树脂金刚石砂轮因具有锋利、耐磨、加工精度好等特点,在超硬材料磨具市场上占有比较大的份额。决定树脂砂轮磨削性能的因素主要有金刚石的性能、金刚石与结合剂的界面粘接力以及结合剂的性能,而影响最大的还是树脂结合剂。酚醛树脂是世界上最早发现并实现工业化合成树脂,作为树脂结合剂中的一种,其原料易得、价格低廉、合成工艺简单,早已广泛应用于复合材料、涂料、粘接剂等领域。但是普通酚醛树脂的结构是两个苯酚之间夹一个亚甲基,这种结构造成苯环密度过大、空间位阻大、链节旋转自由度小,致使纯酚醛树脂的耐冲击性能(即韧性)较差;同时,因酚羟基和亚甲基容易氧化,耐热性也受到影响。因此,对酚醛树脂进行改性已成为研究的核心内容。目前,已有前人采用钼、磷、硼单元素或双元素对其进行改性,并取得了不错的效果。为了能够进一步提高酚醛树脂的韧性、耐热性,提高它对被粘接材料的粘结性,本文从以下两个方面对热塑性酚醛树脂的改性进行研究:采用磷硼双元素改性,合成热塑性酚醛树脂,并研究不同含量的磷酸、硼酸对其性能的影响;采用钼磷硼三元素复合对其进行改性,利用正交试验,优选出最佳添加剂的用量,从而确定出一种不但力学强度高,而且化学结合力强的树脂结合剂配方。分析试验结果,可得到如下结论:(1)在酚醛树脂制备过程中,70℃反应1 h,再升温至90℃反应2 h,各试样的转化率均达90%左右。(2)当用磷酸-硼酸复合酸改性,加入量分别为苯酚质量的1%和3%时,合成的改性酚醛树脂性能最好,其热分解温度、硬度、抗弯强度和冲击强度分别达到500℃、114 HRA、51.76 MPa和0.15 J/cm~2,分别比未改性的树脂提高25.9%、3.4%、17.6%和114.3%。(3)按照正交试验法制备不同钼磷硼含量的改性热塑性酚醛树脂,以苯酚质量为基准,当钼酸铵、磷酸、硼酸的含量分别为1%、1%、5%时为较优配方,此时改性酚醛树脂的热分解温度为499℃,700℃的残炭率为52.3%,抗弯强度达到58.12MPa,冲击强度达到0.27J/cm~2。