CN111693383A - 一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,该测试方法包括了对玻璃纤维网盖耐热性能衰减测试和耐水性能衰减测试。填补了没有玻璃纤维网盖性能衰减变化的测试表征技术。从而能够提前预估玻璃纤维网盖作为砂页盘、砂盘背盖在固化后和使用完时的性能变化,从而对产品的贮存条件具有指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域,具体是一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法。
背景技术
玻璃纤维网盖是砂页盘、砂盘的基体,是一种工业消耗品。玻璃纤维网盖以玻璃纤维布为原料经浸渍合成树脂、烘干、裁切、固化制得的一种玻璃纤维增强塑料制品,其浸渍合成树脂主要为酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂等,在树脂固化后,玻璃纤维网盖会出现老化(性能衰减)现象,而老化现象是合成树脂的共同缺陷。由玻璃纤维网盖制成砂页盘、砂盘不可能在短时间内使用完,部分砂页盘、砂盘贮存时间可能超过两年。目前砂页盘由砂页片、胶粘剂(主要为环氧单组份胶粘剂)、背盖(玻璃纤维网盖)组成,环氧单组份胶粘剂固化条件为(120±10℃)×3小时,其中部分砂页盘还需要覆一次背胶,背胶主要为环氧单组份胶粘剂,固化条件为(120±10℃)×3小时。生产玻璃纤维网盖、砂页盘、砂盘的厂家都会对其产品进行强度检测,但缺少对玻璃纤维网盖作为砂页盘、砂盘背盖在固化后和使用完时的性能变化,目前没有具体测试方法来对玻璃纤维网盖性能衰减进行表征。这样就存在着安全隐患,为了解决此问题,设计出玻璃纤维网盖性能衰减的测试方法,且对产品贮存条件有指导意义。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,填补了没有玻璃纤维网盖性能衰减变化的测试表征技术。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,包括耐热性能衰减测试和耐水性能衰减测试。
优选的,所述耐热性能衰减测试包括耐热剪切强度衰减测试和耐热质量衰减测试。
优选的,所述耐热剪切强度衰减测试通过对比成品生产结束时经过热处理的玻璃纤维网盖的耐热剪切强度临界值和贮存时玻璃纤维网盖的贮存剪切强度平均值,判定玻璃纤维网盖耐热性能的合格性。
优选的,所述耐水性能衰减测试通过对比成品生产结束时经过水处理的玻璃纤维网盖的耐水剪切强度临界值和贮存时玻璃纤维网盖的贮存剪切强度平均值,判定玻璃纤维网盖耐水性能的合格性。
优选的,所述耐热剪切强度衰减测试,包括如下步骤:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的热处理:
1)取出5-10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温12-31h,取出试验样品,冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存三个月以上的玻璃纤维网盖5-10片;
2)测试步骤1)中样品的剪切强度;
(3)判定玻璃纤维网盖耐热性能:
优选的,所述耐水性能衰减测试,包括如下步骤:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的水处理:
1)取出5-10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品完全浸入温度设定为80±2℃的恒温水槽内,恒温24-38h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存三个月以上的玻璃纤维网盖5-10片;
2)测试步骤1)中样品的剪切强度;
(3)判定玻璃纤维网盖耐水性能:
优选的,所述耐热质量衰减测试,包括如下步骤:
(1)取出5-10片成品生产结束时的玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温0.5-1h,排除样品中水分,冷却,称重,记录为m01,m02,m03……m0x,计算平均值
(3)根据计算公式获得耐热质量衰减测试数据;
优选的,所述烘箱的精度为0.1℃。
优选的,所述恒温水槽的精度为±0.2℃。
优选的,所述恒温水槽中的水为蒸馏水或者去离子水。
目前,在树脂磨具领域中使用的玻璃纤维网盖一般采用酚醛树脂作为结合剂,这是由于酚醛树脂具有制备工艺简单,原料来源广泛,易得,且具有良好的稳定性,耐燃性和机械性能等,但是,酚醛树脂磨具在存放1-3个月其性能下降30%甚至更多,这可能是由于酚醛树脂受到外界环境中的光、水分、氧气及温度的影响导致分子链发生破坏引起的,这是因为酚醛树脂分子链上存在大量活性的羟基和亚甲基,容易氧化,且酚羟基在一定温度下容易断裂,产生醌。因此,采用酚醛树脂作为结合剂制备的树脂磨具在存放过程中容易吸水,破坏树脂与磨料的结合界面,使两者之间的结合强度下降,从而导致酚醛树脂存放周期短、易潮湿和老化,虽然玻璃纤维网盖作为层压制品,具有树脂含量适中,固化剂适中,衰减较慢等特点,但是,仍然存在一定的衰减,因此需要对玻璃纤维网盖的衰减进行表征,由于酚醛树脂的酚羟基在一定温度下容易断裂,因此,需要对玻璃纤维网盖进行耐热性衰减测试;且由于酚醛树脂在存放过程中容易吸水,因此,需要对玻璃纤维网盖进行耐水性衰减测试;此外,玻璃纤维网盖所选用的网布分为中碱玻璃纤维布、无碱玻璃纤维布和中碱无碱混合布,经向和纬向所使用玻璃纤维纱不同,若经向为中碱玻璃纤维,则纬向为无碱玻璃纤维。其中无碱玻璃纤维耐水性优于中间玻璃纤维,但不耐酸碱,中碱玻璃纤维耐酸碱,但不耐水。因此,不确定制备出来的玻璃纤维网盖的耐水性如何,所以,需要对玻璃纤维网盖进行耐水性测试。
由于玻璃纤维网盖目前主要使用单组分环氧胶粘剂制作砂页盘等产品,其固化温度为120±10℃,在该温度需要保持一段时间,酚醛树脂中的酚羟基不稳定,在该温度下会发生断裂,导致网布间的粘结力下降,因此,需要在该温度下对玻璃纤维网盖进行剪切强度的测试;此外,如果是采用其他树脂,其耐热性能衰减测试,其测试温度是在其固化温度的上下10℃的范围波动,随后对玻璃纤维网盖进行剪切强度的测试。与此同时,目前玻璃纤维网盖厂家对网盖实行的欠固化,在该温度段保持一段时间,酚醛树脂未固化到位继续进行缩聚,释放出小分子;酚醛树脂部分分子链发生断裂、破坏分子结构,产生一些小分子,导致网盖重量下降,故需要进行耐热质量衰减测试。
在本发明的玻璃纤维网盖性能衰减测试中,由于玻璃纤维网盖剪切强度与砂页盘的回转强度有对应关系,因此,当经过衰减处理的玻璃纤维网盖制备成砂页盘,该砂页盘的线速度为《JB/T 10826涂附磨具砂页盘技术条件》要求的最低转速附近时,该玻璃纤维网盖达到剪切强度临界值,而该玻璃纤维网盖通过衰减处理达到剪切强度临界值所需要的时间,即为耐热衰减测试时间。因此,玻璃纤维网盖根据所使用的酚醛树脂种类,玻璃纤维网布成分不同,耐热衰减时间偏差较大。
本发明设计出对玻璃纤维网盖性能衰减进行测试的方法,从而能够提前预估玻璃纤维网盖作为砂页盘、砂盘背盖在固化后和使用完时的性能变化,从而对产品的贮存条件具有指导意义。也可以对贮存网盖的产品品质给予快速的判断,贮存网盖剪切强度与耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值进行对比,如果低于耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值,则报废;根据高于耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值的多少,来决定网盖是否需要尽快处理。本发明主要是针对玻璃纤维网盖耐热性能衰减和耐水性能衰减进行测试。耐热性能衰减,顾名思义,是指玻璃纤维网盖放置在一定温度条件下的性能变化,该设定温度最好与其使用的环氧类胶粘剂的固化温度一致。耐水性能衰减是指玻璃纤维网盖浸泡在水中的性能变化,为了加速其在水中的性能变化,一般需要对其浸泡环境进行升温。
本发明的某种材质型号的衰减测试得到耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值。通过贮存网盖的贮存剪切强度与耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值对比,判断是否达到合格的要求。当贮存在3个月以内,玻璃纤维网盖的耐热性能衰减和耐水性能衰减强度变化不大,可以忽略不计。因此,一般不做测试。此外,本发明不仅可以通过耐热剪切强度临界值和耐水剪切强度临界值与贮存剪切强度进行比较来确定玻璃纤维网盖的耐热性能和耐水性能;同时还可以对贮存玻璃纤维网盖进行热处理和水处理,使贮存的玻璃纤维网盖经过热处理达到贮存耐热剪切强度临界值,经过水处理达到贮存耐水剪切强度临界值,根据贮存玻璃纤维网盖的热处理时间和成品生产结束玻璃纤维网盖的热处理时间进行对比,如低于入库热处理时间的70%,则不合格,反之,则合格;同理,如贮存玻璃纤维网盖的水处理时间和成品生产结束玻璃纤维网盖的水处理时间进行对比,如低于成品生产结束水处理时间的70%,则不合格,反之,则合格。因此,可以根据所耗用的时间长短来指导玻璃纤维网盖的贮存条件。对于耐热质量衰减测试中的耐热质量衰减数据只是作为参考数据,因网盖成品刚生产出来时,基本上属于欠固化(固化程度≤90%),随着储存时间的变化,玻璃纤维网盖变至完全固化、逐渐老化,因不同玻璃纤维网盖生产商所用酚醛树脂、固化工艺以及玻璃纤维布类别(无碱玻璃纤维布、中碱玻璃纤维布)不同,此耐热质量衰减数据为参考数据。该项指标,是根据耐热性能衰减测试的依据来的,作为耐热性能衰减的一个补充,若所用材料、固化工艺等条件不变,此数据偏差不大,相对于力学测试,该测试方法方便快捷,可以作为参考数据。耐热质量衰减数据越小越好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
选用直径为95mm的玻璃纤维网盖。
耐热剪切强度衰减测试:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的热处理:
1)取出10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温30h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
3)记录(2)中样品的剪切强度数据,分别是:2763.23N,2598.44N,2647.18N,2437.99N,2623.07N,2846.38N,2561.37N,2932.75N,2601.06N,2512.39N;去掉最大值2932.75N和去掉最小值2437.99N,计算耐热剪切强平均值为
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存5个月的玻璃纤维网盖10片;
2)测量其剪切强度分别为4125.34N,3739.15N,3887.75N,4251.55N,3609.72N,4016.99N,3791.11N,3720.08N,4318.71N,4026.95N;去掉最大值4251.55N和去掉最小值3609.72N,计算贮存剪切强度平均值为
(3)判定玻璃纤维网盖耐热性能:
耐水性能衰减测试:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的水处理:
1)取出10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品完全浸入温度设定为80±2℃的恒温水槽内,恒温36h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
3)记录(2)中样品的剪切强度数据,分别是:2455.08N,2397.46N,2752.91N,2656.73N,2689.52N,2689.62N,2619.27N,2642.06N,2678.66N,2734.11N;去掉最大值2752.91N和去掉最小值2397.46N,计算耐水剪切强度平均值
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存5个月的玻璃纤维网盖10片;
2)测量其剪切强度分别为4125.34N,3739.15N,3887.75N,4251.55N,3609.72N,4016.99N,3791.11N,3720.08N,4318.71N,4026.95N;去掉最大值4251.55N和去掉最小值3609.72N,计算贮存剪切强度平均值为
(3)判定玻璃纤维网盖耐热性能:
耐热质量衰减测试:
(1)取出10片成品生产结束时的玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温1h,排除样品中水分,冷却,称重,记录为18.71g,19.28g,18.87g,19.14g,18.91g,19.24g,18.76g,18.85g,18.54g,19.19g;去掉最大值19.28g和去掉最小值18.54g,计算为18.96g;
(2)将经过上述(1)处理的样品在120±2℃的烘箱内持续恒温29小时,取出试验样品、冷却,再次称重测试,记为18.52g,19.04g,18.64g,18.94g,18.71g,19.00g,18.55g,18.65g,18.31g,18.99g;去掉最大值19.04g和去掉最小值18.31g,计算为18.75g
耐热质量衰减说明该批次玻璃纤维网盖的材料的材质,固化工艺等条件变化不大。
实施例2
选用直径为90mm的玻璃纤维网盖。
耐热剪切强度衰减测试:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的热处理:
1)取出10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温29h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
3)记录(2)中样品的剪切强度数据,分别是:2365.30N,2204.26N,2436.97N,2643.79N,2650.79N,2450.51N,2491.88N,2498.60N,2426.65N,2149.82;去掉最大值2650.79N和去掉最小值2149.82N,计算耐热剪切强平均值为2439.75N。
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存5个月的玻璃纤维网盖10片;
2)测量其剪切强度分别为3595.76N,3575.54N,3878.44N,3509.85N,3671.07N,3696.63N,3927.82N,3808.06N,4129.67N,3867.02N;去掉最大值4129.67N和去掉最小值3509.85N,计算贮存剪切强度平均值为
(3)判定玻璃纤维网盖耐水性能:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的水处理:
1)取出10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品完全浸入温度设定为80±2℃的恒温水槽内,恒温38h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
3)记录(2)中样品的剪切强度数据,分别是:2238.44N,2290.22N,2298.69N,2293.81N,2547.61N,2676.77N,2429.88N,2556.46N,2484.79N,2349.75N;去掉最大值2676.77N和去掉最小值2238.44N,计算耐水剪切强度平均值为
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存5个月的玻璃纤维网盖10片;
2)测量其剪切强度分别为3595.76N,3575.54N,3878.44N,3509.85N,3671.07N,3696.63N,3927.82N,3808.06N,4129.67N,3867.02N;去掉最大值4129.67N和去掉最小值3509.85N,计算贮存剪切强度平均值为
(3)判定玻璃纤维网盖耐水性能:
耐热质量衰减测试:
(1)取出10片成品生产结束时的玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温1h,排除样品中水分,冷却,称重,记录为17.97g,17.58g,17.49g,17.51g,17.56g,17.86g,18.13g,17.39g,17.06g,17.30g;去掉最大值18.13g和去掉最小值17.06g,计算为17.58g;
(2)将经过上述(1)处理的样品在120±2℃的烘箱内持续恒温23小时,取出试验样品、冷却,再次称重测试,记为17.78g,17.40g,17.27g,17.32g,17.36g,17.68g,17.93g,17.21g,16.85g,17.11g;去掉最大值19.04g和去掉最小值16.85g,计算为17.39g
耐热质量衰减说明该批次材料的前后材料的材质,固化工艺等条件变化不大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,包括耐热性能衰减测试和耐水性能衰减测试。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述耐热性能衰减测试包括耐热剪切强度衰减测试和耐热质量衰减测试。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述耐热剪切强度衰减测试通过对比成品生产结束时经过热处理的玻璃纤维网盖的耐热剪切强度临界值和贮存时玻璃纤维网盖的贮存剪切强度平均值,判定玻璃纤维网盖耐热性能的合格性。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述耐水性能衰减测试通过对比成品生产结束时经过水处理的玻璃纤维网盖的耐水剪切强度临界值和贮存时玻璃纤维网盖的贮存剪切强度平均值,判定玻璃纤维网盖耐水性能的合格性。
5.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述耐热剪切强度衰减测试,包括如下步骤:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的热处理:
1)取出5-10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品分别放入温度设定为120±2℃的烘箱内,恒温12-31h,取出试验样品,冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存三个月以上的玻璃纤维网盖5-10片;
2)测试步骤1)中样品的剪切强度;
(3)判定玻璃纤维网盖耐热性能:
6.根据权利要求4所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述耐水性能衰减测试,包括如下步骤:
(1)成品生产结束时玻璃纤维网盖的水处理:
1)取出5-10片玻璃纤维网盖为一组样品,将上述样品完全浸入温度设定为80±2℃的恒温水槽内,恒温24-38h,取出试验样品、冷却;
2)将经过上述(1)处理后的样品进行剪切强度测试;
(2)贮存时玻璃纤维网盖的测试:
1)选取贮存三个月以上的玻璃纤维网盖5-10片;
2)测试步骤1)中样品的剪切强度;
(3)判定玻璃纤维网盖耐水性能:
8.根据权利要求5或6所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述烘箱的精度为0.1℃。
9.根据权利要求7所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述恒温水槽的精度为±0.2℃。
10.根据权利要求7所述的一种玻璃纤维网盖性能衰减测试方法,其特征在于,所述恒温水槽中的水为蒸馏水或者去离子水。
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