CN109735234B - 一种抛光耗材及其制备方法和注压设备 - Google Patents
一种抛光耗材及其制备方法和注压设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及抛光耗材技术领域,具体涉及一种抛光耗材及其制备方法和注压设备,该种抛光耗材包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:合成树脂50‑70份、磨料8‑12份、固化剂30‑50份、分散剂0.3‑0.8份、消泡剂0.05‑0.2份和助磨剂5‑15份。本发明的抛光耗材,采用注压的方式将浆料均匀分散于抛光耗材基体内部,提高了浆料的灌浆量,并利用超声波的机械效应和空化作用,使浆料原料均匀分散于基体内部的纤维线上,使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果,并提高了抛光耗材的耐磨程度,延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及抛光耗材技术领域,具体涉及一种抛光耗材及其制备方法和注压设备。
背景技术
抛光耗材是用于被抛的物质,研磨抛光玻璃、金属、皮革、半导体、塑料,宝石.玉器.不锈钢的研磨抛光等。而抛光材料中含有的打磨浆料能促进抛光耗材对被抛光物质的打磨。
而目前将打磨浆料混合至抛光耗材中的方式常用灌浆方式,但是灌浆方式难以将打磨浆料均匀渗入至抛光耗材中,且灌浆量小,生产效率低,并降低了抛光耗材的磨削均匀度效果。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种抛光耗材,磨削的浆料均匀分散于抛光耗材基体内部,使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果,并提高了抛光耗材的耐磨程度,延长其使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种抛光耗材的制备方法,该制备方法操作控制方便,质量稳定,生产效率高,通过采用注压的方式将浆料均匀分散于抛光耗材基体的内部,提高了浆料的灌浆量,并利用超声波的机械效应和空化作用,使浆料原料均匀分散于基体内部的纤维线上,进而能使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果。
本发明的再一目的在于提供一种用于制备抛光耗材的注压设备,该注压设备操作方便简单,能将浆料均匀分散于抛光耗材基体中,提高了浆料的灌浆量和分散均匀性,使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果,实用性高。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
本发明通过采用上述种类的原料制备抛光耗材基体内部的浆料,原料分散性好,能使浆料均匀分散于基体内部,使制得的抛光耗材基体具有较佳的打磨性能;其中,通过采用8-12份的磨料,能使浆料注压进去基体内,使基体具有较佳的磨削抛光效果;而采用的固化剂能使浆料注压进基体内部后,促进浆料在基体内部的固化效果,促进抛光耗材的浆料灌浆成型性;而采用的分散剂能促进浆料各原料的均匀分散性,并能使得浆料具有较佳的流平性,通过注压设备注入至抛光耗材基体内部时易于注压,提高了抛光耗材基体的灌浆效果;而采用的消泡剂能消除原料体系在反应过程中产生的气泡,并能抑制气泡或泡沫的产生,提高浆料的稳定性,能均匀分散至抛光耗材基体内部;而采用的助磨剂,能提高浆料在抛光耗材中的打磨抛光性能。其中,所述抛光耗材基体可以为海绵砂块。
优选的,所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为金刚石、碳化硅、氧化铝、氧化硅、氧化铈和碳化硼中的至少一种。
本发明通过采用发泡聚氨酯树脂,稳定性高,粘合附着力高,能使制得的浆料稳定注压、粘合于抛光耗材基体内,提高了浆料在抛光耗材基体内的灌浆料,提高了抛光耗材基体内的磨削抛光效果。
而通过采用上述种类的磨料,粒度均匀,易于分散,化学性能稳定,悬浮性好,硬度高,使抛光耗材多次使用后不易变形,抛光速度快、光洁度高、硬度适中、耐磨性好、使用寿命长、粗抛可循环,提高了抛光耗材的打磨稳定性和抛光打磨效果。
优选的,所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯四酸二酐、顺丁烯二酸酐、TDI与TMP的加成物中的至少一种;所述TDI与TMP的加成物中TDI 与TMP的混合质量比为3.5-4.0:1;所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的固化剂,能提高浆料的固化效果,促进浆料在抛光耗材基体内的固化效率,促进浆料与抛光耗材的附着结合性,而顺丁烯二酸酐与酸酐类固化剂(甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯四酸二酐)配伍使用能有效提高浆料的稳定性;而采用的TDI与TMP加成物具有较高的混溶性,能显著提高浆料的原料混溶性和分散性,促进浆料的固化效果。
而通过采用上述种类的分散剂,能提高浆料各原料的分散性,提高浆料体系的磨料分散性和悬浮性,并能使浆料均匀分散于抛光耗材中,并提高浆料的流平性,使其易于附着于抛光耗材基体中,提高抛光耗材的抛光效果。
优选的,所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种;所述助磨剂为炭黑、三乙醇胺、聚二醇乙醚、六偏磷酸钠、硬脂酸钠、环氧基磺酸钠和硅酸钠中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的消泡剂,能使浆料在制备过程中消除产生的泡沫,抑制浆料体系的泡沫生成;而通过采用上述的助磨剂,能提高浆料的耐磨性,阻止微细颗粒的黏结、团聚和在磨机衬板及研磨介质上的粘附,提高浆料各物料的流动性,提高浆料在抛光耗材中的磨削、打磨效果,提高抛光耗材的抛光效果。其中,助磨剂分子在磨料颗粒上吸附,降低了磨料颗粒的表面能或者引起近表面层晶格的位错迁移,从而降低磨料颗粒的团聚,调节浆料的流变学性质和磨料的表面电性等,降低浆料的黏度,促进物料的分散,提高浆料的流动性和分散性,进而提高抛光耗材中的抛光打磨效果。
优选的,所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量30-50%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
优选的,所述步骤E中,加压过滤的压力为0.3-0.5MPa,过滤的目数为 200-800目。
本发明通过采用上述步骤制备浆料,通过三次分散提高浆料各原料的分散性,能使制得的浆料各物料分散均匀,提高浆料在抛光耗材中的均匀分散性,提高了抛光耗材的抛光打磨效果;并经过加压过滤处理,选取浆料中粒径较小的原料颗粒,避免颗粒过大而使得抛光耗材在打磨抛光过程损伤被抛光材质的表面光滑性,使其表面受损,显著提高了浆料在抛光材料上的附着力和磨削抛光效果。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种如上所述的抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
优选的,所述浆料的注入压力为0.1-1.0MPa;所述超声波震荡的超声频率为20-40KHz,超声时间为25-35min。
本发明通过采用上述步骤制备抛光耗材,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,通过采用注压的方式将浆料均匀分散于抛光耗材基体内部,提高了浆料的灌浆量,并利用超声波的机械效应和空化作用,使浆料原料均匀分散于基体内部的纤维线上,进而能使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果。
本发明的再一目的通过下述技术方案实现:一种用于上述制备抛光耗材的注压设备,该生产设备包括依次连接的预分散装置、分散装置、密封加压装置、调压装置和注射装置,所述预分散装置用于将消泡剂、助磨剂和分散剂分散于合成树脂中,所述分散装置用于分散原料,所述密封加压装置用于提供压力至注射装置,所述调压装置用于调节输入所述注射装置的压力,所述注射装置用于将浆料注压至抛光耗材基体内部。
优选的,所述调压装置包括2-4个依次连接的调压阀,所述注射装置包括若干个输出端直径为500-1200μm的注射针头。
本发明的上述设备对抛光耗材进行注压,通过预分散装置和分散装置能显著提高浆料各物料的分散均匀性,并通过密封加压装置和调压装置及时调控注压的压力,使浆料在注压均匀分散于抛光耗材中,并结合注射装置直径较小的细微输出端,能使浆料均匀注压至抛光耗材的细微空隙中,提高抛光耗材的灌浆料和物料分散均匀性,进而提高了抛光耗材的抛光打磨效果。
一种应用上述制得的抛光耗材的抛光方法,将上述抛光耗材在转速为 300-1200rpm、下压压力为50-200N的条件下对被抛光材质进行抛光。
本发明的有益效果在于:本发明的抛光耗材中,打磨浆料均匀分散于抛光耗材基体内部,使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果,并提高了抛光耗材的耐磨程度,延长其使用寿命。
本发明抛光耗材的制备方法操作控制方便,质量稳定,生产效率高,通过采用注压的方式将浆料均匀分散于抛光耗材基体内部,提高了浆料的灌浆量,并利用超声波的机械效应和空化作用,使浆料原料均匀分散于基体内部的纤维线上,进而能使制得的抛光耗材具有较佳的打磨抛光效果。
本发明用于制备抛光耗材的注压设备,该注压设备操作方便简单,通过预分散装置和分散装置能显著提高浆料各物料的分散均匀性,并通过密封加压装置和调压装置及时调控注压的压力,使浆料在注压均匀分散于抛光耗材中,并结合注射装置直径较小的细微输出端,能使浆料均匀注压至抛光耗材的细微空隙中,提高抛光耗材的灌浆料和物料分散均匀性,进而提高了抛光耗材的抛光打磨效果,实用性高。
附图说明
图1是本发明所述注压设备结构示意图。
附图标记:1—预分散装置、2—分散装置、3—密封加压装置、41—调压阀、5—注射装置、51—注射针头、6—抛光耗材基体。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为金刚石。
所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐;所述分散剂为三聚磷酸钠。
所述消泡剂为二甲基硅油;所述助磨剂为聚二醇乙醚和/或六偏磷酸钠。
所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量30%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
所述步骤E中,加压过滤的压力为0.3MPa,过滤的目数为200目。
一种如上所述的抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:
将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为;所述超声波震荡的超声频率为,超声时间为。
一种抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为0.1MPa;所述超声波震荡的超声频率为20KHz,超声时间为35min。
实施例2
一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为碳化硅。
所述固化剂为甲基环己烯四酸二酐;所述分散剂为焦磷酸钠。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚;所述助磨剂为三乙醇胺。
所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量35%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
所述步骤E中,加压过滤的压力为0.35MPa,过滤的目数为400目。
一种抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为0.3MPa;所述超声波震荡的超声频率为25KHz,超声时间为32min。
实施例3
一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为氧化铝。
所述固化剂为TDI与TMP的加成物;所述TDI与TMP的加成物中TDI与TMP的混合质量比为3.5:1;所述分散剂为焦磷酸钠和/或三乙基己基磷酸。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和/或聚氧丙烯甘油醚;所述助磨剂为炭黑和/或硬脂酸钠。
所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量40%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
所述步骤E中,加压过滤的压力为0.4MPa,过滤的目数为500目。
一种抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为0.5MPa;所述超声波震荡的超声频率为30KHz,超声时间为30min。
实施例4
一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为氧化铈。
所述固化剂为TDI与TMP的加成物;所述TDI与TMP的加成物中TDI与TMP的混合质量比为4.0:1;;所述分散剂为十二烷基硫酸钠。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚;所述助磨剂为环氧基磺酸钠。
所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量45%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
所述步骤E中,加压过滤的压力为0.45MPa,过滤的目数为600目。
一种抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为0.8MPa;所述超声波震荡的超声频率35KHz,超声时间为28min。
实施例5
一种抛光耗材,包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为碳化硼。
所述固化剂为顺丁烯二酸酐;所述分散剂为甲基戊醇。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷;所述助磨剂为硅酸钠。
所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量50%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
所述步骤E中,加压过滤的压力为0.5MPa,过滤的目数为800目。
一种抛光耗材的制备方法,包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材。
所述浆料的注入压力为1.0MPa;所述超声波震荡的超声频率为40KHz,超声时间为25min。
实施例6
一种用于上述制备抛光耗材的注压设备,该生产设备包括依次连接的预分散装置1、分散装置2、密封加压装置3、调压装置和注射装置5,所述预分散装置1用于将消泡剂、助磨剂和分散剂分散于合成树脂中,所述分散装置2用于分散原料,所述密封加压装置3用于提供压力至注射装置5,所述调压装置用于调节输入所述注射装置5的压力,所述注射装置5用于将浆料注压至抛光耗材基体6内部。
所述调压装置包括2个依次连接的调压阀41,所述注射装置5包括若干个输出端直径为500-1200μm的注射针头51。
实施例7
一种应用上述制得的抛光耗材的抛光方法,将上述抛光耗材在转速为 300-1200rpm、下压压力为50-200N的条件下对被抛光材质进行抛光。
对比例1
抛光耗材是采用目前现有的常规浸泡灌浆法制得,将抛光耗材基材置于浆料中浸泡12-24h,则制得含有抛光浆料的抛光耗材。
应用上述实施例1-5和对比例1的抛光耗材对被抛光介质进行抛光打磨处理,并测试抛光后的材质表面粗糙度,测试结果如下:
表面粗糙度 | |
实施例1 | 17nm |
实施例2 | 16nm |
实施例3 | 12nm |
实施例4 | 13nm |
实施例5 | 15nm |
对比例1 | 29nm |
抛光方法:将上述抛光耗材在转速为800rpm、下压压力为100N的条件下对被抛光材质进行抛光。
上述被抛光材质可以为液晶导电玻璃、平面光学玻璃、光学球面、光学镜头玻璃、滤光片、滤波窗、玻璃盘基片或者软材质的球面玻璃。
由上述数据可看出,对比例1采用浸泡灌浆法制备抛光耗材,制得的抛光耗材对被抛光介质进行抛光处理后,介质表面的粗糙度明显较大,说明浸泡灌浆法制得的抛光耗材打磨浆料分散不均匀,对介质的打磨效果不理想。进一步说明通过采用本发明的浆料和注压方法制备抛光耗材,能将浆料均匀分散于抛光耗材中,并能显著提高抛光耗材的打磨效果。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种抛光耗材,其特征在于:包括抛光耗材基体和均匀分散于所述抛光耗材基体内部的浆料;所述浆料包括如下重量份的原料:
合成树脂 50-70份
磨料 8-12份
固化剂 30-50份
分散剂 0.3-0.8份
消泡剂 0.05-0.2份
助磨剂 5-15份;
所述合成树脂为发泡聚氨酯树脂;所述磨料为金刚石、碳化硅、氧化铝、氧化硅、氧化铈和碳化硼中的至少一种;
所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯四酸二酐、顺丁烯二酸酐、TDI与TMP的加成物中的至少一种;所述TDI与TMP的加成物中TDI与TMP的混合质量比为3.5-4.0:1;所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇中的至少一种;
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种;所述助磨剂为炭黑、三乙醇胺、聚二醇乙醚、六偏磷酸钠、硬脂酸钠、环氧基磺酸钠和硅酸钠中的至少一种;
所述抛光耗材基体为海绵砂块;
所述抛光耗材的制备包括如下步骤:将浆料注入至抛光耗材基体内部,然后进行超声波震荡分散,制得抛光耗材;
所述浆料的注入压力为0.1-1.0MPa;所述超声波震荡的超声频率为20-40KHz,超声时间为25-35min。
2.根据权利要求1所述的一种抛光耗材,其特征在于:所述浆料由如下步骤分散制得:
A、磨料的处理:按照重量份将磨料和占分散剂总用量30-50%的分散剂充分混合均匀,备用;
B、第一次分散:按照重量份将消泡剂、助磨剂和剩余的分散剂分别加入至合成树脂中,混合搅拌,分散均匀,制得胶料;
C、第二次分散:将步骤A经分散处理的磨料加入至步骤B制得的胶料中,混合搅拌,分散均匀;
D、第三次分散:按照重量份将固化剂加入至步骤C中分散有磨料的胶料中,混合搅拌,分散均匀,制得混合料;
E、加压过滤:将步骤D制得的混合料进行加压过滤,制得浆料。
3.根据权利要求2所述的一种抛光耗材,其特征在于:所述步骤E中,加压过滤的压力为0.3-0.5MPa,过滤的目数为200-800目。
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