CN106479159A - 一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法 - Google Patents

一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳化硅基合成纸的制备方法。它以碳化硅和聚氨酯为主要原料，将碳化硅粉末与配制的聚氨酯溶液在一定条件下搅拌混合，再通过后续的固化处理成膜得到碳化硅基合成纸。本发明的抛光合成纸产品生产工艺易于控制，使用过程简便。与抛光液、抛光粉相比，本发明的抛光纸可直接应用抛光纸打磨器件表面；操作过程不会对抛光器件表面产生二次污染，器件抛光后无须清洗操作。本发明的抛光合成纸可对器件产生双重抛光作用，抛光质量更优。抛光合成纸产品中的碳化硅颗粒可对器件表面产生机械打磨的抛光作用，有效去除器件表面的沙眼、毛刺等；抛光合成纸中的聚丙烯蜡成分可在抛光过程中对器件产生上光作用。

Description

一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法
技术领域
本发明属于有机－无机复合材料生产技术领域，具体涉及一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法。
背景技术
抛光技术，是指利用抛光机械的各种磨头的高速旋转，对工件的表面进行加工的工艺过程。抛光过程包括：刮平磨削、粗磨、中磨、细磨、抛光、磨边和倒边角等工序。目前，抛光技术已经被广泛地应用于玻璃表面的冷加工、平板玻璃、阴极射线管、电视电脑显示器、玻壳、眼镜片、光学玻璃、镜头、宝石、水晶、装饰品等器件的加工，应用前景十分广阔。
当前市场上抛光所使用的材料主要是抛光液和抛光粉。它们虽具有粒度均匀、硬度适中、切削力强、抛光时间短、抛光精度高、使用寿命长等优点，但也存在一些不足。比如，酸性抛光液对金属的腐蚀性较大，容易腐蚀金属设备；碱性抛光液杂质含量高，品质稳定性差，易挥发，污染环境、危害人体健康等等；抛光粉悬浮性差、研磨效率低、表面易被划伤等等。另外，抛光液和抛光粉在实际应用中也不易操作。因此，必须对抛光材料及其生产技术进行改进，才能更好地对工件表面进行修饰加工，同时减小对环境和人体产生的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）将热塑型聚氨酯颗粒和N-N-二甲基甲酰胺或N-N-二甲基乙酰胺按22～32：110的质量比加入反应器中，加热至50~80℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒充分溶解在溶剂中，配制成聚氨酯溶液；
（2）在步骤（1）所得聚氨酯溶液中，加入碳化硅粉末，聚氨酯溶液与碳化硅粉末的质量比为132~142：24～48，并利用高速搅拌器搅拌均匀，得到固液混合物，并静置5~8h消泡；
（3）将步骤（2）所得固液混合物均匀涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入水性聚丙烯蜡乳液中；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，50～60℃干燥1~2h；
（4）待离型纸和膜冷却后除去离型纸，并根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸。
进一步地，步骤（4）所得碳化硅基抛光合成纸外观为白色，通过调节步骤（3）中涂布于离型纸上的固液混合物厚度控制碳化硅基抛光合成纸厚度在0.11～0.23mm之间，以A4纸张面积计质量介于4.37～6.28g之间。
进一步地，所述热塑型聚氨酯材料（TPU）优选为聚醚型TPU、聚酯型TPU中的一种或两种，要求邵氏硬度为85A到95A的颗粒料。
进一步地，步骤（1）的溶剂优选为N-N-二甲基甲酰胺、N-N-二甲基乙酰胺中的一种。
进一步地，步骤（2）所得固液混合物中，聚氨酯、溶剂、碳化硅的质量百分比优选如下：聚氨酯 12.2%～17.1%，溶剂 58.8%～69.6%，碳化硅 15.2%～26.7%。
进一步地，步骤（2）的碳化硅优选黑碳化硅、绿碳化硅中的一种，并且细度为400～1000目的粉末。
进一步地，步骤（3）的水性聚丙烯蜡乳液质量百分数优选为3~6%，更优选为5%，温度优选为20~35℃，更优选为25℃。
本发明优选所得的合成纸外观为黑色或绿色，厚度在0.11～0.23mm之间，重量（以A4纸张面积计）介于4.37～6.28g之间。
本发明与现有合成纸生产技术相比，具有如下的优点：
（1）本发明的抛光合成纸产品生产工艺易于控制。抛光合成纸生产过程简单，并可通过改变内部碳化硅颗粒的含量和大小，调节合成纸的抛光效率和抛光质量。
（2）本发明的抛光合成纸的使用过程简便。与抛光液、抛光粉相比，该抛光纸的抛光过程操作简便，可直接应用抛光纸打磨器件表面；操作过程不会对抛光器件表面产生二次污染，器件抛光后无须清洗操作。
（3）本发明的抛光合成纸可对器件产生双重抛光作用，抛光质量更优。抛光合成纸产品中的碳化硅颗粒可对器件表面产生机械打磨的抛光作用，有效去除器件表面的沙眼、毛刺等；抛光合成纸中的聚丙烯蜡成分可在抛光过程中对器件产生上光作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例来对本发明作进一步详细的描述，其中，所述原料均为工业化产品，设备为普通工业化的生产设备。
实施例1
称取24千克的邵氏硬度为85A的聚醚型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基甲酰胺加入反应器中，加热至50℃并搅拌使聚醚型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入24千克的400目黑碳化硅粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置6h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为3%水性聚丙烯蜡乳液中（温度为25℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，50℃干燥2 h；通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.11mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为15.2%，N-N-二甲基甲酰胺的质量百分含量为69.6%，黑碳化硅的质量百分含量为15.2%。所得合成纸产品颜色为黑色，厚度为0.11mm，质量（以A4纸张面积计）为4.37g。
实施例2
称取16千克的邵氏硬度为90A的聚醚型聚氨酯颗粒、16千克的邵氏硬度为90A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基乙酰胺加入反应器中，加热至70℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入45千克的600目绿碳化硅粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置7h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为5%水性聚丙烯蜡乳液中（温度为20℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，52℃干燥1.5 h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.15mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为17.1%，N-N-二甲基乙酰胺的质量百分含量为58.8%，绿碳化硅的质量百分含量为24.1%。所得合成纸产品颜色为绿色，厚度为0.15mm，质量（以A4纸张面积计）为5.12g。
实施例3:
称取18千克的邵氏硬度为92A的聚醚型聚氨酯颗粒、7千克的邵氏硬度为92A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基甲酰胺加入反应器中，加热至60℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入42千克的800目黑碳化硅粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置5h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为5%水性聚丙烯蜡乳液中（温度为30℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，56℃干燥1.5 h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.18mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为14.1%，N-N-二甲基甲酰胺的质量百分含量为62.2%，黑碳化硅的质量百分含量为23.7%。所得合成纸产品颜色为黑色，厚度为0.18mm，质量（以A4纸张面积计）为5.79g。
实施例4
称取22千克的邵氏硬度为95A的聚酯型聚氨酯颗粒、110千克的N-N-二甲基乙酰胺加入反应器中，加热至80℃并搅拌使聚酯型聚氨酯颗粒完全溶解后得到聚氨酯溶液；再加入48千克的1000目绿碳化硅粉末，用高速搅拌器搅拌均匀得到固液混合物；静置8h消泡后，将固液混合物以一定的厚度涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入质量百分含量为6%水性聚丙烯蜡乳液中（温度为35℃）；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，60℃干燥1 h。通过调节涂布于离型纸上的固液混合物厚度来控制膜的总厚度为0.23mm；待离型纸和膜冷却后除去离型纸，最后根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸产品。
本实施例中所得固液混合物中聚氨酯材料的质量百分含量为12.2%，N-N-二甲基乙酰胺的质量百分含量为61.1%，绿碳化硅的质量百分含量为26.7%。所得合成纸产品颜色为绿色，厚度为0.23mm，质量（以A4纸张面积计）为6.28g。

Claims (7)

1.一种碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将热塑型聚氨酯颗粒和N-N-二甲基甲酰胺或N-N-二甲基乙酰胺按22～32：110的质量比加入反应器中，加热至50~80℃并搅拌使热塑型聚氨酯颗粒充分溶解在溶剂中，配制成聚氨酯溶液；
（2）在步骤（1）所得聚氨酯溶液中，加入碳化硅粉末，聚氨酯溶液与碳化硅粉末的质量比为132~142：24～48，搅拌均匀，得到固液混合物，并静置5~8h消泡；
（3）将步骤（2）所得固液混合物均匀涂布于离型纸上，然后将离型纸浸入水性聚丙烯蜡乳液中；待固液混合物完全固化成膜后，将离型纸和膜一并放入干燥箱中，50～60℃干燥1~2h；
（4）待离型纸和膜冷却后除去离型纸，并根据实际应用需求将膜裁剪成适当尺寸，即得到碳化硅基抛光合成纸。
2.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（4）所得碳化硅基抛光合成纸外观为白色，通过调节步骤（3）中涂布于离型纸上的固液混合物厚度控制碳化硅基抛光合成纸厚度在0.11～0.23mm之间，以A4纸张面积计质量介于4.37～6.28g之间。
3.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，所述的热塑型聚氨酯材料为聚醚型TPU、聚酯型TPU中的一种或两种，要求邵氏硬度为85A到95A的颗粒料。
4.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（1）的溶剂为N-N-二甲基甲酰胺、N-N-二甲基乙酰胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）所得固液混合物中，聚氨酯、溶剂、碳化硅的质量百分比为：聚氨酯 12.2%～17.1%，溶剂 58.8%～69.6%，碳化硅 15.2%～26.7%。
6.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（2）的碳化硅为黑碳化硅、绿碳化硅中的一种，并且细度为400～1000目的粉末。
7.根据权利要求1所述的碳化硅基抛光合成纸的制备方法，其特征在于，步骤（3）的水性聚丙烯蜡乳液质量百分数为3~6%，温度为20~35℃。
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