CN107081688A - 一种高强度高性能的复合研磨片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度高性能的复合研磨片，包括基材、胶粘剂及研磨层，述研磨层包括复合金属层和磨料，复合金属层包括两块复合金属薄片，两块复合金属板之间设有环氧树脂发泡材料，两块复合金属薄片分别环氧树脂发泡材料粘结，两块复合金属薄片中其中一块通过胶粘剂粘结在基材上，另一块复合金属薄片上涂覆胶粘剂使得磨料附着在复合金属板上，且附着磨料的复合金属薄片表面被划分为若干区域，同一区域附着的磨料颗粒大小相同，不同区域附着的磨料颗粒大小不同，且磨料颗粒的大小由中心向两端逐渐增大；本发明的制造方法简单易行，制造出的复合研磨片具有耐高温、抗冲击，耐磨损，使用寿命长。

Description

一种高强度高性能的复合研磨片及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种研磨片及其制造方法，具体涉及一种高强度高性能的复合研磨片及其制造方法。

背景技术

研磨片运用领域非常广泛，如光通信领域、微型电机领域、硬盘领域等，例如目前市面上使用的钢纸砂盘，钢纸砂盘又称钢纸磨片、高速磨片、研磨盘，它是以钢纸为基材，以合成树脂为粘结剂制成的一种盘状涂附磨具，其抗张强度大、耐磨性特强，可安装在电动或风动角向磨光机上对金属和非金属材料各种型面进行除锈、去毛刺、去漆、打磨焊缝，是家具制造和机械修理工作中磨削、磨平、磨光的理想工具，广泛应用于木材、家具、造船、冶金、汽车、机械、仪表、桥梁和建筑行业，但是现有的研磨片耐磨性差，使用寿命短等弊端越来越明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高强度高性能的复合研磨片及其制造方法，该制造方法简单易行，制造出的复合研磨片具有耐高温、抗冲击，耐磨损，使用寿命长。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种高强度高性能的复合研磨片，包括基材、胶粘剂及研磨层，其特征在于：所述研磨层包括复合金属层和磨料，所述复合金属层包括两块复合金属薄片，两块复合金属板之间设有环氧树脂发泡材料，所述两块复合金属薄片分别环氧树脂发泡材料粘结，所述两块复合金属薄片中其中一块通过胶粘剂粘结在基材上，另一块复合金属薄片上涂覆胶粘剂使得所述磨料附着在复合金属板上，且所述附着磨料的复合金属薄片表面被划分为若干区域，同一区域附着的磨料颗粒大小相同，不同区域附着的磨料颗粒大小不同，且磨料颗粒的大小由中心向两端逐渐增大，其中：

所述磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.53-2.95%，碳化硼：1.32-1.55%，碳硅硼：0.56-0.69%，锆英砂：0.33-0.62%，氧化铁：1.58-2.23%，立方氮化硼：0.92-1.45%，三氧化二铝：1.21-1.36%，氧化镁：1.02-1.89%，高碳钢：0.55-0.67%，氧化铬：0.59-1.32%，白刚玉：1.31-1.43%，氧化铈：0.85-0.96%，其余为碳化硅；

所述胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：35-45份，聚氨酯弹性体：8-15份，邻苯二甲酸二甲酯：3-5份，乙酸乙酯：5-8份，扩链剂：1-3份，填料：8-11份，催化剂：3-5份，阻燃剂：1-3份，交联剂：5-8份，固化剂：10-15份；

所述扩链剂为1，4一丁二醇或氢醌一二(β一羟乙基)醚；所述填料为硫酸钡或碳酸钙；所述催化剂为苄基三乙基氯化铵；所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝或磷酸三酯一种或者几种；所述固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

本发明进一步限定的技术方案为：

前述磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.68%，碳化硼：1.42%，碳硅硼：0.59%，锆英砂：0.47%，氧化铁：1.71%，立方氮化硼：0.99%，三氧化二铝：1.29%，氧化镁：1.13%，高碳钢：0.61%，氧化铬：0.67%，白刚玉：1.36%，氧化铈：0.90%，其余为碳化硅。

前述胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：38份，聚氨酯弹性体：10份，邻苯二甲酸二甲酯：3份，乙酸乙酯：4份，扩链剂：2份，填料：8份，催化剂：3份，阻燃剂：2份，交联剂：5份，固化剂：10份；

扩链剂为氢醌一二(β一羟乙基)醚；填料为硫酸钡；催化剂为苄基三乙基氯化铵；阻燃剂为三氧化二锑和磷酸三酯两种混合物；固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

前述复合金属薄片为钛钢合金、铜钢合金、钛锌合金、钛镍合金、镍钢合金、铜铝合金或镍铜合金。

前述磨料制备方法为：将上述磨料组分送至球磨机进行研磨，研磨后进行过筛，然后送至加热炉，以5-6℃/min速度进行升温，使得温度升至580-620℃，保温1-2h，然后继续以3-5℃/min速度进行升温，温度升至850-870℃，保温1-2h，然后停止加热，等待温度降至60-70℃取出，冷却至室温，然后磨细，使得磨料颗粒分别为40目、60目、70目和100目。

本发明提供一种高强度高性能的复合研磨片制作方法，包括以下步骤：

（一）：将有有机硅改性聚氨酯树脂、聚氨酯弹性体和填料送至研磨机中进行研磨混合，然后将研磨后的混合物送至反应釜中，开启搅拌器进行搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间10-15min后，然后加入邻苯二甲酸二甲酯、扩链剂、催化剂、阻燃剂和交联剂继续搅拌15-25min，搅拌速度为200-250r/min，用乙酸乙酯溶化固化剂，然后将溶化后的固化剂与混合物进行混合得到胶粘剂；然后胶粘剂采用辊涂方式涂覆于基材上；

（二）：将复合金属薄片贴于涂覆有胶粘剂的基材上，然后通过压平机将复合金属薄片与基材压紧，并且对基材表面涂覆的胶粘剂固化，温度为75-80℃；

（三）：磨料颗粒按照复合金属薄片上划分的区域进行散布，嵌于胶粘剂上，同一区域研磨颗粒大小相同；将磨料颗粒盛于手用筛中，旋振筛子，使磨料颗粒均匀地嵌于水平摆放着的复合金属薄片表面的粘胶剂内，各个区域使用不同孔径的手用筛，使得不同的区域磨料颗粒大小不同；

（四）：步骤三将磨料颗粒嵌于胶粘剂上后，然后进行胶粘剂固化，温度为70-75℃。

本发明的有益效果是：

本发明在胶粘剂制备中添加苄基三乙基氯化铵催化剂，更好地改善磨具的耐水性能和粘接性能，同时可以提高磨具生产过程的干燥速度，研磨片的耐高温性直接影响其使用性能，添加有三氧化二锑和磷酸三酯两种混合物的阻燃剂，比氧化铝阻燃效果好，提高了耐高温性同时增强了磨削性能；

本发明磨料颗粒采用手用筛进行落入复合金属薄片上涂覆的胶粘剂，各个区域使用不同的目的手用筛确保每个区域研磨颗粒大小不同，保证抛光效率的提高，同时具有高性能，可以跟根据抛光需要选择研磨片研磨的位置以达到要求，且磨料硬度大，可打磨高强度的材料；

本发明中复合金属层由两块复合金属薄片和两块复合金属薄片之间填充有环氧树脂发泡材料组成，具有耐磨损、耐化学腐蚀、抗张强度、耐高压荷重等良好性能；

本发明的研磨片锋利快速、使用寿命长、抗冲击，打磨耐高热、磨削性能强，粘接性能好，且同时具有良好的阻燃性。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种高强度高性能的复合研磨片，包括基材、胶粘剂及研磨层，研磨层包括复合金属层和磨料，复合金属层包括两块复合金属薄片，且复合金属薄片为钛锌合金，两块复合金属板之间设有环氧树脂发泡材料，两块复合金属薄片分别环氧树脂发泡材料粘结，两块复合金属薄片中其中一块通过胶粘剂粘结在基材上，另一块复合金属薄片上涂覆胶粘剂使得所述磨料附着在复合金属板上，且附着磨料的复合金属薄片表面被划分为若干区域，同一区域附着的磨料颗粒大小相同，不同区域附着的磨料颗粒大小不同，且磨料颗粒的大小由中心向两端逐渐增大，其中：

磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.68%，碳化硼：1.42%，碳硅硼：0.59%，锆英砂：0.47%，氧化铁：1.71%，立方氮化硼：0.99%，三氧化二铝：1.29%，氧化镁：1.13%，高碳钢：0.61%，氧化铬：0.67%，白刚玉：1.36%，氧化铈：0.90%，其余为碳化硅；

胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：38份，聚氨酯弹性体：10份，邻苯二甲酸二甲酯：3份，乙酸乙酯：4份，扩链剂：2份，填料：8份，催化剂：3份，阻燃剂：2份，交联剂：5份，固化剂：10份；

扩链剂为氢醌一二(β一羟乙基)醚；填料为硫酸钡；催化剂为苄基三乙基氯化铵；阻燃剂为三氧化二锑和磷酸三酯两种混合物；固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

本实施例中磨料制备方法为：将上述磨料组分送至球磨机进行研磨，研磨后进行过筛，然后送至加热炉，以5℃/min速度进行升温，使得温度升至595℃，保温2h，然后继续以4℃/min速度进行升温，温度升至855℃，保温2h，然后停止加热，等待温度降至65℃取出，冷却至室温，然后磨细，使得磨料颗粒分别为40目、60目、70目和100目。

本实施例提供一种高强度高性能的复合研磨片制作方法，包括以下步骤：

（一）：将有有机硅改性聚氨酯树脂、聚氨酯弹性体和填料送至研磨机中进行研磨混合，然后将研磨后的混合物送至反应釜中，开启搅拌器进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间13min后，然后加入邻苯二甲酸二甲酯、扩链剂、催化剂、阻燃剂和交联剂继续搅拌22min，搅拌速度为230r/min，用乙酸乙酯溶化固化剂，然后将溶化后的固化剂与混合物进行混合得到胶粘剂；然后胶粘剂采用辊涂方式涂覆于基材上；

（二）：将复合金属薄片贴于涂覆有胶粘剂的基材上，然后通过压平机将复合金属薄片与基材压紧，并且对基材表面涂覆的胶粘剂固化，温度为77℃；

（三）：磨料颗粒按照复合金属薄片上划分的区域进行散布，嵌于胶粘剂上，同一区域研磨颗粒大小相同；将磨料颗粒盛于手用筛中，旋振筛子，使磨料颗粒均匀地嵌于水平摆放着的复合金属薄片表面的粘胶剂内，各个区域使用不同孔径的手用筛，使得不同的区域磨料颗粒大小不同；

（四：步骤三将磨料颗粒嵌于胶粘剂上后，然后进行胶粘剂固化，温度为72℃。

实施例2

本实施例提供的一种高强度高性能的复合研磨片，包括基材、胶粘剂及研磨层，研磨层包括复合金属层和磨料，复合金属层包括两块复合金属薄片，且复合金属薄片为钛钢合金，两块复合金属板之间设有环氧树脂发泡材料，两块复合金属薄片分别环氧树脂发泡材料粘结，两块复合金属薄片中其中一块通过胶粘剂粘结在基材上，另一块复合金属薄片上涂覆胶粘剂使得所述磨料附着在复合金属板上，且附着磨料的复合金属薄片表面被划分为若干区域，同一区域附着的磨料颗粒大小相同，不同区域附着的磨料颗粒大小不同，且磨料颗粒的大小由中心向两端逐渐增大，其中：

磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.73%，碳化硼：1.48%，碳硅硼：0.62%，锆英砂：0.53%，氧化铁：1.92%，立方氮化硼：1.21%，三氧化二铝：1.33%，氧化镁：1.26%，高碳钢：0.59%，氧化铬：1.13%，白刚玉：1.41%，氧化铈：0.92%，其余为碳化硅；

胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：42份，聚氨酯弹性体：12份，邻苯二甲酸二甲酯：4份，乙酸乙酯：6份，扩链剂：3份，填料：11份，催化剂：5份，阻燃剂：3份，交联剂：6份，固化剂：12份；

扩链剂为氢醌一二(β一羟乙基)醚；填料为硫酸钡；催化剂为苄基三乙基氯化铵；阻燃剂为三氧化二锑和磷酸三酯两种混合物；固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

磨料制备方法为：将上述磨料组分送至球磨机进行研磨，研磨后进行过筛，然后送至加热炉，以6℃/min速度进行升温，使得温度升至610℃，保温1h，然后继续以5℃/min速度进行升温，温度升至860℃，保温1.5h，然后停止加热，等待温度降至67℃取出，冷却至室温，然后磨细，使得磨料颗粒分别为40目、60目、70目和100目。

本发明提供一种高强度高性能的复合研磨片制作方法，包括以下步骤：

（一）：将有有机硅改性聚氨酯树脂、聚氨酯弹性体和填料送至研磨机中进行研磨混合，然后将研磨后的混合物送至反应釜中，开启搅拌器进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间10min后，然后加入邻苯二甲酸二甲酯、扩链剂、催化剂、阻燃剂和交联剂继续搅拌15min，搅拌速度为250r/min，用乙酸乙酯溶化固化剂，然后将溶化后的固化剂与混合物进行混合得到胶粘剂；然后胶粘剂采用辊涂方式涂覆于基材上；

（二）：将复合金属薄片贴于涂覆有胶粘剂的基材上，然后通过压平机将复合金属薄片与基材压紧，并且对基材表面涂覆的胶粘剂固化，温度为80℃；

（三）：磨料颗粒按照复合金属薄片上划分的区域进行散布，嵌于胶粘剂上，同一区域研磨颗粒大小相同；将磨料颗粒盛于手用筛中，旋振筛子，使磨料颗粒均匀地嵌于水平摆放着的复合金属薄片表面的粘胶剂内，各个区域使用不同孔径的手用筛，使得不同的区域磨料颗粒大小不同；

（四）：步骤三将磨料颗粒嵌于胶粘剂上后，然后进行胶粘剂固化，温度为74℃。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度高性能的复合研磨片，包括基材、胶粘剂及研磨层，其特征在于：所述研磨层包括复合金属层和磨料，所述复合金属层包括两块复合金属薄片，两块复合金属板之间设有环氧树脂发泡材料，所述两块复合金属薄片分别环氧树脂发泡材料粘结，所述两块复合金属薄片中其中一块通过胶粘剂粘结在基材上，另一块复合金属薄片上涂覆胶粘剂使得所述磨料附着在复合金属板上，且所述附着磨料的复合金属薄片表面被划分为若干区域，同一区域附着的磨料颗粒大小相同，不同区域附着的磨料颗粒大小不同，且磨料颗粒的大小由中心向两端逐渐增大，其中：

所述磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.53-2.95%，碳化硼：1.32-1.55%，碳硅硼：0.56-0.69%，锆英砂：0.33-0.62%，氧化铁：1.58-2.23%，立方氮化硼：0.92-1.45%，三氧化二铝：1.21-1.36%，氧化镁：1.02-1.89%，高碳钢：0.55-0.67%，氧化铬：0.59-1.32%，白刚玉：1.31-1.43%，氧化铈：0.85-0.96%，其余为碳化硅；

所述胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：35-45份，聚氨酯弹性体：8-15份，邻苯二甲酸二甲酯：3-5份，乙酸乙酯：5-8份，扩链剂：1-3份，填料：8-11份，催化剂：3-5份，阻燃剂：1-3份，交联剂：5-8份，固化剂：10-15份；

所述扩链剂为1，4一丁二醇或氢醌一二(β一羟乙基)醚；所述填料为硫酸钡或碳酸钙；所述催化剂为苄基三乙基氯化铵；所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝或磷酸三酯一种或者几种；所述固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

2.根据权利要求1所述的高强度高性能的复合研磨片，其特征在于：所述磨料按质量百分比计包括以下组分：金刚石：2.68%，碳化硼：1.42%，碳硅硼：0.59%，锆英砂：0.47%，氧化铁：1.71%，立方氮化硼：0.99%，三氧化二铝：1.29%，氧化镁：1.13%，高碳钢：0.61%，氧化铬：0.67%，白刚玉：1.36%，氧化铈：0.90%，其余为碳化硅。

3.根据权利要求1所述的高强度高性能的复合研磨片，其特征在于：所述胶粘剂按质量份数计包括以下成分：有机硅改性聚氨酯树脂：38份，聚氨酯弹性体：10份，邻苯二甲酸二甲酯：3份，乙酸乙酯：4份，扩链剂：2份，填料：8份，催化剂：3份，阻燃剂：2份，交联剂：5份，固化剂：10份；

所述扩链剂为氢醌一二(β一羟乙基)醚；所述填料为硫酸钡；所述催化剂为苄基三乙基氯化铵；所述阻燃剂为三氧化二锑和磷酸三酯两种混合物；所述固化剂为改性聚酰胺类固化剂。

4.根据权利要求1所述的高强度多功能的复合研磨片，其特征在于：所述复合金属薄片为钛钢合金、铜钢合金、钛锌合金、钛镍合金、镍钢合金、铜铝合板金或镍铜合金。

5.根据权利要求1所述的高强度高性能的复合研磨片，其特征在于：所述磨料制备方法为：将上述磨料组分送至球磨机进行研磨，研磨后进行过筛，然后送至加热炉，以5-6℃/min速度进行升温，使得温度升至580-620℃，保温1-2h，然后继续以3-5℃/min速度进行升温，温度升至850-870℃，保温1-2h，然后停止加热，等待温度降至60-70℃取出，冷却至室温，然后磨细，使得磨料颗粒分别为40目、60目、70目和100目。

6.如权利要求1-3所述的高强度高性能的复合研磨片制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

（一）：将有有机硅改性聚氨酯树脂、聚氨酯弹性体和填料送至研磨机中进行研磨混合，然后将研磨后的混合物送至反应釜中，开启搅拌器进行搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间10-15min后，然后加入邻苯二甲酸二甲酯、扩链剂、催化剂、阻燃剂和交联剂继续搅拌15-25min，搅拌速度为200-250r/min，用乙酸乙酯溶化固化剂，然后将溶化后的固化剂与混合物进行混合得到胶粘剂；然后胶粘剂采用辊涂方式涂覆于基材上；

（二）：将复合金属薄片贴于涂覆有胶粘剂的基材上，然后通过压平机将复合金属薄片与基材压紧，并且对基材表面涂覆的胶粘剂固化，温度为75-80℃；

（三）：磨料颗粒按照复合金属薄片上划分的区域进行散布，嵌于胶粘剂上，同一区域研磨颗粒大小相同；将磨料颗粒盛于手用筛中，旋振筛子，使磨料颗粒均匀地嵌于水平摆放着的复合金属薄片表面的粘胶剂内，各个区域使用不同孔径的手用筛，使得不同的区域磨料颗粒大小不同；

（四）：步骤三将磨料颗粒嵌于胶粘剂上后，然后进行胶粘剂固化，温度为70-75℃。