CN111843865A - 一种抛光带及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抛光技术领域，尤其涉及一种抛光带及其制备方法和应用。本发明提供的抛光带，包括基层和位于所述基层表面的工作层，所述工作层，按照重量份数计，包括以下组分：热固性树脂20～70份，磨料10～50份，填料5～30份和助剂2～10份。根据实施例的结果可知，本发明提供的抛光带对硬质材料进行抛光后，硬质材料表面的光泽度最高可达90Gu，无雾化产生。
Description
技术领域
本发明涉及抛光技术领域，尤其涉及一种抛光带及其制备方法和应用。
背景技术
随着现代工艺的精密化和人们审美要求的提高，对材料表面的光泽度要求也越来越高。因此，研磨抛光是材料应用中的一个重要环节，而对研磨抛光的模具的要求也越来越高，例如加工一些石材、陶瓷和金属等高硬度材料。
目前，应用于高硬度硬质材料的模具研究和生产都较为成熟，市面上已有各种抛光片和抛光垫等。然而，上述抛光片和抛光垫一般用于平面的抛光，而很少应用于曲面的抛光。此外，目前曲面抛光的工艺一般集中在抛光设备的研发上，例如，专利号为CN201811254832.0的中国专利公开了一种陶瓷曲面抛光打磨设备，专利号为CN201711253423.4的中国专利公开了一种多磨盘曲面抛光机，专利号为CN201610601630.3的中国专利公开了一种曲面抛光机，而极少关注设备配套的磨具。除了自动化抛光设备和装置外，硬质材料曲面的抛光仍存在部分传统的手工打磨抛光，而这种抛光效率低下，抛光效果难以保证，批次稳定性较差。从磨具角度上来说，相对于平面抛光，曲面抛光过程中材料的受力与平面抛光有所不同，应用于曲面抛光的磨具与平面抛光磨具也有所不同，而市面上并没有专门用于曲面抛光用的磨具，也未见相关的研究开发。
在众多的抛光方法和设备中，砂带机抛光是一种常见的方法，也有被用于曲面的抛光，具有操作简单、抛光效率高的特点。专利号为CN201510815375.8的中国专利公开了一种用于复杂曲面抛光加工的摆动抛光装置。然而该专利涉及相关的磨具是砂带，其抛光效果有限，不适用于精抛光，同时部分硬质材料的硬度高于砂带磨料，砂带抛光不具备较广的应用范围。同时，抛光装置仍较为复杂，仍有极大的改进空间。
因此，在砂带机抛光的基础上，如何通过对抛光带进行设计实现高效、稳定的硬质材料的曲面抛光具有重要的价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抛光带及其制备方法和应用，所述抛光带具有抛光效果好、抛光效率高的特点。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种抛光带，包括基层和位于所述基层表面的工作层，所述工作层，按照重量份数计，包括以下组分：
优选的，所述热固性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚氨酯、氨基树脂、聚脲、氰酸酯树脂和不饱和树脂中的一种或几种。
优选的，所述磨料包括金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化锆、刚玉和石英中的一种或几种；
所述磨料的粒径为100～10000目。
优选的，所述填料包括铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、短切玻璃纤维、短切碳纤维、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉中的一种或几种；
所述填料中的铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉的粒径独立地为200～10000目；
所述填料中的短切玻璃纤维和短切碳纤维的直径独立地为5～100μm；长度独立地为100～50000μm。
优选的，所述助剂包括偶联剂、增稠剂和消泡剂中的一种或几种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；
所述增稠剂为气相二氧化硅、膨润土和蒙脱土中的一种或几种；
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂和/或聚醚改性硅油消泡剂聚醚消泡剂。
优选的，所述基层的材料为布料；
所述布料包括帆布、尼龙布、牛津布和涤纶布中的一种或几种；
所述布料的克重为(280～600)g/m2。
本发明还提供了上述技术方案所述的抛光带的制备方法，包括以下步骤：
将热固性树脂、磨料、填料和助剂混合，得到工作层混合物；
将所述工作层混合物在所述基层的表面依次进行热固化和脱模，得到所述抛光带。
优选的，所述热固化包括第一固化和第二固化；
所述第一固化的温度为20～140℃，时间为5～90min；
所述第二固化的温度为60～200℃，时间为30～180min。
本发明还提供了上述技术方案所述的抛光带或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的抛光带在针对硬质材料曲面抛光领域中的应用。
优选的，所述应用的方法包括以下步骤：
将抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧硬质材料曲面，利用砂带机的传动装置对硬质材料曲面进行抛光。
本发明提供了一种抛光带，包括基层和位于所述基层表面的工作层，所述工作层，按照重量份数计，包括以下组分：热固性树脂20～70份，磨料10～50份，填料5～30份和助剂2～10份。本发明采用热固性树脂作为磨料的结合剂，所选的热固性树脂与传统的砂带相比，硬度较低，能使磨料更容易与抛光对象的粗糙面充分接触，能有效提高抛光面的光泽度和清晰度；且所述热固性树脂在抛光过程中不易粘连在硬质材料表面，避免了雾化现象；此外，所述热固性树脂对磨料和基层布料的粘结力强，抛光带使用寿命长，长期稳定性好。最后本发明通过热固性树脂、磨料、填料和助剂的配合使用，使各个组分充分发挥抛光作用，抛光效果显著。根据实施例的结果可知，本发明提供的抛光带对硬质材料进行抛光后，硬质材料表面的光泽度最低可达90Gu，无雾化产生。
具体实施方式
本发明提供了一种抛光带，包括基层和位于所述基层表面的工作层，所述工作层，按照重量份数计，包括以下组分：
在本发明中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供的抛光带包括基层，所述基层的材料优选为布料；所述布料优选包括帆布、尼龙布、牛津布和涤纶布中的一种或几种；当所述布料为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述布料的克重优选为(280～600)g/m2；更优选为(350～500)g/m2。
在本发明中，所述布料的拉伸性能良好，耐磨性好，整体较为柔软，可以保证所述抛光带能够安装在砂带机上并安全工作。所述基层选用的布料整体柔软，能与硬质材料曲面充分接触，从而有利于提高抛光效果和抛光效率。
本发明提供的抛光带还包括工作层。在本发明中，所述工作层在所述基层表面的厚度优选为200μm～30000μm，更优选为500μm～20000μm。按照重量份数计，所述工作层包括20～70份的热固性树脂，优选为30～60份，更优选为40～50份。在本发明中，所述热固性树脂优选包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚氨酯、氨基树脂、聚脲、氰酸酯树脂和不饱和树脂中的一种或几种；当所述热固性树脂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述环氧树脂优选为双酚A环氧树脂；本发明对所述酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚氨酯、氨基树脂、聚脲、氰酸酯树脂和不饱和树脂的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可；当所述热固性树脂为环氧树脂时，所述热固性树脂中还优选包括固化剂，所述固化剂优选为聚醚胺固化剂或甲基固化剂；所述甲基固化剂为甲基六氢苯酐；所述环氧树脂和固化剂的质量比优选为(20～40)：(9～17)。
在本发明中，所述热固性树脂为磨料粘接剂，硬度较低，使磨料更容易与硬质材料的粗糙面充分接触，从而有利于提高曲面抛光的光泽度并提高抛光效率；且所述热固性树脂脆性较大，在抛光过程中不易粘连在硬质材料表面，避免了雾化现象；此外，所述热固性树脂对磨料和基层布料的粘结力强，抛光带使用寿命长，长期稳定性好。
以所述热固性树脂的重量份数为基准，所述工作层还包括10～50份的磨料，优选为20～40份，更优选为25～35份。在本发明中，所述磨料优选包括金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化锆、刚玉和石英中的一种或几种；当所述磨料为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述磨料的粒径优选为100～1000目，更优选为200～800目。在本发明中，所述金刚石优选为多晶金刚石。在本发明中的具体实施例中，所述磨料包括质量比为4:1的多晶金刚石和碳化硅，或质量比为5:1的多晶金刚石和氮化硼，或质量比为5:2的多晶金刚石和氧化锆。
在本发明中，所述磨料作为抛光带工作层的主要成分，起到研磨抛光的作用。
以所述热固性树脂的重量份数为基准，所述工作层还包括5～30份填料，优选为10～20份。在本发明中，所述填料优选包括铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、短切玻璃纤维、短切碳纤维、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉中的一种或几种；当所述填料为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述填料中的铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉的粒径独立地优选为200～10000目；所述填料中的短切玻璃纤维和短切碳纤维的直径独立地优选为5～100μm；长度独立地优选为100～50000μm。在本发明的具体实施例中，所述填料包括质量比为5:7的氢氧化铝和滑石粉，或质量比为12:5的滑石粉和石墨粉。
在本发明中，所述填料能够提高抛光带工作层的强度、硬度及耐热性，从而提高抛光带的抛光效率和使用寿命。
以所述热固性树脂的重量份数为基准，所述工作层还包括2～10份的助剂，优选为4～8份。在本发明中，所述助剂优选包括偶联剂、增稠剂和消泡剂中的一种或几种；所述偶联剂优选为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；当所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物时，本发明对所述硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述钛酸酯偶联剂优选为丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯；所述增稠剂优选为气相二氧化硅、膨润土和蒙脱土中的一种或几种；所述消泡剂优选为聚硅氧烷消泡剂和/或聚醚改性硅油消泡剂；所述聚醚改性硅油消泡剂优选为XP1036P高纯度硅聚醚；当所述助剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述偶联剂的作用是提高磨料、填料与树脂之间的粘接强度；所述增稠剂的作用是增加基体树脂的粘度，延缓磨料和填料的沉降，提高磨料和填料的平均分散程度；所述消泡剂的作用是消除混合过程中引进的气泡，提高树脂对磨料的粘接强度。
本发明还提供了上述技术方案所述的抛光带的制备方法，包括以下步骤：
将热固性树脂、磨料、填料和助剂混合，得到工作层混合物；
将所述工作层混合物在所述基层的表面依次进行热固化和脱模，得到所述抛光带。
本发明将热固性树脂、磨料、填料和助剂混合，得到工作层混合物。本发明对所述混合的顺序没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合顺序进行混合即可。在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行搅拌即可。
得到所述工作层混合物后，本发明将所述工作层混合物在所述基层的表面依次进行热固化和脱模，得到所述抛光带。在本发明中，将所述工作层混合物在所述基层的表面依次进行热固化的过程优选为：将模具固定在所述基层的表面，并将所述工作层混合物置于所述模具上，依次进行热固化和脱模，得到所述抛光带。在本发明中，将所述工作层混合物置于所述模具上的方式优选为浇铸或填充；本发明对所述浇铸和填充的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行浇铸或填充即可。
在本发明中，所述热固化优选包括第一固化和第二固化；所述第一固化的温度优选为20～140℃，更优选为50～100℃；时间优选为5～90min，更优选为20～80min；所述第二固化的温度优选为60～200℃，更优选为100～150℃；时间优选为30～180min，更优选为80～120min。在本发明中，所述第一固化和第二固化还优选在热压机中进行，所述第一固化的压力优选为2MPa，所述第二固化的压力优选为1MPa。
本发明对所述脱模没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的抛光带或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的抛光带在针对硬质材料曲面抛光领域中的应用。
在本发明中，所述应用的方法包括以下步骤：
将抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧硬质材料曲面，利用砂带机的传动装置对硬质材料曲面进行抛光。
在本发明中，所述硬质材料曲面优选为石材曲面、混凝土曲面、金属曲面或陶瓷曲面。本发明对所述曲面的形状没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的形状即可。在本发明的具体实施例中，所述曲面为直径为40cm的圆柱面、直径为30cm的大理石圆柱面和直径为20cm的陶瓷圆柱面。本发明对所述抛光的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的条件进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的抛光带及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
基层：克重为450g/m2的帆布；
工作层：按重量份计：双酚A环氧树脂36份，聚醚胺固化剂9份，多晶金刚石(3000目)20份，碳化硅(3000目)5份，碳酸钙(3000目)10份，铜(3000目)10份，短切碳纤维(长度为1000μm，直径为7μm)5份，硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份，消泡剂XP1036P高纯度硅聚醚2份。
在搅拌的条件下，按照上述工作层的组分和配比进行混合，得到工作层混合物；
将模具固定在所述基层的表面，并将所述工作层混合物置于所述模具上，依次进行热固化和脱模，所述热固化包括第一固化和第二固化；第一固化的温度为30℃，压力为2MPa，时间为30min；第二固化的温度为60℃，压力为1MPa，时间为120min，得到所述抛光带。
将所述抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧直径为30cm的大理石圆柱面进行抛光1min，用曲面光泽度仪测量抛光后的大理石曲面，光泽度为90Gu。
实施例2
基层：克重为420g/m2的尼龙布；
工作层：按重量份计：酚醛树脂40份，多晶金刚石(4000目)25份，氮化硼(4000目)5份，空心二氧化硅(5000目)10份，氢氧化铝(4000目)5份，滑石粉(5000目)7份，钛酸酯偶联剂丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯3份。
在搅拌的条件下，按照上述工作层的组分和配比进行混合，得到工作层混合物；
将模具固定在所述基层的表面，并将所述工作层混合物置于所述模具上，在热压机中进行热固化后，脱模，所述热固化包括第一固化和第二固化；第一固化的温度为120℃，压力为2MPa，时间为10min；第二固化的温度为140min，压力为1MPa，时间为30min，得到所述抛光带；
将所述抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧直径为40cm的混凝土圆柱面进行抛光1.5min，用曲面光泽度仪测量抛光后的大理石曲面，光泽度为92Gu。
实施例3
基层：克重为420g/m2的尼龙布；
工作层：按重量份计：双酚A环氧树脂24份，甲基六氢苯酐17份，芳香叔胺固化剂1份，多晶金刚石(8000目)25份，氧化锆(8000目)10份，滑石粉(8000目)12份，石墨粉(8000目)5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份，消泡剂XP1036P高纯度硅聚醚2份。
在搅拌的条件下，按照上述工作层的组分和配比进行混合，得到工作层混合物；
将模具固定在所述基层的表面，并将所述工作层混合物置于所述模具上，依次进行热固化和脱模，所述热固化包括第一固化和第二固化；第一固化的温度为120℃，压力为2MPa，时间为30min；第二固化的温度为160℃，压力为1MPa，时间为120min，得到所述抛光带；
将所述抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧直径为20cm的陶瓷圆柱面进行抛光1min，用曲面光泽度仪测量抛光后的大理石曲面，光泽度为95Gu。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抛光带，包括基层和位于所述基层表面的工作层，其特征在于，所述工作层，按照重量份数计，包括以下组分：
2.如权利要求1所述的抛光带，其特征在于，所述热固性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚氨酯、氨基树脂、聚脲、氰酸酯树脂和不饱和树脂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的抛光带，其特征在于，所述磨料包括金刚石、氮化硼、碳化硅、氧化锆、刚玉和石英中的一种或几种；
所述磨料的粒径为100～10000目。
4.如权利要求1所述的抛光带，其特征在于，所述填料包括铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、短切玻璃纤维、短切碳纤维、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉中的一种或几种；
所述填料中的铜粉、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、空心玻璃微珠、空心二氧化硅和石墨粉的粒径独立地为200～10000目；
所述填料中的短切玻璃纤维和短切碳纤维的直径独立地为5～100μm；长度独立地为100～50000μm。
5.如权利要求1所述的抛光带，其特征在于，所述助剂包括偶联剂、增稠剂和消泡剂中的一种或几种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；
所述增稠剂为气相二氧化硅、膨润土和蒙脱土中的一种或几种；
所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂和/或聚醚改性硅油消泡剂。
6.如权利要求1所述的抛光带，其特征在于，所述基层的材料为布料；
所述布料包括帆布、尼龙布、牛津布和涤纶布中的一种或几种；
所述布料的克重为(280～600)g/m2。
7.权利要求1～6任一项所述的抛光带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将热固性树脂、磨料、填料和助剂混合，得到工作层混合物；
将所述工作层混合物在所述基层的表面依次进行热固化和脱模，得到所述抛光带。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热固化包括第一固化和第二固化；
所述第一固化的温度为20～140℃，时间为5～90min；
所述第二固化的温度为60～200℃，时间为30～180min。
9.权利要求1～6任一项所述的抛光带或权利要求7或8所述的制备方法制备得到的抛光带在硬质材料曲面抛光领域中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：
将抛光带安装在手持式砂带机上，按压砂带机，使抛光带贴紧硬质材料曲面，利用砂带机的传动装置对硬质材料曲面进行抛光。
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