CN111805415A - 一种多孔树脂研磨盘及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔树脂研磨盘及其制备方法。按该研磨盘由以下组分制得：树脂：30～95份；造孔剂：0.1～15份；固化剂：0.1～20份；填料：0.1～50份。所述研磨盘的邵氏硬度为60～90D，具有多孔结构，气孔占有的面积为整个研磨面的5％～60％。该多孔树脂研磨盘的制备方法包括以下步骤：将树脂、造孔剂、固化剂、填料按照一定的比例混合均匀，将混合物倒入金属模具，固化成型，出模后经车削加工获得多孔树脂盘成品。本发明的多孔树脂研磨盘可以在保持较高研磨速率的同时，减少划伤，改善被研磨工件的表面质量。

Description

一种多孔树脂研磨盘及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多孔树脂研磨盘及其制备方法，属于精密平面研磨抛光技术领域。
背景技术
在金属、陶瓷、晶体和玻璃等材料的平面加工工艺中，研磨盘作为磨料的载体在研磨抛光加工过程中起着至关重要的作用。目前主要是使用各种金属研磨盘来进行平面研磨加工，如铜盘、铁盘、锡盘、树脂铜盘或树脂铁盘。
现有的金属研磨盘易产生划伤，同时因为容纳磨料和磨屑的需要，要定期对盘面进行修整和车沟，研磨盘的损耗大，使用维护的要求高。并且，加工产生的研磨废液中含有重金属，后续无害化处理的成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔树脂研磨盘，该研磨盘可以在保持较高研磨速率的同时，减少划伤，改善被研磨工件的表面质量。
本发明的另一目的在于提供一种所述多孔树脂研磨盘的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多孔树脂研磨盘，按重量计，该研磨盘由以下组分制得：树脂：30～95份；造孔剂：0.1～15份；固化剂：0.1～20份；填料：0.1～50份。
优选地，在所述研磨盘的组分中，造孔剂的含量是决定气孔占比的主要因素，气孔占比又会影响到研磨盘的硬度和强度。气孔越多，研磨盘的硬度和强度越低。填料主要是用来提高研磨盘的硬度和强度的，但含量过高，反而会降低研磨盘的强度。造孔剂的含量更优选为0.4～5份，填料的含量更优选为1～10份。
所述研磨盘的邵氏硬度为60～90D，具有多孔结构，气孔占比即气孔占有的面积为整个研磨面的比例为5％～60％。
一般来说，研磨盘的硬度越高，研磨速率越快，划伤也会越深、越多，超过90D后，研磨工件的表面质量无法保证。另外，单纯靠树脂(不加金属粉，如铁粉和铜粉)，也很难做到90D以上。关于气孔占比，气孔如果过少，比如少于5％，可能起不到明显的容纳磨屑的作用，盘面也很难均匀消耗。气孔占比太大，比如超过60％，研磨盘的硬度和强度都会显著降低，研磨速率就会变小，同时研磨盘也会很快消耗，使用寿命会达不到要求。所述研磨盘的邵氏硬度优选为70～85D，气孔占比优选为20％～40％。
所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA树脂)中的一种或任意两种或两种以上成分的混合树脂。
所述造孔剂为玻璃中空微球、高分子中空微球、空气、惰性气体、氟利昂、水或硅溶胶造粒球。
所述填料为白炭黑、炭黑、氧化铝微粉、氧化铈微粉、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维、金刚石微粉或碳化硅微粉。
一种所述多孔树脂研磨盘的制备方法，包括以下步骤：
将树脂、造孔剂、固化剂、填料、分散剂按照一定的比例混合均匀，将混合物倒入金属模具，固化成型，出模后经车削加工获得多孔树脂盘成品。
本发明的有益效果：
本发明的多孔树脂研磨盘可以在保持较高研磨速率的同时，减少划伤，改善被研磨工件的表面质量。同时该树脂盘质量轻，便于运输和安装。多孔的结构可以容纳磨料和磨屑，因此可以不用在盘面上开槽，使用维护起来更方便，并且不会产生含有重金属离子的研磨废液。具体优点包括：
1)使用该高硬度多孔树脂研磨盘加工出来的工件，表面的划伤更少，粗糙度更小。
2)该研磨盘在加工使用过程中不需要进行定期的修整和车槽工序，用起来更简单方便。
3)因为不含密度大的金属成分，同样尺寸的研磨盘质量显著降低，运输成本低，安装也更方便。
4)因为不含铜等重金属成分，研磨产生的磨屑和废料经过简单的后处理后即可无害化排放。
附图说明
图1为本发明的多孔树脂研磨盘的结构示意图，图中(a)为局部放大图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明。以下实施方式仅用于对本发明进行举例说明而并非用以限定本发明的范围。
如图1所示，本发明的多孔树脂研磨盘具有多孔结构，在树脂盘1上分布多个气孔2，气孔占有的面积为整个研磨面的5％～60％。
实施例1
在1800g聚氨酯树脂白料(聚醚303)中加入20g的水(水作为造孔剂)和100g的白炭黑，加入200g固化剂MOCA(3，3′-二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷)，用高速搅拌机充分搅拌均匀，然后加入2100g聚氨酯树脂黑料(PAPI)，用高速搅拌机充分搅拌均匀，然后将混合物倒入直径610mm的不锈钢模具中，常温快速固化成型，即得多孔聚氨酯树脂盘。
所得多孔聚氨酯树脂盘邵氏硬度为70D，气孔占比为15％。
采用该多孔聚氨酯树脂盘对2英寸的蓝宝石片进行研磨加工，与传统树脂铜盘进行对比。研磨速率的测试采用平面研磨机SK-610Y，压力300g/cm2，转速60rpm。研磨液采用粒度D50为6μm的多晶金刚石研磨液。
研磨测试结果如下表所示：
研磨盘类型 研磨速率RR(μm/min) 研磨后蓝宝石粗糙度(nm)
多孔聚氨酯树脂盘 3.1 8.8
树脂铜盘 3.2 12.7
由表中数据对比可知，本发明的多孔聚氨酯树脂盘与传统树脂铜盘相比，研磨速率相当，研磨后蓝宝石的粗糙度有明显降低。
实施例2
在3600g环氧树脂中加入高分子中空微球200g、氧化铈微粉200g，用高速搅拌机充分搅拌均匀，然后加入环氧树脂固化剂T31 500g，用高速搅拌机充分搅拌均匀，将混匀的浆料倒入直径610mm的不锈钢模具中，60℃固化24小时成型，即得多孔环氧树脂盘。
所得多孔环氧树脂盘邵氏硬度为60D，气孔占比为60％。
采用该多孔环氧树脂盘对铜片进行研磨加工，与传统树脂铜盘进行对比。研磨速率的测试采用平面研磨机SK-610Y，压力200g/cm2，转速60rpm。研磨液采用粒度D50为5μm的单晶金刚石研磨液。
研磨盘类型 研磨速率RR(μm/min) 研磨后铜片粗糙度(nm)
多孔环氧树脂盘 6.2 26
树脂铜盘 6.0 32
由表中数据对比可知，本发明的多孔环氧树脂盘与传统树脂铜盘相比，研磨速率稍有增加，但研磨后铜片的粗糙度有明显降低。
实施例3
将4000g酚醛树脂粉、400g环氧树脂粉、固化剂六次甲基四胺300g，200g玻璃中空微球和50g玻璃纤维粉混合均匀，倒入直径610mm的金属模具中，用压机加压加热成型。压力20Mpa，加热温度180℃，加热加压固化2小时成型，即得多孔混合树脂盘。
所得多孔混合树脂盘邵氏硬度为90D，气孔占比为5％。
采用该多孔混合树脂盘对不锈钢片进行研磨加工，与传统树脂铁盘进行对比。研磨速率的测试采用平面研磨机SK-610Y，压力300g/cm2，转速60rpm。研磨液采用粒度D50为3μm的单晶金刚石研磨液。
研磨盘类型 研磨速率RR(μm/min) 研磨后铜片粗糙度(nm)
多孔混合树脂盘 2.0 20
树脂铁盘 2.0 29
由表中数据对比可知，本发明的多孔混合树脂盘与传统树脂铁盘相比，研磨速率相同，但研磨后铜片的粗糙度有明显降低。

Claims (8)

1.一种多孔树脂研磨盘，其特征在于，按重量计，该研磨盘由以下组分制得：树脂：30～95份；造孔剂：0.1～15份；固化剂：0.1～20份；填料：0.1～50份。
2.根据权利要求1所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述研磨盘由以下组分制得：树脂：30～95份；造孔剂：0.4～5份；固化剂：0.1～20份；填料：1～10份。
3.根据权利要求1所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述研磨盘的邵氏硬度为60～90D，具有多孔结构，气孔占有的面积为整个研磨面的5％～60％。
4.根据权利要求3所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述研磨盘的邵氏硬度为70～85D，气孔占有的面积为整个研磨面的20％～40％。
5.根据权利要求1所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、PMMA树脂中的一种或任意两种或两种以上成分的混合树脂。
6.根据权利要求1所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述造孔剂为玻璃中空微球、高分子中空微球、空气、惰性气体、氟利昂、水或硅溶胶造粒球。
7.根据权利要求1所述的多孔树脂研磨盘，其特征在于，所述填料为白炭黑、炭黑、氧化铝微粉、氧化铈微粉、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维、金刚石微粉或碳化硅微粉。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的多孔树脂研磨盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将树脂、造孔剂、固化剂、填料、分散剂按照一定的比例混合均匀，将混合物倒入金属模具，固化成型，出模后经车削加工获得多孔树脂盘成品。
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