CN103231319B

CN103231319B - 重磅强力纸基砂带及其制备方法

Info

Publication number: CN103231319B
Application number: CN201310171975.6A
Authority: CN
Inventors: 黎俊文
Original assignee: HUBEI FENGPU GRINDING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HUBEI FENGPU GRINDING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2033-05-06
Also published as: CN103231319A

Abstract

本发明涉及一种砂带及其制备方法。重磅强力纸基砂带，其特征在于它由助磨抗堵塞层、复胶层、磨料、底胶层、基础胶层、保湿抗静电层(即基体处理层)、基体层(即重磅纸基)和保湿抗静电层构成；基体层的正面涂附有保湿抗静电层(正面涂附的保湿抗静电层称为基体处理层)，基体层的背面涂附有保湿抗静电层，正面涂附的保湿抗静电层上涂附有基础胶层，基础胶层上涂附有底胶层，磨料的下端部植入在底胶层上，底胶层上涂附有复胶层，复胶层上涂附有助磨抗堵塞层。本发明具有磨削效果好的特点。

Description

重磅强力纸基砂带及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种砂带及其制备方法。

背景技术

传统布基砂带，使用棉、涤等材料通过纺织形成的布基作为基体，基体的延伸率、强度以及平整度都不能满足砂带生产使用要求，必须通过烧毛、水洗、浸渍、拉幅干燥、刮浆等多重处理工序后才能使用，生产周期长、成本高、操作繁琐。而重磅纸基具有抗拉强度高、延伸率小、表面平整等优点，而且生产简单，价格低廉，以其为基体制成的重磅纸基砂带在磨削上有着传统布基砂带不可比拟的优势，可在多种负荷条件下，对各类金属及大理石、玻璃、皮革、纺织品、橡胶、木材等非金属材料进行高效磨削与抛光，磨削效率高，不易划伤工件，对于大面积和复杂型面的加工效果更加理想，可广泛替代车、铣、刨、砂轮等传统机械加工方法，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磨削效果好的重磅强力纸基砂带及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：重磅强力纸基砂带，其特征在于它由助磨抗堵塞层2、复胶层3、磨料1、底胶层4、基础胶层5、保湿抗静电层(即基体处理层)6、基体层(即重磅纸基)7和保湿抗静电层8构成；基体层7的正面涂附有保湿抗静电层6(正面涂附的保湿抗静电层称为基体处理层)，基体层7的背面涂附有保湿抗静电层8，正面涂附的保湿抗静电层6上涂附有基础胶层5，基础胶层5上涂附有底胶层4，磨料1的下端部植入在底胶层4上，底胶层4上涂附有复胶层3，复胶层3上涂附有助磨抗堵塞层2。

所述的基体层7的材料为重磅乳胶纸基(即重磅纸基，或重磅纸基砂纸卷)，220g～350g/m²。

所述的保湿抗静电层6、保湿抗静电层8的材料均由重量配比为100份的纳米级氯丁腈乳胶与5-6份抗静电剂配成。

所述的基础胶层5的材料为水溶性酚醛树脂液(即水溶性酚醛树脂)。

所述的底胶层4的材料由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙配成。

所述的磨料1由锆刚玉、白刚玉和高温煅烧砂组成，锆刚玉∶白刚玉∶高温煅烧砂的质量比＝3∶3∶4。

所述的复胶层3的材料由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙和2-3份颜料配成。

所述的助磨抗堵塞层2的材料由重量配比为18-20份氨基树脂、80-85份四氟化硼酸钾、3～5份的硬脂酸钙和1.5-2份颜料(钛青蓝、氧化铁红或氧化铁黑)配成。

上述重磅强力纸基砂带的制造方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)、基体层选用重磅纸基(重磅乳胶纸基)，用对辊涂覆法在重磅纸基的正面涂附保湿抗静电层6，涂附量为30～45g/m²，经干燥处理后，用同样的方法在重磅纸基的背面涂附保湿抗静电层8，涂附量为30～45g/m²，然后干燥成卷备用；

保湿抗静电层由重量配比为100份的纳米级氯丁腈乳胶与5-6份抗静电剂配成；

重磅纸基正面涂附后进入干燥炉进行干燥时，干燥温度为80～100℃，湿度为85～100，干燥时间30～35min；

2)、将基础胶层5用对辊涂附法涂附到正面涂附的保湿抗静电层6(即基体处理层)表面，基础胶层5的涂附量为35～55g/m²；

基础胶层采用水溶性酚醛树脂液；

3)、将底胶层4用对辊涂附法涂附到基础胶层5上，底胶层4的涂附量为180～430g/m²；然后用静电植砂法，将磨料1的下端部植入底胶层4，磨料形成磨料层，在85-105℃下，预干燥处理40-45分钟，底胶层干燥后，再用对辊涂附复胶层3到已干燥好的底胶层表面，复胶层3的涂附量为55～210g/m²；在100-110℃下，预固化处理60-75分钟使复胶层固化，再在130℃的固化炉交联50小时；

底胶层4由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙配成；

复胶层由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙和2-3份颜料配成；

磨料使用混合磨料，由锆刚玉、白刚玉和高温煅烧砂组成，锆刚玉∶白刚玉∶高温煅烧砂的质量比＝3∶3∶4；

4)、将助磨抗堵塞层2用对辊涂附法涂附到复胶层3上，助磨抗堵塞层2的涂附量为100～320g/m²；110℃下固化处理60-65分钟使抗堵塞层固化，即得重磅强力纸基砂带；

助磨抗堵塞层由重量配比为18-20份氨基树脂、80-85份四氟化硼酸钾、3～5份的硬脂酸钙和1.5-2份颜料配成。

所述的颜料为钛青蓝、氧化铁红或氧化铁黑。

所述的抗静电剂为季铵盐阳离子表面活性剂、聚醚型聚氨酯、聚醚或脂肪酸聚乙二醇酯。

本发明的特点是：

1、重磅纸基具有断裂强度高、延伸率小、表面平整等特点，选用重磅乳胶纸作为砂带基体，不仅可以提高加工精度，还可以有效防止砂带在高速重负荷磨削时，因磨削力或其他外力作用造成的砂带破裂。

2、对重磅纸基体进行了保湿抗静电处理，保证了纸基的柔软性和抗静电性。杜绝砂带在生产过程中因高温干燥造成纸基水分流失而导致的纸基脆性过大、强度降低的现象。同时有效降低了砂带使用过程中静电对粉尘的吸附，提高了砂带使用寿命和加工精度。

保湿层是通过在纸基表面涂覆乳胶，使纸基表面形成一层致密的胶膜，防止在生产、储存或使用过程中因环境的改变造成纸基含水率下降，脆性增大，强度降低的现象发生，同时也增加了纸基砂带的耐水性。

3、基础胶层的应用，提高了底胶和基体的粘接强度，降低了底胶的技术要求，节约了成本。

4、助磨抗堵塞层的应用，不仅可以大幅提高对钢、铁、钛合金等金属的磨削效率，而且可以有效降低磨屑及粉尘对砂带造成的堵塞现象，延长了砂带的使用寿命、保证了加工精度。(KBF₄在磨削高温下熔解释放出氟蒸气，与金属发生反应，降低了金属的硬度和韧性，便于磨料的切削。硬脂酸钙在磨削热的作用下熔化，在砂带和工件表面形成润滑层，可以防止粉尘和磨屑的吸附，同时带走磨削热，防止工件烧伤，提高了加工精度。)

5、使用混合磨料，改善了以往单一磨料无法满足综合加工要求的局面。多种磨料的使用，集合各磨料的优点，取长补短，可以对金属、非金属等多种材料进行加工，同时延长了砂带的使用寿命，提高了磨削精度和加工效率。

附图说明

图1是本发明重磅强力纸基砂带的结构示意图。

图中：1-磨料，2-助磨抗堵塞层，3-复胶层，4-底胶层，5-基础胶层，6-保湿抗静电层，7-基体层，8-保湿抗静电层。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

一、如图1所示，重磅强力纸基砂带(由8层构成)，它由助磨抗堵塞层2、复胶层3、磨料1、底胶层4、基础胶层5、保湿抗静电层(即基体处理层)6、基体层(即重磅纸基)7和保湿抗静电层8构成；基体层7的正面涂附有保湿抗静电层6(正面涂附的保湿抗静电层称为基体处理层)，基体层7的背面涂附有保湿抗静电层8，正面涂附的保湿抗静电层6上涂附有基础胶层5，基础胶层5上涂附有底胶层4，磨料1的下端部植入在底胶层4上，底胶层4上涂附有复胶层3，复胶层3上涂附有助磨抗堵塞层2。

所述的基体层7的材料为重磅乳胶纸基(即重磅纸基，瑞典MunksjoPaperAB公司生产)，220g～350g/m²。

所述的保湿抗静电层6、保湿抗静电层8的材料由重量配比为100份的纳米级氯丁腈乳胶(上海强盛化工有限公司，型号3304)与5-6份抗静电剂(抗静电剂为季铵盐阳离子表面活性剂、聚醚型聚氨酯、聚醚或脂肪酸聚乙二醇酯；如：赫特国际集团有限公司SEP8216抗静电整理剂)配成。

所述的基础胶层5的材料为水溶性酚醛树脂液。

所述的磨料1由锆刚玉、白刚玉和高温煅烧砂【(如：煅烧砂棕刚玉)。白刚玉：郑州玉发磨料有限公司；高温煅烧砂、棕刚玉：伊川县东风磨料磨具有限公司；锆刚玉：法国圣戈班磨料磨具，ZA40)】组成，锆刚玉∶白刚玉∶高温煅烧砂的质量比＝3∶3∶4。

所述的助磨抗堵塞层2的材料由重量配比为18-20份氨基树脂、80-85份四氟化硼酸钾(KBF₄，助磨材料)、3～5份的硬脂酸钙和1.5-2份颜料(钛青蓝、氧化铁红或氧化铁黑)配成。

二、重磅强力纸基砂带的制造方法：

1、选用重磅乳胶纸基(即重磅纸基，定量220g～350g/m²)，用对辊涂覆法在重磅纸基(基体层7)的正面涂附保湿抗静电层6(涂附量为30～45g/m²)，经干燥处理后，用同样的方法在重磅乳胶纸基的背面涂附保湿抗静电层8(涂附量为30～45g/m²)，然后干燥成卷备用。

保湿抗静电层由重量配比为100份的纳米级氯丁腈乳胶与5-6份抗静电剂配成。

重磅纸基正面涂附后进入干燥炉进行干燥时，干燥温度为80～100℃，湿度为85～100，干燥时间30～35min，以保证纸基的正常含水率，从而维持纸基的柔软性。

2、将基础胶层5用对辊涂附法涂附到正面涂附的保湿抗静电层6(即基体处理层)表面(基础胶层5的涂附量为35～55g/m²)。

基础胶层采用的是常用的水溶性酚醛树脂液，粘度为30～40秒(涂-4#杯法)。

3、将底胶层4用对辊涂附法涂附到基础胶层5上，底胶层4的涂附量为180～430g/m²；然后用静电植砂法，将磨料1的下端部植入底胶层4，磨料形成磨料层，在85-105℃下，预干燥处理40-45分钟，底胶层干燥后，再用对辊涂附复胶层3到已干燥好的底胶层表面，复胶层3的涂附量为55～210g/m²；在100-110℃下，预固化处理60-75分钟使复胶层固化，再在130℃的固化炉交联50小时左右，使胶层固化达到使用标准。

底胶层4由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙配成，根据磨料粒度大小不同，粘度控制在80秒～200秒左右。

复胶层由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙和2-3份颜料配成，根据磨料粒度大小不同，粘度控制在60秒～180秒左右。所述的颜料为钛青蓝、氧化铁红或氧化铁黑。

磨料使用混合磨料，由锆刚玉、白刚玉和高温煅烧砂组成，锆刚玉∶白刚玉∶高温煅烧砂的质量比＝3∶3∶4。

4、将助磨抗堵塞层2用对辊涂附法涂附到复胶层3上，助磨抗堵塞层2的涂附量为100～320g/m²；110℃下固化处理60-65分钟使抗堵塞层固化，即得重磅强力纸基砂带。

助磨抗堵塞层由重量配比为18-20份氨基树脂、80-85份KBF₄(四氟化硼酸钾，助磨材料)、3～5份的硬脂酸钙和1.5-2份钛青蓝(颜料)配成。

三、基体层材料

基体层选用定量在220g/m²～350g/m²的重磅乳胶纸基。

乳胶纸是指在造纸过程中，在打浆工序，将聚合物乳液直接加到打浆机中，或加到贮浆池中让乳液和纸浆充分混合，并设法使乳液聚合物均匀的固定在纸纤维上，然后经过抄纸和干燥，即可制得乳液改性的纸张，简称乳胶纸。

加入少量乳液就可以显著地改善纸张的性能，例如若只添加干纸重2％～5％的聚合物乳液就可以显著的提高纸的干、湿拉伸强度、伸长率、耐化学药品性、戳穿强度、耐擦性、施胶性、耐破度、柔韧性及耐折性等性能；若加入乳胶量较大哦，例如加入干纸重50％～100％的乳液，可赋予纸张很高的柔性和抗撕裂强度。

作为纸将添加剂常用的乳液有氯丁胶、定睛乳胶。丁苯乳胶、聚丙烯酸酯乳液。苯丙乳液、聚醋酸乙烯乳液等。

四、产品性能(重磅强力纸基砂带的性能)

重磅强力纸基砂带(即重磅纸基砂带)具有比布基砂带平滑度好、延伸率小、柔韧性好从而具有更优良的磨削效果，特别是在精磨和抛光领域更受青睐。在汽车、电子、造船、航天、军工、医疗器戒、机床、建筑材料、各类板材、家具、皮革等领域。随着重磅基纸制造技术的不断提升，特别是一些非木质纤维在造纸领域的应用，不断满足了生产重磅纸基砂带的需要，基材品质的提升满足了涂附磨具产品向耐磨、高效、高精密度、节能、环保发展的需要。尤其是重磅原纸向高抗张强度、耐磨型、抗水型、柔软型等高档砂带原纸迈进，从而为重磅纸基砂带的发展提供了基础条件。

重磅纸基砂带是以高强度的砂带原纸为基体，通过生产设备和工艺进行高温、高压等定型处理；基体强度高，延伸率小，能够满足金属的重负荷磨削，采用高强度的合成树脂为粘结剂，经过严格筛选、整形、煅烧、镀铱等深加工处理后的优质磨料通过静电植砂技术均匀有序地“种植”于特殊敷底纸基上面而制成的一种高强度砂带，由于采用了纸基，产品具有更高的强度和更小的延伸率，具有较好的耐水性，耐油性、耐化学腐蚀性能。同时磨料通过工艺处理后数“多刃”磨料，在打磨过程中自始自终产生新的“刀刃”参与磨削和切割运动，保障了砂带在整个磨削过程中的锐利性和锋利度不变。

性能特点

一)、重磅强力纸基砂带和传统布基砂带对比

1、磨料组成

A、化学成分(质量％)

表1

B、物理性能

表2

二)、磨削与使用特性

1、产品强度高、耐水性好、延伸率低适用于重负荷磨削对比表。

2、砂面锋利，“刀刃”整齐，等高性好，切削效率高，耐磨性好。使用寿命长。

3、防堵塞性好、散热快、能够及时带走磨削产生的热量和切屑，使用寿命长。

4、将水性涂层磨料用于砂带的制造上面，提高了砂带的散热性和抗堵塞性。

5、采用高强度的酚醛树脂作为胶粘剂，提高了产品的内部质量，延长了产品的使用寿命。

表3酚醛树脂技术指标

	普通树脂	高强度的酚醛树脂
			固含量％(质量)	52～57	74～78
PH	9.0～9.5	8.4～9.0
			粘度25/cps	280～360	2000～4000
游离甲醛	＜1.0	＜2.0
			游离苯酚	＜1.0	＜2.0
水溶性	＞1000	＞100

6、磨削对比

表4

注：1、砂带磨削选用专用砂带磨削器，砂带规格1050mm×50mm，磨削工件45#碳钢

2、圆盘磨削使用专用圆盘磨削器，圆盘尺寸165mm×10mm(外径×内径)，磨削工件为45#碳钢棒，直径12mm。

3、圆盘磨削时，在试棒与试样接触处喷入清水。

4、圆盘磨削后，未见重磅纸基砂带有明显掉砂现象，纸基表面未见起鼓和分层现象。

5、砂带磨削结束后，重磅纸基砂带，砂面除轻微磨钝外，未见任何损伤；布基砂带在磨削热、磨削力以及砂带张紧力的作用下有明显延伸，布基发软。

表4说明本发明的产品的磨削效果提高。

本发明各原料的上下限取值、以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1.重磅强力纸基砂带的制造方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)、基体层选用重磅乳胶纸基，用对辊涂附法在重磅乳胶纸基的正面涂附保湿抗静电层(6)，涂附量为30～45g/m²，经干燥处理后，用同样的方法在重磅乳胶纸基的背面涂附保湿抗静电层(8)，涂附量为30～45g/m²，然后干燥成卷备用；

重磅乳胶纸基正面涂附后进入干燥炉进行干燥时，干燥温度为80～100℃，湿度为85～100，干燥时间30～35min；

2)、将基础胶层(5)用对辊涂附法涂附到正面涂附的保湿抗静电层(6)表面，基础胶层(5)的涂附量为35～55g/m²；

基础胶层采用水溶性酚醛树脂液；

3)、将底胶层(4)用对辊涂附法涂附到基础胶层(5)上，底胶层(4)的涂附量为180～430g/m²；然后用静电植砂法，将磨料(1)的下端部植入底胶层(4)，磨料形成磨料层，在85-105℃下，预干燥处理40-45分钟，底胶层干燥后，再用对辊涂附法涂附复胶层(3)到己干燥好的底胶层表面，复胶层(3)的涂附量为55～210g/m²；在100-110°C下，预固化处理60-75分钟使复胶层固化，再在130℃的固化炉交联50小时；

底胶层(4)由重量配比为70-75份水溶性酚醛树脂、40-50份重质硫酸钙配成；

磨料使用混合磨料，由锆刚玉、白刚玉和高温煅烧砂组成，锆刚玉：白刚玉：高温煅烧砂的质量比＝3∶3∶4；

4)、将助磨抗堵塞层(2)用对辊涂附法涂附到复胶层(3)上，助磨抗堵塞层由重量配比为18-20份氨基树脂、80-85份四氟化硼酸钾、3～5份的硬脂酸钙和1.5-2份颜料配成，助磨抗堵塞层(2)的涂附量为100～320g/m²；110℃下固化处理60-65分钟使抗堵塞层固化，即得重磅强力纸基砂带。