CN110270939B - 一种金刚石软磨片及其制备方法 - Google Patents

一种金刚石软磨片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金刚石软磨片及其制备方法，涉及打磨材料技术领域。其技术要点是：一种金刚石软磨片，包括柔性基材和附着在柔性基材一面的磨抛工作层，所述磨抛工作层的原料包括如下质量百分比的组分：金刚石10‑20%；超细氧化铝5‑10%；氢氧化铝2‑8%；海泡石绒1‑5%；α‑纤维素2‑6%；粉末橡胶0.5‑2%；罩光粉补足至100%。本发明的金刚石软磨片具有耐磨性能好、韧性高的优点。

Description

一种金刚石软磨片及其制备方法
技术领域
本发明涉及打磨材料技术领域，更具体地说，它涉及一种金刚石软磨片及其制备方法。
背景技术
金刚石软磨片由柔性基材和附着在基材上的磨抛工作层组成，磨抛工作层主要由金刚石与树脂材料结合制成，基材背面粘有尼龙搭扣布。工作时粘扣在磨机的接头上用于磨抛，其用来作为石材、陶瓷、地砖等材料进行异型加工，适用于石材抛光、线条倒角、弧形板及异形石材加工，也可用于大理石、混凝土、水泥地面、水磨石、微晶玻璃、人造石、地砖、釉面砖、玻化砖的异形加工，修复和翻新。
其具有磨削力强、耐用性高、柔软度好、清晰度和光泽度高，是理想的非金属建筑材料的研磨抛光工具，整个磨抛过程分为粗磨、细磨、精磨、抛光四个阶段，以石材表面磨抛为例，光泽度可以达到85°以上。
但是，传统的金刚石软磨片采用黏胶将金刚石、填料黏结在一起，由于金刚石是由碳元素组成的矿物，与黏胶的相容性较差，且没有经热压交联固化故结合力较差，导致生产的软磨片抗折强度低、耐磨性差、寿命短。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种金刚石软磨片，其具有耐磨性能好、韧性高的优点。
本发明的目的二在于提供一种金刚石软磨片的制备方法，采用该方法制得的金刚石软磨片具有耐磨性能好、韧性高的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种金刚石软磨片，包括柔性基材和附着在柔性基材一面的磨抛工作层，所述磨抛工作层的原料包括如下质量百分比的组分：
金刚石10-20％；
超细氧化铝5-10％；
氢氧化铝2-8％；
海泡石绒1-5％；
α-纤维素2-6％；
粉末橡胶0.5-2％；
罩光粉补足至100％。
通过采用上述技术方案，罩光粉具有提高粉末材料致密固结的效果，配合海泡石绒和a-纤维素作为软磨片的粘合剂，不仅能够提高软磨片的强度和韧性，而且耐摩擦性能得到增强。
进一步优选为，所述海泡石绒经过改性处理，改性处理的方法包括如下步骤：将海泡石绒与占其质量的1-3％的硅烷偶联剂混合后，加热至60-80℃，搅拌10-30min后过滤，烘干，得到改性后的海泡石绒。
通过采用上述技术方案，海泡石绒属于非金属矿,与粉末橡胶、罩光粉等有机物的相容性有待提高，经过硅烷偶联剂改性后，显著提高海泡石绒与粉末橡胶、罩光粉的相容性，并进一步提高软磨片的耐磨性。
进一步优选为，所述硅烷偶联剂选自丁二烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中的至少一种。
通过采用上述技术方案，采用上述硅烷偶联剂，海泡石绒与粉末橡胶、罩光粉的相容性提升效果显著。
进一步优选为，所述改性处理步骤中在加热前还加入碳纤维，碳纤维与海泡石绒的质量比为(5-10)：100。
通过采用上述技术方案，碳纤维"外柔内刚"，质量轻，强度高，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，与海泡石绒配合使用，能够进一步增强软磨片的耐弯折性能和耐磨性能。
进一步优选为，所述海泡石绒的长度为4-8mm，所述碳纤维的长度为0.5-1mm。
通过采用上述技术方案，在上述长度范围内，对软磨片的耐磨性、韧性的提升效果显著。
进一步优选为，所述金刚石的粒径为80-120目，或400-600目，或2000-6000目。
通过采用上述技术方案，作为粗加工的软磨片，金刚石的粒径为80-120目；作为细磨加工的软磨片，金刚石的粒径为400-600目；作为精抛加工的软磨片，金刚石的粒径为2000-6000目。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种金刚石软磨片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将金刚石、超细氧化铝、氢氧化铝、海泡石绒、α-纤维素、粉末橡胶、罩光粉混合均匀，得到混合料；
步骤二，将混合料装入成型模具，在温度为150-170℃、时间10-20min、压力为45-80T的条件下热压烧结，得到磨抛工作层；
步骤三，将磨抛工作层与柔性基材粘接在一起，得到金刚石软磨片。
通过采用上述技术方案，罩光粉具有提高粉末材料致密固结的效果，配合海泡石绒和a-纤维素作为软磨片的粘合剂，不仅能够提高软磨片的强度和韧性，而且耐摩擦性能得到增强。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明加入的罩光粉具有提高粉末材料致密固结的效果，配合海泡石绒和a-纤维素作为软磨片的粘合剂，不仅能够提高软磨片的强度和韧性，而且耐摩擦性能得到增强；
(2)本发明采用硅烷偶联剂对海泡石绒进行改性后，显著提高海泡石绒与粉末橡胶、罩光粉的相容性，并进一步提高软磨片的耐磨性；
(3)本发明采用碳纤维与海泡石绒配合使用，能够进一步增强软磨片的耐弯折性能和耐磨性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种金刚石软磨片，包括柔性基材和附着在柔性基材一面的磨抛工作层，柔性基材为尼龙搭扣布，磨抛工作层的原料及其相应的质量百分比如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将金刚石、超细氧化铝、氢氧化铝、海泡石绒、α-纤维素、粉末橡胶、罩光粉混合均匀，得到混合料；
步骤二，将混合料装入成型模具，在温度为150℃、时间20min、压力为45T的条件下热压烧结，得到磨抛工作层；
步骤三，将磨抛工作层与柔性基材粘接在一起，得到金刚石软磨片。
实施例2-5：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，磨抛工作层的原料及其相应的质量百分比如表1所示。
表1实施例1-5中各组分及其质量百分比
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
金刚石 15 12 10 18 20
超细氧化铝 8 9 10 7 5
氢氧化铝 5 3 2 6 8
海泡石绒 3 2 1 4 5
α-纤维素 4 5 6 3 2
粉末橡胶 1.5 1 0.5 2 2
罩光粉 63.5 68 70.5 60 58
实施例6：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，海泡石绒经过改性处理，改性处理的方法包括如下步骤：将海泡石绒与占其质量的1％的硅烷偶联剂混合后，加热至60℃，搅拌30min后过滤，烘干，得到改性后的海泡石绒，硅烷偶联剂为丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例7：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，海泡石绒经过改性处理，改性处理的方法包括如下步骤：将海泡石绒与占其质量的2％的硅烷偶联剂混合后，加热至70℃，搅拌20min后过滤，烘干，得到改性后的海泡石绒，硅烷偶联剂为丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例8：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，海泡石绒经过改性处理，改性处理的方法包括如下步骤：将海泡石绒与占其质量的3％的硅烷偶联剂混合后，加热至80℃，搅拌10min后过滤，烘干，得到改性后的海泡石绒，硅烷偶联剂为丁二烯基三乙氧基硅烷。
实施例9：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
实施例10：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，硅烷偶联剂为氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。
实施例11：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，硅烷偶联剂为苯胺甲基三甲氧基硅烷。
实施例12：一种金刚石软磨片，与实施例6的不同之处在于，改性处理步骤中在加热前还加入碳纤维，碳纤维与海泡石绒的质量比为5：100，海泡石绒的长度为3mm，碳纤维的长度为0.3mm。
实施例13：一种金刚石软磨片，与实施例6的不同之处在于，改性处理步骤中在加热前还加入碳纤维，碳纤维与海泡石绒的质量比为8：100。
实施例14：一种金刚石软磨片，与实施例6的不同之处在于，改性处理步骤中在加热前还加入碳纤维，碳纤维与海泡石绒的质量比为10：100。
实施例15：一种金刚石软磨片，与实施例12的不同之处在于，海泡石绒的长度为4mm，所述碳纤维的长度为0.5mm。
实施例16：一种金刚石软磨片，与实施例12的不同之处在于，海泡石绒的长度为6mm，所述碳纤维的长度为0.8mm。
实施例17：一种金刚石软磨片，与实施例12的不同之处在于，海泡石绒的长度为8mm，碳纤维的长度为1mm。
实施例18：一种金刚石软磨片的制备方法，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，将金刚石、超细氧化铝、氢氧化铝、海泡石绒、α-纤维素、粉末橡胶、罩光粉混合均匀，得到混合料；
步骤二，将混合料装入成型模具，在温度为16℃、时间15min、压力为60T的条件下热压烧结，得到磨抛工作层；
步骤三，将磨抛工作层与柔性基材粘接在一起，得到金刚石软磨片。
实施例19：一种金刚石软磨片的制备方法，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，将金刚石、超细氧化铝、氢氧化铝、海泡石绒、α-纤维素、粉末橡胶、罩光粉混合均匀，得到混合料；
步骤二，将混合料装入成型模具，在温度为170℃、时间10min、压力为80T的条件下热压烧结，得到磨抛工作层；
步骤三，将磨抛工作层与柔性基材粘接在一起，得到金刚石软磨片。
对比例1：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，未加入海泡石绒、α-纤维素，罩光粉替换为酚醛树脂。
对比例2：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，未加入海泡石绒、α-纤维素。
对比例3：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，未加入海泡石绒。
对比例4：一种金刚石软磨片，与实施例1的不同之处在于，未加入α-纤维素。
打磨试验
试验样品：金刚石粒径均为400目，采用实施例1-19中获得的金刚石软磨片作为试验样品1-19，采用对比例1-4中获得的金刚石软磨片作为对照样品1-4，试验样品1-19和对照样品1-4的厚度为2.5mm，半径为50mm。
试验方法：采用试验样品1-19和对照样品1-4打磨黑色花岗石板材，6个一组记录其最低总面积，单位为m2；测试试验样品1-19和对照样品1-4打磨后的石材的光泽度/°。
试验结果：试验样品1-19和对照样品1-4的测试结果如表1所示。对照样品1的打磨面积最小，对照样品2-4分别加入罩光粉、α-纤维素和海泡石绒后，打磨面积分别提高了13m2、65m2、60m2，试验样品1将酚醛树脂替换为罩光粉、并加入α-纤维素和海泡石绒后，打磨面积提升了144m2，高于对照样品2-4的总和，说明罩光粉配合海泡石绒和a-纤维素可以协同增效，提高软磨片的耐磨性能。
试验样品6的海泡石绒经过改性处理后，打磨面积提升了14m2，说明海泡石绒经过硅烷偶联剂改性后，显著提高海泡石绒与粉末橡胶、罩光粉的相容性，并进一步提高软磨片的耐磨性。
试验样品12加入碳纤维后，打磨面积提升了15m2，说明碳纤维与海泡石绒配合使用，能够进一步增强软磨片的耐磨性能。
试验样品1-19打磨后的石材的光泽度均大于等于90°，说明本发明的软磨片上光效果好，且打磨后石材表面无染板、无烧板现象发生。
表1试验样品1-19和对照样品1-4的测试结果
Figure BDA0002037434890000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种金刚石软磨片，包括柔性基材和附着在柔性基材一面的磨抛工作层，其特征在于，所述磨抛工作层的原料包括如下质量百分比的组分：
金刚石10-20%；
超细氧化铝5-10%；
氢氧化铝2-8%；
海泡石绒1-5%；
α-纤维素2-6%；
粉末橡胶0.5-2%；
罩光粉补足至100%；
所述海泡石绒经过改性处理，改性处理的方法包括如下步骤：将海泡石绒与占其质量的1-3%的硅烷偶联剂混合后，加热至60-80℃，搅拌10-30min后过滤，烘干，得到改性后的海泡石绒；
所述改性处理步骤中在加热前还加入碳纤维，碳纤维与海泡石绒的质量比为（5-10）：100；
金刚石软磨片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将金刚石、超细氧化铝、氢氧化铝、海泡石绒、α-纤维素、粉末橡胶、罩光粉混合均匀，得到混合料；
步骤二，将混合料装入成型模具，在温度为150-170℃、时间10-20min、压力为45-80T的条件下热压烧结，得到磨抛工作层；
步骤三，将磨抛工作层与柔性基材粘接在一起，得到金刚石软磨片。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石软磨片，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自丁二烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种金刚石软磨片，其特征在于，所述海泡石绒的长度为4-8mm，所述碳纤维的长度为0.5-1mm。
4.根据权利要求1所述的一种金刚石软磨片，其特征在于，所述金刚石的粒径为80-120目，或400-600目，或2000-6000目。
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