CN104759995A - 一种玻璃抛光盘及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种玻璃抛光盘及其制作工艺，属于研磨材料技术领域。该抛光盘包括固化剂、造孔剂、填料、引发剂、清洁剂及磨粒，所述磨粒为Fe2O3/SiO2纳米复合粒子，所述填料中含有三水合醋酸钠及十二水磷酸氢钠组成的吸热剂。制造工艺包括以下步骤：一：在固化剂中添加引发剂环烷酸钴和造孔剂及吸热剂；二：加入磨粒、引发剂过氧化环乙酮和清洁剂；第三步：将混合料浆倾倒入模具固化，刮平料浆。本发明的抛光盘内部空隙分布均匀，磨料颗粒分布均匀，对工件抛光精度高，原材料价格便宜、生产工艺简单。

Description

一种玻璃抛光盘及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种抛光盘及其制作工艺，特别是涉及一种玻璃抛光盘及其制作工艺，属于研磨材料技术领域。
背景技术
抛光玻璃制品所需核心工具之一为抛光盘。目前市场上所生产的抛光盘内部气孔分布不均匀，磨粒硬度高，许多远高于玻璃制品的硬度，例如以氧化铝作为磨粒的抛光盘，在抛光过程中特别容易使玻璃表面造成划伤。目前的抛光盘耐磨性差，抛光过程中温升严重，造成工件形貌发生变化，被研磨后的工件表面极易出现划痕和炸纹，严重影响抛光品的抛光质量、抛光精度和抛光速度。中国专利CN102248495A公布的制作的抛光盘所需磨粒为稀土材料，生产工序繁琐、成本高；中国专利CN102863903A公布的制作抛光盘所需原材料有碳纳米管和己内酰胺单体，价格昂贵，成本太高。在玻璃抛光领域需要一种效率高、质量好、成本低的玻璃抛光盘。
发明内容
本发明的目的在于克服现有抛光盘以上所存在的缺陷，提供一种成本低、抛光质量高的玻璃抛光盘。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：一种玻璃抛光盘，包括固化剂、造孔剂、填料、引发剂、清洁剂及磨粒，所述磨粒为Fe2O3/SiO2纳米复合粒子，所述填料中含有由三水合醋酸钠及十二水磷酸氢钠组成的吸热剂，进一步的，所述吸热剂组成为质量分数95％的三水醋酸钠和质量分数5％的十二水磷酸氢钠，进一步的，所述固化剂为不饱和聚酯树脂，造孔剂为硫酸铝或尿素或食盐或白蔗糖的粉末颗粒，引发剂为环烷酸钴和过氧化环乙酮，清洁剂为洗衣粉，进一步的，所述抛光盘中各物质的质量份数为：固化剂20份～30份，引发剂0.4～0.8份，造孔剂15份～25份，磨粒45份～55份，清洁剂1～5份，吸热剂1～5份，进一步的，所述的造孔剂的粒度在0.5～1mm。
一种玻璃抛光盘的制造工艺，包括以下步骤：
第一步：在固化剂中添加引发剂环烷酸钴和造孔剂及吸热剂，混合搅拌均匀；
第二步：加入磨粒、引发剂过氧化环乙酮和清洁剂继续混合搅拌，促其充分反应和混合，所述的磨粒为Fe2O3/SiO2纳米复合粒子；
第三步：将混合料浆倾倒入模具固化，刮平料浆。
进一步的，所述Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨粒的制备工艺为：将三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)和Fe(NO3)3·9H2O添加乙醇混合搅拌2h，再添加正硅酸乙酯混合搅拌1小时以上，将上述溶液在培养皿中在室温下蒸发2天后在80℃环境下干燥12h得到颗粒物，然后将上述颗粒物在550℃下煅烧5h，煅烧时加热速率为1～1.5℃/min，然后将颗粒物和7.28%的过氧水在磨碎机中研磨3～6h，并用网孔3μm的过滤器过滤，得到Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨粒磨料。
 本发明的积极有益技术效果在于：本发明的抛光盘内部空隙分布均匀，磨料颗粒分布均匀，对工件抛光精度高，原材料价格便宜、生产工艺简单、抛光盘连续研磨时间长，研磨速度快，磨削温度低，不会导致工件炸纹，被研磨工件光洁度高，无划痕；本发明的抛光盘磨粒原料易得，价格低廉，制备成为纳米复合粒子后分散性好，在抛光盘中添加有吸热剂，除了具有传统的抛光盘散热性能外，还能在一定程度上吸收抛光过程中产生的热量，使工件表面温度不至于过高产生抛光质量问题，而且本发明的纳米复合粒子在研磨过程中还具有润滑作用，能够防止抛光过程中玻璃表面缺陷的产生。
具体实施方式
 为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
Fe2O3/SiO2纳米复合粒子的制备
取230份三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)和25～70份的Fe(NO3)3·9H2O，添加1500份乙醇混合搅拌2h，再添加416份正硅酸乙酯混合搅拌1h。将上述溶液在培养皿中在室温下蒸发2天和在80℃干燥12h，以去除残存的乙醇。然后将上述颗粒物在550℃煅烧5h，加热速率为1℃/min，以便分解Fe(NO3)3·9H2O和正硅酸乙酯。将Fe2O3/SiO2磨粒和7.28%的过氧水在磨碎机中研磨4h，并用网孔3μm的过滤器过滤，得到Fe2O3/SiO2纳米复合粒子备用，以上物质份数均为质量份数。
实施例一：
室温32℃ ，空气相对湿度37%。取22份的不饱和聚酯树脂（307-3）与0.2份的环烷酸钴、17份的食盐、4.975份的三水醋酸钠以及0.025份的十二水磷酸氢钠在塑料桶中混合搅拌6min，搅拌机转速为750r/min，待其反应完全和搅拌均匀后，加入54份的D50为1.2μm的Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨料，加入0.26份的过氧化环乙酮和1.54份的洗衣粉均匀搅拌15min，待其反应完全和搅拌均匀后，倒入钢制模具固化，并用铲刀将其刮平，固化30min后，抛光盘成形且气泡均匀，气泡直径在0.50mm左右，孔间距约16mm，孔隙率约1.2%。材料去除率182nm/min，可以连续研磨工件89小时。工件表面粗糙度小于0.6nm，无划痕和炸纹，具有较强的美感。
实施例二：
室温20℃，空气相对湿度45%。将质量份数为23份的不饱和聚酯树脂（307-3）与占总质量0.26份的环烷酸钴、20份的白蔗糖、1.99 份的三水醋酸钠及0.01份的十二水磷酸氢钠在塑料桶中混合搅拌6min，搅拌机转速为750r/min ，待其反应完全后，加入质量份数49份的D50为1.6μm的Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨料，0.32份的过氧化环乙酮和2.42份的洗衣粉再均匀搅拌15min，待其反应完全和搅拌均匀后，倒入钢制模具固化，并用铲刀将其刮平，固化28min后，抛光盘成形且气泡均匀，气泡直径在0.6mm左右，孔间距约11mm，孔隙率约1.4%。材料去除率181nm/min，可以连续研磨工件92小时。工件表面粗糙度小于0.5nm，无划痕和炸纹，具有较强的美感。
实施例三：
室温15℃ ，空气相对湿度50%。将质量份数为23份的不饱和聚酯树脂（307-3）与占总质量0.28份的环烷酸钴、21份的硫酸铝、3.98份的三水醋酸钠及0.02份的十二水磷酸氢钠在塑料桶中混合搅拌6min，搅拌机转速为750r/min，搅拌均匀后再加入质量份数48份的D50为1.6μm的Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨料，0.36份的过氧化环乙酮和2份的洗衣粉均匀搅拌15min，待反应完全和混合均匀后，倒入钢制模具固化，并用铲刀将其刮平，固化30min后，抛光盘成形且气泡均匀，气泡直径在0.8mm左右，孔间距约12mm，孔隙率约1.3%。材料去除率179nm/min，可以连续研磨工件95小时，工件的亮度不随研磨时间的延长而减弱，表面粗糙度小于0.4nm，无划痕和炸纹，具有较强的美感。
实施例四：
室温12℃ ，空气相对湿度65%。将质量份数为29份的不饱和聚酯树脂（307-3）与0.3份的环烷酸钴、15.34份的尿素、4.975份的三水醋酸钠及0.025份的十二水磷酸氢钠在塑料桶中混合搅拌6min，搅拌机转速为750 r/min，搅拌均匀后加入47份的D50为1.4μm的Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨料，0.36份的过氧化环乙酮和3份的洗衣粉均匀搅拌15min，待反应完全后，倒入钢制模具固化，并用铲刀将其刮平，固化30min后，抛光盘成形且气泡均匀，气泡直径在0.7mm左右，孔间距约11mm，孔隙率约1.4%。材料去除率179nm/min，可以连续研磨工件99小时。工件表面粗糙度小于0.4nm，无划痕和炸纹，具有较强的美感。
实施例五：
室温25℃，空气相对湿度35%。将质量份数为25份的不饱和聚酯树脂（307-3）与占总质量0.28份的环烷酸钴、22份的硫酸铝、4.975份的三水醋酸钠及0.025份的十二水磷酸氢钠在塑料桶中混合搅拌8min，搅拌机转速为750r/min，搅拌均匀后再加入质量份数48份的D50为1.6μm的Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨料，0.4份的过氧化环乙酮和3份的洗衣粉均匀搅拌15min，待反应完全和混合均匀后，倒入钢制模具固化，并用铲刀将其刮平，固化30min后，抛光盘成形且气泡均匀，气泡直径在0.8mm左右，孔间距约12mm，孔隙率约1.4%。材料去除率189nm/min，可以连续研磨工件95小时，工件的亮度不随研磨时间的延长而减弱，表面粗糙度小于0.38nm，无划痕和炸纹，具有较强的美感。
以上实施案例中的原料份数均为质量份数，抛光工件所用润滑剂为0.5mol/L的DMPO（二甲基吡啶N-氧化物）。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施案例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (7)

1.一种玻璃抛光盘，包括固化剂、造孔剂、填料、引发剂、清洁剂及磨粒，其特征在于：所述磨粒为Fe2O3/SiO2纳米复合粒子，所述填料中含有三水合醋酸钠及十二水磷酸氢钠组成的吸热剂。
2.根据权利要求1所述的玻璃抛光盘，其特征在于：所述吸热剂组成为质量份数95％的三水醋酸钠和质量份数5％十二水磷酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的玻璃抛光盘，其特征在于：所述固化剂为不饱和聚酯树脂，造孔剂为硫酸铝或尿素或食盐或白蔗糖的粉末颗粒，引发剂为环烷酸钴和过氧化环乙酮，清洁剂为洗衣粉。
4.根据权利要求1所述的玻璃抛光盘，其特征在于：所述抛光盘中各物质的质量份数为：固化剂20份～30份，引发剂0.4～0.8份，造孔剂15份～25份，磨粒45份～55份，清洁剂1～5份，吸热剂1～5份。
5.根据权利要求1所述的玻璃抛光盘，其特征在于：所述的造孔剂的粒度在0. 5-1mm。
6.一种玻璃抛光盘的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：在固化剂中添加引发剂环烷酸钴和造孔剂及吸热剂，混合搅拌均匀；
第二步：加入磨粒、引发剂过氧化环乙酮和清洁剂继续混合搅拌，促其充分反应和混合，所述的磨粒为Fe2O3/SiO2纳米复合粒子；
第三步：将混合料浆倾倒入模具固化，刮平料浆。
7.根据权利要求6所述的玻璃抛光盘，其特征在于：所述Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨粒的制备工艺为：将三嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)和Fe(NO3)3·9H2O添加乙醇混合搅拌2h，再添加正硅酸乙酯混合搅拌1小时以上，将上述溶液在培养皿中在室温下蒸发2天后在80℃干燥12h得到颗粒物，然后将上述颗粒物在550℃煅烧5h，煅烧时加热速率为1-1.5℃/min，然后将磨粒和7.28%的过氧水在磨碎机中研磨3-6h，并用网孔5μm的过滤器过滤，得到Fe2O3/SiO2纳米复合粒子磨粒。
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