CN102120315B

CN102120315B - 一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘

Info

Publication number: CN102120315B
Application number: CN 201010569958
Authority: CN
Inventors: 朱永伟; 叶剑锋; 朱昌洪; 李军; 季永团; 季建东
Original assignee: ZHEJIANG PUJIANG MINRUI PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG PUJIANG MINRUI PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102120315A

Abstract

本发明涉及一种用于加工水晶玻璃的抛光盘。一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘上的抛光层按质量百分比为包括以下组分：磨料5％-60％，具有水溶胀特性的不饱和树脂10％-60％，固化剂0.5％-5％，水溶性添加剂0.1％-30％，加工性能调节添加剂0.05％-8％，各组份的质量百分比之和为100％；上述磨料是金刚石、金刚砂、氧化铝中的一种。该抛光盘解决了硬度超过工件的金刚石、金刚砂、氧化铝等作为磨料不能使用在抛光盘上的问题，具有加工效率高，耐磨性能好，使用寿命长的优点。

Description

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘

技术领域

本发明涉及一种用于加工水晶玻璃的抛光盘。

背景技术

水晶玻璃工艺品的加工包括研磨(磨削)和抛光两个工艺步骤，分别通过磨盘和抛光盘对工件进行加工。抛光与研磨(磨削)不同，研磨(磨削)用的磨盘通常采用硬度超过工件，并且粒径较大的颗粒作为磨料，例如金刚石、金刚砂、氧化铝等，对工件材料进行去除加工，中国专利公开号为CN1490347的专利就是采用金刚砂作为磨料的磨盘。抛光用的抛光盘则采用粒径较小的软性磨料，硬度不能超过工件，例如氧化铈、二氧化硅溶胶等，实现工件材料的去除加工。若抛光过程中使用高硬度磨料，磨料会在与工件的相对运动过程中对工件产生划痕，无法实现工件的抛光。现有的抛光盘主要使用的是一种含有氧化铈的抛光盘来进行抛光加工，其氧化铈的含量高达60％以上(质量分数)，由此带来较高的制造成本，如此高的磨料含量使得对聚合物粘接剂的选择性非常苛刻，而现采用的聚合物粘接剂固化后性能差，导致使用寿命低，在抛光过程中每天会产生巨量的屑泥和废水，其中高含量的氧化铈和难降解的树脂粘接剂粉末对环境造成巨大的危害。据调查仅浙江省浦江县城区水晶玻璃加工企业每天要产生80吨以上的屑泥和600多吨的废水，治理成本巨大。由于现有的抛光盘全部采用软性磨料，因此抛光加工的效率比较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有水晶玻璃制品在抛光加工中存在的加工效率低、制造成本高、污染严重的问题，公开了一种加工效率高、使用寿命长、可以改善加工环境的用于水晶玻璃抛光的抛光盘。

本发明的技术方案是：

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘上的抛光层按质量百分比为包括以下组分：

磨料 5％-60％，

具有水溶胀特性的不饱和树脂 10％-60％，

固化剂 0.5％-5％，

水溶性添加剂 0.1％-30％，

加工性能调节添加剂 0.05％-8％，各组份的质量百分比之和为100％；

上述磨料是金刚石、金刚砂、氧化铝中的一种。

作为优选，抛光层还包括固化促进剂，按质量百分比为总质量的0.5％-5％。

作为优选，所述抛光盘包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。抛光层实现工件材料的去除，粘结层实现抛光层与刚性基板之间的结合，刚性基板起到支撑抛光层并与抛光机台联接的作用。

作为优选，所述磨料是经过表面改性的金刚石，金刚石可以为经过机械表面改性、化学表面改性或机械化学表面改性的金刚石，使得其与具有水溶胀特性的不饱和树脂有更好的相容性，以提高金刚石与上述具有水溶胀特性的不饱和树脂之间的界面结合强度。所述磨料粒径在2.5微米-40微米之间，抛光效果最好。

作为优选，所述具有水溶胀特性的不饱和树脂是191#邻苯型不饱和聚酯树脂、196#邻苯型不饱和聚酯树脂、198#邻苯型不饱和聚酯树脂、199#间苯耐热型不饱和聚酯树脂、306#不饱和聚酯树脂、307#不饱和聚酯树脂、805#不饱和聚酯树脂、885#邻苯型不饱和聚酯树脂、双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯乙基胺改性的环氧丙烯酸、利用油酸或亚油酸进行链改性的长脂肪环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯化聚丙烯酸酯中的一种或多种组合。具有水溶胀特性的不饱和树脂主要对磨料起粘结和、支撑的作用，具备一定的水溶胀特征，抛光加工过程中实现自修整作用，调节具有水溶胀特性的不饱和树脂的种类和比例，可实现对抛光层整体性能的调控。

作为优选，所述固化剂是过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化乙酰乙酮、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化甲基异丁基酮、2，4-过氧化二氯苯酰、过氧化二月桂酰、过苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢、1，1-二叔丁基过氧环己烷、过苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过辛酸叔丁酯、N，N-二乙基苯胺、格式试剂RMgX、KNH₂、SrR₂、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种组合。固化剂是抛光层的关键成分之一，在适当的温度条件下，发生裂解，生成自由基，引发本发明中的具有水溶胀特性的不饱和树脂的聚合固化。

作为优选，所述固化促进剂是辛酸钴、异辛酸锌、锰盐、环烷酸钴、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基对甲苯胺、2，4-戊二酮、季胺氯化物中的一种或多种的组合。固化促进剂在聚合固化过程中可以加快分解过程，即加快聚合固化反应的进行。

作为优选，所述的加工性能调节添加剂是氟化铵、氟化钠、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、醋酸钠、氯化钙、硫酸钠、硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、石膏中的一种或多种组合。加工性能调节添加剂可以维持抛光环境具备稳定的化学环境，改善加工质量和加工效率，同时在抛光加工过程中具备助磨功能，提高抛光效率。

作为优选，所述水溶性添加剂为铵盐、硫酸镁、硫酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖、硝酸钾、乙二胺甲乙酸二钠、乙酸锌、硝酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠、酒石酸钾钠、硫代硫酸钠、邻苯二甲酸氢钾、氯化钾、六次甲基四胺、氯化钡、磷酸二氢钠、氯化镁中的一种或多种组合。水溶性添加剂均是极易溶于水的晶体化合物，在加工过程中遇水溶解，在形成具备容屑空间的空隙同时，对加工性能调节添加剂起到辅助作用，稳定抛光所需的化学环境。

采用了上述技术方案的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘上的抛光层磨料为硬度超过工件的金刚石、金刚砂或氧化铝，抛光过程中，通过磨料与工件的微切削、挤压与滑擦作用，实现工件的抛光。具有水溶胀特性的不饱和树脂作为抛光层的主要组分，抛光盘在抛光液浸润后因吸水(化学吸附)质量增加1.5～15％，吸水后，抛光层分子间结合力下降，抛光盘硬度下降，使磨料在抛光过程中产生类似于“退让”的行为，因而不会不产生划痕，达到抛光效果。不饱和树脂的水溶胀特性也造成抛光盘表层与亚表层之间的结合力下降，在抛光过程中，表层容易被磨掉，亚表层中磨料能及时露出，实现抛光盘表面的自动修整。加工性能调节添加剂能使水晶玻璃的表层软化，加工时不仅可以提高效率并且可以延长抛光盘的使用寿命。综上所述，本发明的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，具有以下优点：1.通过具有水溶胀特性的不饱和树脂与磨料结合，使得抛光盘的抛光层具有亲水性，在抛光液的浸润下，抛光层有一定的溶胀性质，软化的抛光盘表层容易被去除，使内侧的亚表层金刚石磨料出刃，具有良性的自动修整特性，解决了硬度超过工件的金刚石、金刚砂、氧化铝等作为磨料不能使用在抛光盘上的问题，不仅加工效率高，并且工件不会不产生划痕；2.使用金刚石、金刚砂、氧化铝取代氧化铈，提高抛光盘的加工效率和工件的加工后表面质量，同时还可以减小磨料的使用量，降低生产成本，增加了抛光盘的耐磨性能，延长了使用寿命，相对于现有的抛光盘减少了抛光加工副产品主要是屑泥等的排放，大大改善了加工环境，减少了污染。

具体实施方式

实施例1

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。抛光盘上的抛光层按质量百分比为由以下组分制成：平均粒径为5微米的表面改性的金刚石磨料400g；具有水溶胀特性的不饱和树脂700g，具体是191#邻苯型不饱和聚酯树脂500g和聚氨酯丙烯酸酯200g组合；固化剂24g，具体是过氧化甲乙酮；水溶性添加剂400g，具体是硫酸钠；加工性能调节添加剂40g，具体是氟化铵。抛光层由如下方法制造而成：将上述组分混合，将放置上述混合物的模具连同其中的混合物置于烤箱中加热到60℃保温5个小时，使其固化完全；准备一块刚性基板，在基板上均匀涂覆一层粘接剂，将所制备的抛光层置于基板上并使粘接剂固化。

采用上述方法制备的抛光盘，在全自动八角珠研磨机上抛光14mm X 14mm水晶八角珠，抛光压力为125kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶八角珠棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作8个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘两倍。

实施例2

在实施例1中的抛光层组分中再加入16g固化促进剂，具体是辛酸钴。其它组分与制备方法与实施例1相同。固化促进剂在聚合固化过程中可以加快分解过程，即加快聚合固化反应的进行。

采用上述方法制备的抛光盘，在全自动八角珠研磨机上抛光14mmX14mm水晶八角珠，抛光压力为125kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶八角珠棱角分明，表面光亮无划痕，，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作10个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘2.5倍。

实施例3

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。抛光盘上的抛光层按质量百分比为由以下组分制成：平均粒径为10微米的的表面改性的金刚石磨料300g；水溶胀特性的不饱和树脂是805#不饱和聚酯树脂400g和聚氨酯丙烯酸酯350g；固化剂是过氧化二苯甲酰20g，固化促进剂是环烷酸钴20g；水溶性添加剂是硫酸镁450g，加工性能调节添加剂是氟化铵40g。

制备方法与实施例1相同。制成的抛光盘，在半自动八角珠研磨机上抛光28mmX28mm水晶方珠，抛光压力为200kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作6个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘两倍。

实施例4：

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。抛光盘上的抛光层按质量百分比为由以下组分制成：平均粒径为5微米的的表面改性的金刚石磨料1000g；水溶胀特性的不饱和树脂是805#不饱和聚酯树脂650g和聚氨酯丙烯酸酯550g；固化剂是过氧化二苯甲酰20g，固化促进剂是环烷酸钴20g；水溶性添加剂是硫酸镁400g，加工性能调节添加剂是氟化钠40g。

制备方法与实施例1相同。制成的抛光盘，在全自动水晶研磨机上抛光3mmX3mm扁珠，抛光压力为200kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作15个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘三倍。

实施例5：

将实施例4中的水溶性添加剂硫酸镁增加到780g，其它组分与制备方法与实施例4相同。水溶性添加剂有利于增加抛光板上的孔隙率，增加其容屑空间。

制备方法与实施例1相同。制成的抛光盘，在全自动水晶研磨机上抛光12mmX12mm扁珠，抛光压力为250kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作15个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘两倍。

实施例6：

将实施例4中的加工性能调节剂改为氟化钠40g和乙二醇40g的组合，其它组分与制备方法与实施例4相同。

制备方法与实施例1相同。制成的抛光盘，在全自动水晶研磨机上抛光3mmX3mm扁珠，抛光压力为200kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的1.5倍，抛光盘工作15个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘三倍。

实施例7：

一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，抛光盘包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。抛光盘上的抛光层按质量百分比为由以下组分制成：平均粒径为10微米的的表面改性的金刚石磨料300g；水溶胀特性的不饱和树脂是805#不饱和聚酯树脂400g和聚氨酯丙烯酸酯350g；固化剂是过氧化二苯甲酰20g，固化促进剂是环烷酸钴10g；水溶性添加剂是硫酸镁200g；加工性能调节添加剂是氟化铵40g。

制备方法与实施例1相同。在半自动八角珠研磨机上抛光28mmX28mm水晶方珠，抛光压力为200kPa，抛光盘转速为630rpm，抛光液采用自来水，抛光后水晶棱角分明，表面光亮无划痕，加工效率是普通含有氧化铈的抛光盘的一倍，抛光盘工作6个工作日后仍具有抛光作用，使用时间是普通含有氧化铈的抛光盘两倍。

上述实施例仅为本发明较佳的实施例，例如磨料也可以采用金刚砂或者氧化铝，但是采用最硬的金刚石作为磨料制成的抛光盘加工效率最高，尤其是经过表面改性的金刚石，其与具有水溶胀特性的不饱和树脂有更好的相容性，以提高金刚石与不饱和树脂之间的界面结合强度。抛光盘表面的自动修整功能：由于抛光层的水溶胀特性的不饱和树脂中含有亲水性基团的高分子有机物，在加工过程中遇水溶胀，高分子网状结构变得膨胀疏松，分子间的结合强度下降。在抛光过程中，锋利棱角的磨料对工件进行切削作用并逐渐变钝，钝化后的磨料在工件的摩擦力作用下脱落。溶胀的抛光层表层结合力较弱的地方在与工件的相互作用下以及磨料脱落的过程中遭到破坏，从而露出新的表层以及新的锋利磨料，重复这一过程从而实现长时间稳定加工。水溶胀特性的不饱和树脂的水性基团遇水溶胀的原理是：基体中含有的亲水性基团，包括羟基(-OH)、羧基(-COOH)、羰基(-CO)等，在水性抛光液浸润的环境下，水分子很容易被这些亲水性基团吸引，并逐渐渗透到抛光层基体中。

Claims

1.一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于抛光盘上的抛光层按质量百分比为包括以下组分：磨料5％-60％，具有水溶胀特性的不饱和树脂10％-60％，固化剂0.5％-5％，水溶性添加剂0.1％-30％，加工性能调节添加剂0.05％-8％，各组份的质量百分比之和为100％；上述磨料是金刚石、金刚砂、氧化铝中的一种；上述具有水溶胀特性的不饱和树脂是191#邻苯型不饱和聚酯树脂、196#邻苯型不饱和聚酯树脂、198#邻苯型不饱和聚酯树脂、199#间苯耐热型不饱和聚酯树脂、306#不饱和聚酯树脂、307#不饱和聚酯树脂、805#不饱和聚酯树脂、885#邻苯型不饱和聚酯树脂中的一种或多种组合；所述的加工性能调节添加剂是氟化铵、氟化钠、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、醋酸钠、氯化钙、硫酸钠、硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体石墨、炭黑、石膏中的一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于抛光层还包括固化促进剂，按质量百分比为总质量的0.5％-5％。

3.根据权利要求1所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于包括刚性基板、粘结层和抛光层，刚性基板和抛光层通过粘结层固定连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于所述磨料粒径在0.5微米-100微米之间。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于所述磨料是经过表面改性的金刚石，粒径在2.5微米-40微米之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于所述固化剂是过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化乙酰乙酮、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化甲基异丁基酮、2，4-过氧化二氯苯酰、过氧化二月桂酰、过苯甲酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢、1，1-二叔丁基过氧环己烷、过苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过辛酸叔丁酯、N，N-二乙基苯胺、格式试剂RMgX、KNH₂、SrR₂、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种组合。

7.根据权利要求2所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于所述固化促进剂是辛酸钴、异辛酸锌、锰盐、环烷酸钴、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基对甲苯胺、2，4-戊二酮、季胺氯化物中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种用于水晶玻璃抛光的抛光盘，其特征在于所述水溶性添加剂为铵盐、硫酸镁、柠檬酸钠、葡萄糖、硝酸钾、乙二胺甲乙酸二钠、乙酸锌、硝酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠、酒石酸钾钠、硫代硫酸钠、邻苯二甲酸氢钾、氯化钾、六次甲基四胺、氯化钡、磷酸二氢钠、氯化镁中的一种或多种组合。