CN112059935A - 一种环保型耐水砂纸及其制备方法 - Google Patents

一种环保型耐水砂纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种环保型耐水砂纸及其制备方法。包括由下至上依次设置的原纸、底胶层、磨料层和复胶层，所述底胶层由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层由改性酚醛树脂粘结剂制成。本发明的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好。其中，采用改性聚氨酯粘结剂作为底胶，能提高底胶的粘结力和附着力，能稳定地的粘结于原纸上，并能使磨料均匀附着于底胶表面；而采用改性酚醛树脂粘结剂作为复胶，复胶柔韧性高，能提高砂纸的柔韧性、强度、耐水性和打磨效率。

Description

一种环保型耐水砂纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及磨具技术领域，具体涉及一种环保型耐水砂纸及其制备方法。
背景技术
磨具包括涂附磨具和固结磨具，砂纸作为一种重要的涂附磨具主要包括基材、磨料和粘结剂。而环保型耐水砂纸又是最传统的一种砂纸，广泛应用于漆面、五金的抛光及打磨。目前国内环保型耐水砂纸的主要生产流程是：原纸→印刷→双面浸渍→干燥→涂底胶→植砂→预干燥→涂复胶→干燥→回湿→成品。原纸多采用牛皮纸，油性环氧树脂为粘结剂。牛皮纸需要纸处理工艺才能涂底胶，纸处理多采用醇酸树脂，该树脂需要用有机溶剂稀释，而且固化温度高(170℃)，对纸基损伤严重，高温处理过后的纸基变得很脆。粘结剂用的油性环氧树脂价格昂贵，溶剂为甲苯等有机溶剂，在固化过程中会挥发到空气中，严重污染环境。而磨料为碳化硅，价格较高。
随着环保要求的提高，对于砂纸粘结剂的水性化研究越来越多，但水性树脂取代油性环氧树脂仍存在诸多问题，如柔韧性较差、粘结强度低，耐水性和流平性差等。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种环保型耐水砂纸，该环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好。
本发明的另一目的在于提供一种环保型耐水砂纸的制备方法，该制备方法操作简便，易于控制，使制得的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好，质量稳定，可适用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸、底胶层、磨料层和复胶层，所述底胶层由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层由改性酚醛树脂粘结剂制成。
本发明的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好。其中，采用改性聚氨酯粘结剂作为底胶，能提高底胶的粘结力和附着力，能稳定地的粘结于原纸上，并能使磨料均匀附着于底胶表面；而采用改性酚醛树脂粘结剂作为复胶，复胶柔韧性高，能提高砂纸的柔韧性、强度、耐水性和打磨效率。
优选的，所述原纸为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为110-140g/m2；本发明的国产免处理牛皮纸在生产工序中加入3-8％的乳胶，能有效增加原纸的柔韧性，不需进行纸处理工艺才能用作涂覆底胶，并避免了纸处理中采用的含有机溶剂稀释的树脂，减少有机溶剂污染及避免树脂高温固化造成纸基变脆。
优选的，所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为0.25-4:1组成的混合物；本发明通过采用碳化硅和棕刚玉混合作为磨料，在保证保证磨削效率的同时，降低了碳化硅的昂贵成本，同时能延长了磨料的使用寿命，稳定性高。进一步地，所述磨料的颗粒粒径为50-70μm。
优选的，所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分以重量比为100:1-40:0.1-1组成的混合物，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000021
Figure BDA0002663244160000031
本发明通过采用上述物料制备改性聚氨酯粘结剂，能使制得的改性聚氨酯粘结剂具有较佳的粘结性和附着性，能稳定地的粘结于原纸上，并能使磨料均匀附着于底胶表面；其中，聚氨酯的加入增加了酚醛树脂的粘结强度，另外，聚氨酯中含有的氨基基团与酚醛树脂中的活性羟基发生交联，形成-聚氨酯-酚醛树脂-聚氨酯-嵌段结构，使结晶相(或粒子相)与基体的界面(或无定型相)的连接很好。在宏观上结晶相给聚合物提供了强度、刚性和耐热性：而无定型相则提供了柔顺性、弹性。
而采用的多功能胺助剂主要为调节聚氨酯的pH值，使聚氨酯与酚醛树脂达到更好的混溶性；采用的水起到水性溶剂的作用，没有有机溶剂挥发，对环境更友好，符合绿色化学的要求，并能提高粘结剂的流动性；而采用的硅烷偶联剂能使磨料与树脂更加紧密地结合起来，提高磨料在底胶表面的粘着力；而所述渗透剂使改性聚氨酯粘结剂迅速地分散和吸附到原纸基材表面；消泡剂能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响；采用的流平剂则提高了粘结剂的涂覆延展性，提高了粘结剂的施工性能，并降低改性聚氨酯粘结剂的表面张力，增大树脂和磨料间的润湿性，减少由于张力梯度导致的缩孔等现象。
优选的，所述酚醛树脂为热固型甲阶酚醛树脂，进一步地所述酚醛树脂的固含量为60-80％，该酚醛树脂的加入能降低底胶的强度，降低成本；更为优选的，所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2431、济南圣泉集团PF-2440、济南圣泉集团PF-2426、无锡长冠化工PF-2127、无锡长冠化工酚醛树脂PF-2130中的至少一种。
所述聚氨酯为单组份的水性聚氨酯乳液或水性聚氨酯分散液，进一步地，所述聚氨酯的固含量为20-40％，能有效增加酚醛树脂的粘结强度，酚醛树脂中的活性羟基与聚氨酯中含有的氨基基团发生交联，形成-聚氨酯-酚醛树脂-聚氨酯-嵌段结构，使得交联后的改性树脂具有较佳的强度、柔顺性、弹性；更为优选的，所述聚氨酯选自巴斯夫amuldur381A、德国拜耳U54、广东粤美化工AMS-2099、广州冠志PU-2418中的至少一种。
优选的，所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；采用上述种类的硅烷偶联剂，能提高树脂与磨料之间的结合紧密性；所述渗透剂为司盘、吐温中的至少一种；能提高了改性聚氨酯粘结剂的渗透性，使得改性聚氨酯粘结剂能迅速地分散和吸附到基材表面。
优选的，所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95或法国索尔维AN-130，能有效地调整聚氨酯组分的pH值，提高聚氨酯与酚醛树脂之间的混溶性；所述消泡剂为渗透硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种，能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响；所述流平剂为有机硅类流平剂，进一步优选的，所述流平剂可以为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种，提高了粘结剂的涂覆延展性，提高了粘结剂的施工性能；更为优选的，所述流平剂选自德国毕克化学BYK-323、毕克化学BYK-428、恒宇化工HY-3048、斯洛克8224中的至少一种。
优选的，所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.3-8.8，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌25-35min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1-2h，制得改性聚氨酯粘结剂。
本发明改性聚氨酯粘结剂的制备步骤操作简单，易于控制，步骤一通过先加入多功能胺助剂对聚氨酯成分进行pH值调节，能提高聚氨酯成分与后续加入的酚醛树脂混溶性，进而促进聚氨酯中的氨基基团与酚醛树脂中的活性羟基发生交联，形成-聚氨酯-酚醛树脂-聚氨酯-嵌段结构。而步骤二中加入的水则起到水性溶剂的作用，能促进树脂及后续加入的消泡剂、流平剂的分散性，增加改性聚氨酯粘结剂的流动性，使其易于涂覆于磨料层表面；加入的硅烷偶联剂则提高改性聚氨酯粘结剂与后续工艺中的磨料之间的结合性，提高底胶层与磨料层之间的层间稳定性，不易出现层间分离，而加入的渗透剂则提高改性聚氨酯粘结剂的渗透性，使得改性聚氨酯粘结剂能迅速地分散和吸附到基材表面，加入的消泡剂着能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响，加入的流平剂则提高了粘结剂的涂覆延展性，提高了粘结剂的施工性能。
优选的，所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分以重量比为100:1-40:0.1-1组成的混合物，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000051
本发明通过采用上述物料制备改性酚醛树脂粘结剂，能使制得的改性酚醛树脂粘结剂具有较佳的粘结性、附着性和柔韧性，能稳定地的粘结于磨料层表面，并提高了环保型耐水砂纸的柔韧性和耐水性；其中，采用的丙烯酸树脂能与酚醛树脂形成半互穿网络结构，使共混体系的柔韧性增强，提高环保型耐水砂纸的柔韧性，提高砂纸的打磨效率；而采用的聚醚改性硅油增加了复胶的粘度和韧性，降低成本，提高砂纸的打磨效率；采用的多功能胺助剂主要为调节丙烯酸树脂的pH值，使丙烯酸树脂与酚醛树脂达到更好的混溶性。
采用的水和乙醇起到水性溶剂的作用，没有有机溶剂挥发，对环境更友好，符合绿色化学的要求，并能提高粘结剂的流动性；采用的消泡剂能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响；采用的流平剂能降低改性酚醛树脂粘结剂的表面张力，增大树脂和磨料间的润湿性，减少由于张力梯度导致的缩孔等现象。
优选的，所述酚醛树脂为热固型甲阶酚醛树脂，进一步地所述酚醛树脂的固含量为60-80％，采用的酚醛树脂能使复胶具有较佳的强度和耐水性，且成本低；更为优选的，所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2431、济南圣泉集团PF-2440、济南圣泉集团PF-2426、无锡长冠化工PF-2127、无锡长冠化工酚醛树脂PF-2130中的至少一种。
所述聚醚改性硅油为热塑性树脂，进一步地，固含量为80-90％，能增加复胶的粘度和韧性，降低成本；更为优选的，所述聚醚改性硅油选自道康宁OFX-0400、道康宁DC-1248、青岛中宝ZBH-207、上海晟驰化工SS-8-12、济南山海化工-204中的至少一种。所述丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸乳液，进一步地所述丙烯酸树脂的固含量为30-50％，能与酚醛树脂形成半互穿网络结构，使共混体系的柔韧性增强；更为优选的，所述丙烯酸树脂选自荷兰帝斯曼Neocryl A-1127、路博润Hycar 26945、路博润Hycar 26322、路博润Hycar26345、路博润Hycar26796、巴斯夫Acronal PS608中的至少一种。
优选的，所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95或法国索尔维AN-130，能有效地调整丙烯酸树脂的pH值，提高丙烯酸树脂与酚醛树脂之间的混溶性；所述消泡剂为渗透硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种，能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响；所述流平剂为有机硅类流平剂，更为优选的，所述流平剂选自德国毕克化学BYK-323、毕克化学BYK-428、恒宇化工HY-3048、斯洛克8224中的至少一种，提高了粘结剂的涂覆延展性，提高了粘结剂的施工性能，并能降低改性酚醛树脂粘结剂的表面张力，增大树脂和磨料间的润湿性，减少由于张力梯度导致的缩孔等现象。
优选的，所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.3-8.8，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌10-20min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1-2h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
本发明改性酚醛树脂粘结剂的制备步骤操作简单，易于控制，步骤(1)通过先加入多功能胺助剂对丙烯酸树脂进行pH值调节，能提高丙烯酸树脂与后续加入的酚醛树脂混溶性，进而促进丙烯酸树脂与酚醛树脂形成半互穿网络结构，使共混体系的柔韧性增强，提高复胶层的柔韧性和耐水性；而一并加入的聚醚改性硅油则增加复胶的粘度和韧性，降低成本。步骤(2)中加入的水和乙醇则起到水性溶剂的作用，能促进树脂及后续加入的消泡剂、流平剂的分散性，增加改性酚醛树脂粘结剂的流动性，使其易于涂覆于磨料层表面；加入的消泡剂着能消除粘结剂在制备过程中受搅拌产生的泡沫杂质，使得粘结剂的附着力和粘结强度不受泡沫影响，加入的流平剂则提高了粘结剂的涂覆延展性，提高了粘结剂的施工性能，并能降低改性酚醛树脂粘结剂的表面张力，增大树脂和磨料间的润湿性，减少由于张力梯度导致的缩孔等现象。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
优选的，所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸表面后，预干燥的温度为115-130℃，干燥时间为15-30min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为105-130℃，干燥时间为5-10h。
本发明环保型耐水砂纸的制备方法操作简便，易于控制，使制得的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好，质量稳定，可适用于大规模生产。其中，本发明的改性聚氨酯粘结剂在原纸上的涂附工艺条件为115-130℃下干燥15-30min达到表面初干，105-120℃下固化5-10h达到完全固化。而本发明的改性酚醛树脂粘结剂的固化条件为90-120℃下干燥15-30min达到表面初干，110-130℃下固化5-10h达到完全固化。因而本发明通过严格控制步骤S1中底胶的干燥温度及时间，能使底胶表面达到初干，再进行植砂，植砂方式为静电植砂，而严格控制步骤S2中复胶的干燥温度和时间，在升温至105-130℃过程中，复胶在15-30min内表面达到初干，并在后续的5-10h过程中，高温下使得底胶和复胶均固化完全，分别形成底胶层和复胶层。
本发明的有益效果在于：本发明通过采用特定的改性聚氨酯粘结剂制备底胶层，采用特定的改性酚醛树脂粘结剂制备复胶层，能使制得的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好，原料环保。
本发明环保型耐水砂纸的制备方法操作简便，易于控制，使制得的环保型耐水砂纸具有较佳的柔韧性和磨削效率，强度高，耐水性好，质量稳定，可适用于大规模生产。
附图说明
图1是本发明的局部截面示意图；
附图标记为：1—原纸、2—底胶层、3—磨料层、4—复胶层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
见图1，一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4，所述底胶层2由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层4由改性酚醛树脂粘结剂制成。
所述原纸1为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为110g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为0.25:1组成的混合物，所述磨料的颗粒粒径为50μm。
所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分组成，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000091
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2431；所述聚氨酯选自巴斯夫amuldur381A；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷；所述渗透剂为司盘。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；所述流平剂选自德国毕克化学BYK-323。
所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.3，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌25min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1h，制得改性聚氨酯粘结剂。
所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分组成，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000101
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2431热固型甲阶酚醛树脂；所述聚醚改性硅油选自道康宁DC-1248；所述丙烯酸树脂选自荷兰帝斯曼Neocryl A-1127。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；所述流平剂选自德国毕克化学BYK-323。
所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.3，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌10min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为115℃，干燥时间为30min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为105℃，干燥时间为10h。
实施例2
见图1，一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4，所述底胶层2由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层4由改性酚醛树脂粘结剂制成。
所述原纸1为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为105g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为2:1组成的混合物，所述磨料的颗粒粒径为35μm。
所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分组成，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000111
Figure BDA0002663244160000121
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2440；所述聚氨酯选自广州冠志PU-2418；所述硅烷偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷；所述渗透剂为吐温。
所述多功能胺助剂为法国索尔维AN-130；所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；所述流平剂选自毕克化学BYK-428。
所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.4，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌28min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1.2h，制得改性聚氨酯粘结剂。
所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分组成，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000122
Figure BDA0002663244160000131
所述酚醛树脂为选自济南圣泉集团PF-2440；所述聚醚改性硅油选自上海晟驰化工SS-8-12；所述丙烯酸树脂选自路博润Hycar26345。
所述多功能胺助剂为法国索尔维AN-130；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；所述流平剂选自毕克化学BYK-428。
所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.4，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌12min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1.2h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为118℃，干燥时间为26min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为110℃，干燥时间为8h。
实施例3
见图1，一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4，所述底胶层2由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层4由改性酚醛树脂粘结剂制成。
所述原纸1为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为120g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为1:1组成的混合物，所述磨料的颗粒粒径为60μm。
所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分组成，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000141
所述酚醛树脂选自无锡长冠化工PF-2127；所述聚氨酯选自德国拜耳U54；所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷；所述渗透剂为司盘。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；所述流平剂选自恒宇化工HY-3048。
所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.5，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌30min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1.5h，制得改性聚氨酯粘结剂。
所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分组成，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000142
Figure BDA0002663244160000151
所述酚醛树脂选自无锡长冠化工PF-2127；所述聚醚改性硅油选自道康宁OFX-0400；所述丙烯酸树脂选自路博润Hycar26796。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；所述流平剂选自德国毕克化学BYK-323。
所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.5，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌15min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1.5h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为123℃，干燥时间为23min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为115℃，干燥时间为7h。
实施例4
见图1，一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4，所述底胶层2由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层4由改性酚醛树脂粘结剂制成。
所述原纸1为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为130g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为3:1组成的混合物，所述磨料的颗粒粒径为68μm。
所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分组成，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000161
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2426；所述聚氨酯选自广东粤美化工AMS-2099；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷；所述渗透剂为吐温。
所述多功能胺助剂为法国索尔维AN-130；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.6，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌32min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1.8h，制得改性聚氨酯粘结剂。
所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分组成，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000171
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2440；所述聚醚改性硅油选自青岛中宝ZBH-207；所述丙烯酸树脂选自巴斯夫Acronal PS608。
所述多功能胺助剂为法国索尔维AN-130；所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.6，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌18min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1.8h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为126℃，干燥时间为18min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为120℃，干燥时间为6h。
实施例5
见图1，一种环保型耐水砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4，所述底胶层2由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层4由改性酚醛树脂粘结剂制成。
所述原纸1为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为140g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为4:1组成的混合物，所述磨料的颗粒粒径为70μm。
所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分组成，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000181
Figure BDA0002663244160000191
所述酚醛树脂选自无锡长冠化工PF-2130；所述聚氨酯选自德国拜耳U54；所述硅烷偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷；所述渗透剂为司盘。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；所述流平剂选自斯洛克8224。
所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.8，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌35min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌2h，制得改性聚氨酯粘结剂。
所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分组成，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002663244160000192
所述酚醛树脂选自济南圣泉集团PF-2431；所述聚醚改性硅油选自济南山海化工-204；所述丙烯酸树脂选自路博润Hycar26345。
所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95；所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；所述流平剂选自斯洛克8224。
所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.8，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌20min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌2h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
一种如上所述的环保型耐水砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为130℃，干燥时间为15min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为130℃，干燥时间为5h。
对比例1
一种砂纸，包括由下至上依次设置的原纸1、底胶层2、磨料层3和复胶层4。
所述原纸1为牛皮纸，原纸的克重为115g/m2；并采用醇酸树脂对原纸进行纸处理，所述磨料为碳化硅，所述磨料的颗粒粒径为60μm。
所述底胶层2包括如下重量份的原料：40份的环氧树脂E-51，30份的聚酰胺固化剂，9份的二甲苯；
底胶具体制备包括如下：按照重量份，将环氧树脂E-51搅拌，并在搅拌状态下将聚酰胺固化剂缓慢滴加至环氧树脂E-51中，然后加入二甲苯，搅拌均匀，制得底胶。
所述复胶层4包括如下重量份的原料：40份的环氧树脂E-51，30份的聚酰胺固化剂，15份的二甲苯；
复胶具体制备包括如下：按照重量份，将环氧树脂E-51搅拌，并在搅拌状态下将聚酰胺固化剂缓慢滴加至环氧树脂E-51中，然后加入五分之三用量的二甲苯，搅拌均匀，然后加入剩余的二甲苯，搅拌均匀，制得复胶。
一种如上所述的砂纸的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸1的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
所述步骤S1中，底胶涂覆于原纸1表面后，预干燥的温度为123℃，干燥时间为23min；所述步骤S2中，复胶涂覆于植砂面后，主干燥的温度为115℃，干燥时间为7h。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：
所述原纸1为牛皮纸，原纸的克重为115g/m2；并采用醇酸树脂对原纸进行纸处理，所述磨料为碳化硅，所述磨料的颗粒粒径为60μm。
对比例3
本对比例与上述实施例3的区别在于：
所述底胶层2包括如下重量份的原料：40份的环氧树脂E-51，30份的聚酰胺固化剂，9份的二甲苯；
底胶具体制备包括如下：按照重量份，将环氧树脂E-51搅拌，并在搅拌状态下将聚酰胺固化剂缓慢滴加至环氧树脂E-51中，然后加入二甲苯，搅拌均匀，制得底胶。
对比例4
本对比例与上述实施例3的区别在于：
所述复胶层4包括如下重量份的原料：40份的环氧树脂E-44，30份的二乙烯三胺固化剂，15份的二甲苯；
复胶具体制备包括如下：按照重量份，将环氧树脂E-44搅拌，并在搅拌状态下将二乙烯三胺固化剂缓慢滴加至环氧树脂E-44中，然后加入五分之三用量的二甲苯，搅拌均匀，然后加入剩余的二甲苯，搅拌均匀，制得复胶。
将上述实施例3、对比例1-4制得的砂纸进行耐折度、抗拉强度、断裂伸长率、抗张能量吸收等物理性能测试，并进行磨削效果测试，测试结果如下所示：
表1物理性能测试
Figure BDA0002663244160000221
由上述测试数据可知，采用本发明的原纸材料、底胶材料和复胶材料，制得的砂纸具有较佳的耐折度、抗拉强度、断裂伸长率、抗张能量吸收等物理性能测试，柔韧性好。
表2磨削效果测试
Figure BDA0002663244160000222
Figure BDA0002663244160000231
其中，所述磨削方式采用湿磨法，砂纸先浸泡水2h后进行打磨。用圆盘水磨机，打磨铝棒，每次30分钟。
由上述测试数据可知，采用本发明的原纸材料、底胶材料和复胶材料，制得的砂纸在相同时间内磨削量更大，磨削效率更高。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型耐水砂纸，其特征在于：包括由下至上依次设置的原纸、底胶层、磨料层和复胶层，所述底胶层由改性聚氨酯粘结剂制成，所述复胶层由改性酚醛树脂粘结剂制成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述原纸为国产免处理牛皮纸，原纸的克重为110-140g/m2；所述磨料由碳化硅和棕刚玉以重量比为0.25-4:1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述改性聚氨酯粘结剂由A1组分、B1组分和C1组分以重量比为100:1-40:0.1-1组成的混合物，所述A1组分、B1组分和C1组分分别包括如下重量份的原料：
Figure FDA0002663244150000011
4.根据权利要求3所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述酚醛树脂为热固型甲阶酚醛树脂；所述聚氨酯为单组份的水性聚氨酯乳液或水性聚氨酯分散液；所述硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述渗透剂为司盘、吐温中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述改性聚氨酯粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤一：按照重量份，往聚氨酯中加入多功能胺助剂，调节聚氨酯pH值至8.3-8.8，然后将聚氨酯加入至酚醛树脂中，常温搅拌25-35min，制得A1组分；
步骤二：按照重量份，往步骤一制得的A1组分中分批加入水，搅拌均匀，然后依次加入硅烷偶联剂、渗透剂、消泡剂、流平剂，再继续搅拌1-2h，制得改性聚氨酯粘结剂。
6.根据权利要求1所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述改性酚醛树脂粘结剂由A2组分、B2组分和C2组分以重量比为100:1-40:0.1-1组成的混合物，所述A2组分、B2组分和C2组分分别包括如下重量份的原料：
Figure FDA0002663244150000021
7.根据权利要求6所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述酚醛树脂为热固型甲阶酚醛树脂；所述聚醚改性硅油为热塑性树脂；所述丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸乳液。
8.根据权利要求3或6所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述多功能胺助剂为美国陶氏AMP-95或法国索尔维AN-130；所述消泡剂为渗透硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；所述流平剂为有机硅类流平剂。
9.根据权利要求6所述的一种环保型耐水砂纸，其特征在于：所述改性酚醛树脂粘结剂的制备包括如下步骤：
步骤(1)：按照重量份，往丙烯酸树脂中加入多功能胺助剂，调节丙烯酸树脂pH值至8.3-8.8，然后在搅拌状态下加入酚醛树脂和聚醚改性硅油，继续搅拌10-20min，制得A2组分；
步骤(2)：按照重量份，将水和乙醇混合，制得B2组分；然后将B2组分分批加入至步骤(1)制得的A2组分中搅拌均匀，然后依次加入消泡剂和流平剂，再继续搅拌1-2h，制得改性酚醛树脂粘结剂。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的环保型耐水砂纸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：取一原纸，在原纸的表面涂覆底胶，然后将磨料植砂于底胶的表面，再进行预干燥，制得植砂纸；
步骤S2：在步骤S1制得的植砂纸表面涂覆复胶，然后进行主干燥，制得环保型耐水砂纸，再收卷、回湿、静置，则制得成品。
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