CN111673631A - 一种软金属研磨精密砂轮及其制备方法 - Google Patents

一种软金属研磨精密砂轮及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，包括步骤：S1将磨料、改性环氧树脂、酚醛树脂、晶须、发泡剂、中空微球、酒精、硅油和稀释剂按一定比例混合并搅拌均匀后过筛得到混合物；S2将混合物投入模具并盖上盖板，然后用压机将模具盖板压平，将模具锁死后脱离压机；S3将模具放入烤箱烘烤一段时间，然后将里面的半成品磨片取出并放入烤箱烘烤，制得预成型磨片；S4将预成型磨片表面清洁干净后，在背面均匀涂胶并进行模压硫化橡胶；S5将硫化橡胶后的磨片切割加工，然后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，制得软金属研磨精密砂轮。本发明制备得到的精密砂轮具有一定的弹性、耐热性和较大研磨力，且寿命长、无划痕、研磨效率高。

Description

一种软金属研磨精密砂轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷磨刷制备技术领域，尤其涉及一种软金属研磨精密砂轮及其制备方法。
背景技术
当前PCB印制板生产面临着电子元件高集成化，组装技术的发展和市场竞争的挑战，推动PCB的材料、工艺、设备、检测和标准等的发展和重大改革；软金属研磨精密砂轮是通过结合剂和磨料和特殊精细填料压制成型的特定树脂砂轮，具有一定的弹性和耐热性。
在现有技术中，在板状被研磨材料如：铜板、铝板，特别是PCB印刷电路板的研磨中，主要的研磨工具为不织布刷轮、PVA陶瓷刷轮和砂带等。但是，这类刷轮研磨材料针对高端线路板研磨，都存在一定的缺陷，如：不织布刷轮成本低廉，但研磨力低，容易造成板面孔口凹陷，掉屑等问题；PVA陶瓷刷轮具有海绵状微孔，磨削时不易堵塞微孔，抛光效果好；但研磨力低，生产周期长，稳定性差,制备过程毒性大等缺陷；砂带研磨材，一般在初期研磨力比较充足，但容易附着研磨屑，并且由于研磨层比较薄，寿命不能维持，容易产生划痕等缺陷。鉴于此，市场上需要一款具有一定弹性且研磨力良好、研磨板面无划痕、生产效率高、没有毒性的产品。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种软金属研磨精密砂轮及其制备方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，包括以下步骤：
S1、将65～82份磨料、13～18份改性环氧树脂、4～10份酚醛树脂、1～3份晶须、1～3份发泡剂、2～5份中空微球、2～3份酒精、1份硅油和4～8份稀释剂混合并搅拌均匀，然后振动过筛得到混合物；
S2、将所述混合物投入标准模具并将模具上盖板盖上，然后用压机将模具上盖板压平，将模具锁死后脱离压机；
S3、将上述模具放入烤箱内进行烘烤一段时间，然后将里面的半成品磨片取出；将半成品磨片再次放入烤箱中烘烤，制得预成型陶瓷树脂磨片；
S4、将预成型陶瓷树脂磨片表面清洁干净后，在磨片背面均匀涂胶并进行模压硫化橡胶，得到橡胶基底陶瓷树脂磨片；
S5、将橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工，然后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，即得所述软金属研磨精密砂轮。
进一步地，所述改性环氧树脂为液状，在25℃其粘度为800～2500CPS，其分子式如下：
Figure BDA0002550611300000021
其中，n＝3-9。
进一步地，所述磨料为金刚石、绿碳化硅、碳化硼、白刚玉、氧化铝和棕刚玉中的一种或两种混合物。
进一步地，所述酚醛树脂为粉状，150℃条件下凝胶化时间为70～95s，游离苯酚含量小于0.8％。
进一步地，所述晶须为碳化硅晶须、硼酸铝晶须或钛酸钾晶须。
进一步地，所述发泡剂为AC发泡剂、月桂醇硫酸酯钠发泡剂或偶氮二酰胺发泡剂。
进一步地，所述稀释剂为环氧稀释剂，在25℃以下其粘度为2000CPS。
进一步地，所述磨片中的磨粒所占体积比为65％～82％；所述磨粒的粒径小于60um。
具体地，步骤S3具体为：将S2处理过的模具放入到烤箱内，75℃烘烤4小时，接着95℃烘烤15小时，105℃烘烤4小时；然后将模具拿出烤箱后打开，将里面的半成品磨片取出并再次放入烤箱，105℃烘烤2小时，115℃烘烤2小时，130烘烤2小时，制得预成型陶瓷树脂磨片。
本发明还包括由以上所述软金属研磨精密砂轮制备方法得到的精密砂轮。
相对现有技术，本发明的优点为：
1、本发明所述的软金属研磨精密砂轮是通过结合剂、磨料和特殊精细化工填料压制成型，的特定软金属树脂精密砂轮，此产品具有一定的弹性、耐热性和大切削研磨力。
2、此工艺磨料的占比在65％～82％，所以制作成的产品研磨力大，寿命长，研磨板面无划痕，研磨效率高。
3、本发明所述的制备方法周期短，生产效率高。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述预成型陶瓷树脂磨片的制备流程图。
图2为本发明所述软金属研磨精密砂轮的结构示意图。
图3为本发明所述软金属研磨精密砂轮的俯视图。
图4为本发明所述橡胶基底陶瓷树脂磨片结构示意图。
图中：10、陶瓷树脂磨片；20、橡胶层；30、弹性多孔层；40、支撑管。
具体实施方式
本发明中选用的所有材料、试剂和仪器都为本领域熟知的，但不限制本发明的实施，其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。
实施例1
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，包括以下步骤：
S1、将15份液状改性环氧树脂、1份AC发泡剂、3份酒精、1份硅油和8份环氧稀释剂在室温环境下，以120r/min的速度搅拌3分钟，使得改性环氧树脂、发泡剂和环氧稀释剂混合均匀，制得第一混合物备用。
取绿600#碳化硅磨料77份、7份酚醛树脂粉、碳化硅晶须2份、中空微球3投入到混料机内，在室温环境下，以80r/min的速度搅拌10分钟，混合均匀制得第二混合物；将第一混合物倒入到搅拌机内和第二混合物混合，继续混合25分钟，使得第一混合物和第二磨料混合均匀，制得第三混合物备用；将制得的第三混合物倒入到24目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将料混均匀倒入容器内。
S2、将混匀后的第三混合物按量称重投入标准模具并将模具上盖板盖上，然后用100吨压机将模具上盖板压平，将模具锁死后脱离压机。
S3、将上述模具放入烤箱内进行烘烤一段时间，烘烤条件为：75℃烘烤4小时，95℃烘烤15小时，105℃烘烤4小时；然后将里面的半成品磨片取出，并再次放入烤箱中烘烤，烘烤条件为：105℃烘烤2小时，115℃烘烤2小时，130烘烤2小时，制得预成型陶瓷树脂磨片；
以上步骤S1-S3的流程图如图1所示。
S4、将制得的成型磨片加工成规定尺寸204*64*15大小，然后对其表面进行清洁干净后，在磨片背面均匀涂胶并进行模压硫化橡胶2mm，得到橡胶基底陶瓷树脂磨片。
S5、将橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工成13*13mm并接成带状(参阅图4)，后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，即得所述软金属研磨精密砂轮。
本实施例中使用的改性环氧树脂在25℃时粘度为800～2500CPS，其结构式如下：
Figure BDA0002550611300000041
其中，n＝3。
本实施例中使用的酚醛树脂在150℃条件下凝胶化时间为70～95s，游离苯酚含量小于0.8％，其结构式如下：
Figure BDA0002550611300000042
本实施例中使用的环氧稀释剂在25℃以下其粘度为2000CPS，其结构式如下：
Figure BDA0002550611300000043
参阅图2-3，由本实施例所述制备方法得到的软金属研磨精密砂轮,包括支撑管40、包覆于支撑管40表面的弹性多孔层30、包覆于弹性多孔层30表面的橡胶层20、包覆于橡胶层20表面的陶瓷树脂磨片层10。其中，支撑管40为中空结构的管状，与弹性多孔层30之间通过胶黏剂粘结；橡胶层20与弹性多孔层30之间由胶黏剂粘结。在本实施例中，所述橡胶层20材质优选为夹布丁晴橡胶，所述弹性多孔层30材质优选为EVA海绵，所述支撑管40优选为电木管。
实施例2
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤S1所述具体原料及添加量不同，具体为：
S1、将18份液状改性环氧树脂、2份月桂醇硫酸酯钠发泡剂、2份酒精、1份硅油和6份环氧稀释剂在室温环境下，以120r/min的速度搅拌3分钟，使得改性环氧树脂、发泡剂和环氧稀释剂混合均匀，制得第一混合物备用；
取600#氧化铝磨料65份、10份酚醛树脂粉、碳化硅晶须1份、中空微球2投入到混料机内，在室温环境下，以80r/min的速度搅拌10分钟，混合均匀制得第二混合物；将第一混合物倒入到搅拌机内和第二混合物混合，继续混合25分钟，使得第一混合物和第二磨料混合均匀，制得第三混合物备用；将制得的第三混合物倒入到24目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将料混均匀倒入容器内。
本实施例使用的酚醛树脂粉和环氧稀释剂与实施例1相同，使用的改性环氧树脂结构式与实施例1类似，其中，n＝5。
本实施例的其余步骤与实施例1相同。
由本实施例所述制备方法得到的软金属研磨精密砂轮结构与实施例1相同。
实施例3
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤S1所述原料及添加量不同，具体为：
S1、将13份改性环氧树脂、3份偶氮二酰胺发泡剂、3份酒精、1份硅油和4份环氧稀释剂在室温环境下，以120r/min的速度搅拌3分钟，使得改性环氧树脂、发泡剂和环氧稀释剂混合均匀，制得第一混合物备用；
取600#碳化硼磨料82份、4份酚醛树脂粉、碳化硅晶须3份、中空微球5投入到混料机内，在室温环境下，以80r/min的速度搅拌10分钟，混合均匀制得第二混合物；将第一混合物倒入到搅拌机内和第二混合物混合，继续混合25分钟，使得第一混合物和第二磨料混合均匀，制得第三混合物备用；将制得的第三混合物倒入到24目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将料混均匀倒入容器内。
本实施例使用的酚醛树脂粉和环氧稀释剂与实施例1相同，使用的改性环氧树脂结构式与实施例1类似，其中，n＝9。
本实施例的其余步骤与实施例1相同。
由本实施例所述制备方法得到的软金属研磨精密砂轮结构与实施例1相同。
对比例1
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤S1所述原料及添加量不同，具体为：
S1、将14份液状改性环氧树脂、5份液状酚醛树脂、1份AC发泡剂、2份酒精、1份硅油和5份环氧稀释剂在室温环境下，以120r/min的速度搅拌3分钟，使得改性环氧树脂、酚醛树脂、发泡剂和环氧稀释剂混合均匀，制得第一混合物备用；
取600#绿碳化硅磨料67份、碳化硅晶须1份、中空微球3投入到混料机内，在室温环境下，以80r/min的速度搅拌10分钟，混合均匀制得第二混合物；将第一混合物倒入到搅拌机内和第二混合物混合，继续混合25分钟，使得第一混合物和第二磨料混合均匀，制得第三混合物备用；将制得的第三混合物倒入到24目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将料混均匀倒入容器内。
本实施例使用的酚醛树脂为液状，使用的环氧稀释剂与实施例1相同，使用的改性环氧树脂结构式与实施例1类似，其中，n＝4。
本实施例的其余步骤与实施例1相同。
由本实施例所述制备方法得到的软金属研磨精密砂轮结构与实施例1相同。
对比例2
一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤S1所述原料及添加量不同，具体为：
S1、将20份液状改性环氧树脂、1份AC发泡剂、1份酒精、1份硅油和4份环氧稀释剂在室温环境下，以120r/min的速度搅拌3分钟，使得改性环氧树脂、发泡剂和环氧稀释剂混合均匀，制得第一混合物备用；
取600#绿碳化硅磨料68份、碳化硅晶须1份、中空微球4投入到混料机内，在室温环境下，以80r/min的速度搅拌10分钟，混合均匀制得第二混合物；将第一混合物倒入到搅拌机内和第二混合物混合，继续混合25分钟，使得第一混合物和第二磨料混合均匀，制得第三混合物备用；将制得的第三混合物倒入到24目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将料混均匀倒入容器内。
本实施例使用的环氧稀释剂与实施例1相同，使用的的改性环氧树脂结构式与实施例1类似，其中，n＝7。
本实施例的其余步骤与实施例1相同。
由本实施例所述制备方法得到的软金属研磨精密砂轮结构与实施例1相同。
对实施例1-3以及对比例1-2得到的软金属研磨精密砂轮进行性能测试，测试项目和条件如下，测试结果将下表：
Figure BDA0002550611300000061
Figure BDA0002550611300000071
从上表可以看出，实施例1-3采用改性液态环氧树脂加粉体酚醛树脂，并采用冷压法工艺制造的陶瓷刷轮用树脂磨片，由于其中添加有一定比例的中空微球，及补强树脂形成三维气孔结构，使树脂磨片富有弹性，生产工艺环保且效率高；在去除全塞树脂、减铜研磨更容易，研磨切削力强，生产效率更高，且不会产生划痕。
对比例1-2采用多种液状树脂混合，或者单一一种液状树脂，在混合时容易结砂团造成划痕，内部结构也由于液状树脂的完全包裹作用，切削力较低且使用寿命短。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将65～82份磨料、13～18份改性环氧树脂、4～10份酚醛树脂、1～3份晶须、1～3份发泡剂、2～5份中空微球、2～3份酒精、1份硅油和4～8份稀释剂混合并搅拌均匀，然后振动过筛得到混合物；
S2、将上述混合物投入模具并盖上盖板，然后用压机将模具上盖板压平，将模具锁死后脱离压机；
S3、将上述模具放入烤箱内进行烘烤一段时间，然后将里面的半成品磨片取出；将半成品磨片再次放入烤箱中烘烤，制得预成型陶瓷树脂磨片；
S4、将预成型陶瓷树脂磨片表面清洁干净后，在磨片背面均匀涂胶并进行模压硫化橡胶，得到橡胶基底陶瓷树脂磨片；
S5、将橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工，然后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，即得所述软金属研磨精密砂轮。
2.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述改性环氧树脂为液状，在25℃其粘度为800～2500CPS，其分子式如下：
Figure FDA0002550611290000011
其中，n＝3-9。
3.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述磨料为金刚石、绿碳化硅、碳化硼、白刚玉、氧化铝和棕刚玉中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述酚醛树脂为粉状，150℃条件下凝胶化时间为70～95s，游离苯酚含量小于0.8％。
5.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述晶须为碳化硅晶须、硼酸铝晶须或钛酸钾晶须。
6.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为AC发泡剂、月桂醇硫酸酯钠发泡剂或偶氮二酰胺发泡剂。
7.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为环氧稀释剂，在25℃以下其粘度为2000CPS。
8.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，所述磨片中的磨粒所占体积比为65％～82％；所述磨粒的粒径小于60um。
9.根据权利要求1所述软金属研磨精密砂轮的制备方法，其特征在于，步骤S3具体为：将S2处理过的模具放入到烤箱内，75℃烘烤4小时，接着95℃烘烤15小时，105℃烘烤4小时；然后将模具拿出烤箱后打开，将里面的半成品磨片取出并再次放入烤箱，105℃烘烤2小时，115℃烘烤2小时，130烘烤2小时，制得预成型陶瓷树脂磨片。
10.一种软金属研磨精密砂轮，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述软金属研磨精密砂轮的制备方法制得。
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