнителя - дисульфчда молибдена и перемешивают 3 мин, добавляют 30 г расплав- денного Диамет-Х и снова перемешивают. Затем вводят 0,5 г катализатора К-18, 20 г пенообразователя - тринатрийфосфата,

тщательно перемешивают все связующее и засыпают в него 2560 г абразива - карбида кремния зеленого № 50. Остальное по примеру 1.

5Пример 5. Готовят абразивную массу

следующего состава, вес.%:

Вспененный эпоксиполиуретан 35,0 Вспученный перлит2,0

10Карбид кремния черный N 125 63,0

К 601 г эпоксиполиуретанового форпо- лимера, нагретого до 50°С и состоящего из 244,2 г полиэфира ПДА - 800, 244.2 г эпоксидной смолы ЭД - 20, и 112.7 г 102 - Т, 15 добавляют 216 г метилметакрилата и тщательно перемешивают. Вводят 60 г вспученного перлита и перемешивают 3 мин. добавляют 108 г расплавленного Диамет- X и снова перемешивают. Затем вводят 2,5 0 г катализатора К-18,160 г пенообразовэтеля- тринатрийфосфата, тщательно все перемешивают и засыпают в связующее 24QO г абразива - карбида черного 125. Остальное по примеру 1.

5 Из массы были изготовлены абразивные круги по примерам 1-5. Круги использо; вали для обработки мраморных плит. Взвешиванием обрабатываемой плиты до и после обработки определяли количество снято- 0 го с нее материала. Взвешиеанием круга до и после обработки плиты определяли количество изношенного абразивного материала. Активность инструмента определялась давлением первого показателя на второй 5 Результаты испытаний приведены в таблице.

Использование в качестве пенополиу- ретанового связующего - вспененного эпоксиполиуретана и применение в-качест- 0 ве пенообразователя тринатрийфосфата позволяет в 5-10 раз повысить активность инструмента при сохранении его стойкости. Формула изобретения Масса для изготовления абразивного 5 инструмента, содержащая пенополиурета- новое связующее, абразив и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и износостойкости абразивного инструмента, е каче- 0 стве пенополиуретанового связующего массча содержит .вспененный эпоксиполму- ретановый форполимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вспененный эпоксилолиуретэновый 5 форполимер 14,1-29.1

Наполнитель 0,9-1,7 Абразив 69,2-85,0,

причем вспененный эпоксиполиуретановый форполимер содержит тринатрийфосфат в количестве 10,3-18,3 % от массы форполимера.