CN112643562A - 一种高强度超柔软砂带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度超柔软砂带，包括基材、底胶、磨料、复胶及超涂层；基材采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶为在基材上涂覆的酚醛改性树脂；底胶植有磨料；磨料涂覆复胶及超涂层；其中，超涂层包括：改性酚醛100份；PVA5‑20份；丙烯酸乳液5‑20份；吸热材料5‑50份；润滑材料1‑5份。本发明提供的高强度超柔软砂带，采用高湿模量人造丝处理的布基作为基材提高了砂带的拉伸强度，保证了柔软布砂带在金属抛光磨削时不会断裂；同时复胶提高了粘结强度及扛冲击性，在砂带磨削过程中起到促进磨削、降温、防堵塞等作用；超涂层可以起到吸热、防堵塞，防止磨削烧伤工件的效果。本发明还涉及一种高轻度超柔软砂带的制备方法。

Description

一种高强度超柔软砂带及其制备方法

技术领域

本发明涉及砂轮技术领域，具体涉及一种高强度超柔软砂带及其制备方法。

背景技术

目前国内市场主要的柔软布基涂附磨具产品广泛应用于装修、家居行业的油漆打磨，汽车抛光等领域，以中低端产品为主。而在合金类的精密器械、精密工具的抛光等高端领域对柔软兼具高强度的砂带的要求越来越高。柔软兼顾高强度的软布砂带产品国内技术一直未突破。

因此，有必要研发高强度超柔软砂带及其制备方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度超柔软砂带及其制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

本发明提供一种高强度超柔软砂带，包括基材、底胶、磨料、复胶及超涂层；

所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基；

所述底胶为在所述基材上涂覆的酚醛改性树脂；

所述底胶植有所述磨料；所述磨料涂覆所述复胶及所述超涂层；

其中，所述超涂层包括：

进一步地，所述吸热材料作为超涂层的填料，为在酚醛树脂中加入氟化钠。

进一步地，所述润滑材料为硬脂酸锌及聚酯粉末。

进一步地，所述复胶包括：

进一步地，所述助剂至少包括有机硅消泡剂、阳离子润湿剂、硅烷偶联剂中的之一。

进一步地，所述活性填料包括碳酸钙、高岭土、硅酸钙、冰晶石、石英粉中的至少之一。

进一步地，所述磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉。

相应地，本发明还提供一种高强度超柔软砂带的制备方法，用于制造如上任一项所述的高强度超柔软砂带，包括：

S1、基材开卷；

S2、在基材上涂覆底胶，在底胶上植入磨料；

S3、在磨料上涂覆所述复胶及所述超涂层；

其中，所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基；

所述底胶为在所述基材上涂覆的酚醛改性树脂；

所述超涂层包括：

进一步地，所述底胶的干燥温度80～100℃，干燥时间1.5～2h；

所述复胶的干燥温度90～110℃，干燥时间1～2h；

所述超涂层的干燥温度90～120℃，干燥时间1～2h。

进一步地，所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基的过程，包括：

采用人造丝为布基原料进行织造；

表面处理，去除布基表面的绒毛；

拉伸布基，经向拉伸强度1150～1250N/5cm，纬向强度450～500N/5cm，以降低布基延伸率；

将布基通过含有胶料的浸渍槽浸渍；

将布基通过涂层机刮涂；对布基进行压光处理并收卷，得到处理后的布基。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的高强度超柔软砂带，采用高湿模量人造丝处理的布基作为基材提高了砂带的拉伸强度，保证了柔软布砂带在金属抛光磨削时不会断裂；同时复胶提高了粘结强度及扛冲击性，在砂带磨削过程中起到促进磨削、降温、防堵塞等作用；超涂层可以起到吸热、防堵塞，防止磨削烧伤工件的效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中一种高强度超柔软砂带的结构示意图。

附图标记说明：

1、基材；2、底胶；3、磨料；4、复胶；5、超涂层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种高强度超柔软砂带，包括基材1、底胶2、磨料3、复胶4及超涂层5。底胶2与复胶4的重量比例为0.75。

基材1采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶2为在基材1上涂覆的酚醛改性树脂；底胶2植有磨料3；磨料3涂覆复胶4及超涂层5；其中，超涂层5包括：

具体地，在超涂层5中，改性酚醛及丙烯酸的恰当配比是实现高强度及柔软度的保障。丙烯酸乳液为超低TG的丙烯酸乳液，超低TG的丙烯酸乳液的玻璃化转变温度的范围在-20到-10。具体地，改性酚醛是通过加入烷基酚改性剂将具有韧性的柔性长链分子接枝到酚醛树脂主链上，使酚醛接上柔性长链，再与甲醛制得改性酚醛。

使用的吸热材料作为超涂层的填料，吸热材料为在酚醛树脂中加入氟化钠。酚醛树脂与氟化钠的重量份为100：5-50；优选地，填料中还可添加其他氟化盐，例如合成冰晶石、氟化钙等，以提高吸热作用，并提供催融、润滑作用，防止磨削烧伤工件。

润滑材料为硬脂酸锌及聚酯粉末。硬脂酸锌作为常用的润滑剂，在硬脂酸锌中加入聚酯粉末可以改善砂带的切削性能，优选地，硬脂酸锌及聚酯粉末的重量份比例为1:1,经多次试验配比，在1：1的比例下，砂带的柔软度及切削性能更好。

改性酚醛作为超涂层的粘结剂，加入聚乙烯醇PVA、超低TG丙烯酸乳液优选出粘结剂配比，在比例为20:1-4:1-4时，粘结性能最好，得到的砂带的强度最优。

此外，根据个性化需要，可以在超涂层5中加入颜料1-10份。

本发明通过合理配料的超涂层5可以起到吸热、防堵塞、防止磨削烧伤工件，且提高了砂带的柔软度及切削性能。

具体地，底胶2采用改性酚醛树脂，改性酚醛主要通过加入烷基酚改性剂将具有韧性的柔性长链分子接枝到酚醛树脂主链上，使酚醛接上柔性长链，再与甲醛制得改性酚醛，可以兼顾柔软度与粘接强度。本发明针对多种底胶配方的试验数据如下：

从图表看出酚醛改性树脂较理想。其优点是柔软且韧性好、粘接好、耐水耐油、尺寸稳定，与磨料和基材有良好的润湿性。

复胶4包括：酚醛树脂60-100份；非反应型增韧剂5-30份；活性填料50-80份；助剂0.1-0.5份。具体地，非反应型增韧剂为聚醚多元醇。

酚醛树脂为涂附磨具的重要粘结剂，但在本发明中不仅仅考虑粘接性能，还需要添加不同种类的填料和其他助剂提高抗冲击性，提高耐热性能，降低成本，其中活性填料为无机填料，活性填料包括碳酸钙、高岭土、硅酸钙、冰晶石、石英粉中的至少之一，活性填料可以在磨削过程中起到促进磨削、降温、防堵塞等作用。

其中，助剂至少包括有机硅消泡剂、阳离子润湿剂、硅烷偶联剂中的之一。主要有润湿基材、提高磨料与粘结剂的粘结强度、改善填料在酚醛树脂中的润湿性和分散性等作用。

磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉。

相应地，本发明还提供一种高强度超柔软砂带的制备方法，用于制造如上任一项的高强度超柔软砂带，包括：

S1、基材1开卷；

S2、在基材1上涂覆底胶2，在底胶2上植入磨料3；

S3、在磨料3上涂覆复胶4及超涂层5；

其中，S1中的基材采用高湿模量人造丝处理的布基；

S2中的底胶为在基材上涂覆的酚醛改性树脂；

S3中的超涂层包括：

底胶的干燥温度80～100℃，干燥时间1.5～2h；

复胶的干燥温度90～110℃，干燥时间1～2h；

超涂层的干燥温度90～120℃，干燥时间1～2h。

基材采用高湿模量人造丝处理的布基的过程，包括：

(1)采用高湿模量人造丝为布基原料进行织造；

(2)表面处理，去除布基表面的绒毛；

(3)拉伸布基，经向拉伸强度1150～1250N/5cm；，纬向强度450～500N/5cm，以降低布基延伸率；

(4)将布基通过含有胶料的浸渍槽浸渍；浸渍后，布基在80～95℃下干燥，随后在170～185℃高温定型；

(5)将布基通过涂层机刮涂；刮涂后，布基在80～95℃下干燥；

(6)对布基进行压光处理并收卷，得到处理后的布基。

具体步骤(1)中，布基以人造丝为原料，经向采用双股气流纺纱线，纬向采用粗细交替的并线方式，织造组织为2/1缎纹，织造密度为90～100×40～60。

采用高湿模量人造丝(rayon)进行织造，其特点是高强低延、高耐磨、质地柔软；经向采用双股气流纺纱线，纬向采用粗细交替的并线方式，织造组织为2/1缎纹，布基密度为90～100*40～60，纱线支数为(16～40)/2*16～30，克重＜190G/CM2，厚度＞0.3MM，经向强度＞1200N，纬向强度＞450N，经向气流纬向环锭。

将布基通过烧毛机，烧毛机通过火口与布基的距离及火焰强度来调整表面处理的工艺达到除去表面绒毛的目的。

步骤3)中，将布基通过拉伸机，经向拉伸率在6％～12％，纬向收缩率在8％～20％来达到降低延伸率的目的。拉伸后的布基的经向强度为1150～1250N/5cm；纬向强度450～500N/5cm，保证柔软布砂带在金属抛光磨削时不会断裂。

优选的，所述步骤4)中，胶料包括如下材料：

改性树脂 10～30重量份；

乳液 70～90重量份；

渗透剂 0.1～1重量份；

胶料的粘度为10CPS～200CPS，pH值为7-8，具体地，pH值大于7小于8时为最优。

上述步骤中先经干燥去除低沸点溶剂，之后高温定型使浸渍胶料固化成型，所得胶料层紧实均匀，避免直接高温烘干使低沸点溶剂快速气化形成胶料层缺陷，导致其在后期容易脱落。且上述干燥温度下，胶料中的改性树脂、乳液及渗透剂与人造丝结合。

优选的，所述步骤5)中，布基通过涂层机刮涂所用涂料包括如下材料：

涂料的粘度为1000CPS～10000CPS，pH值大于7小于8。

采用上述组分的涂料对坯布进行刮浆，调整布基通过涂层机刮刀时的空隙控制正面刮涂量在40g/cm2，背面刮浆的刮涂量为50g/cm2。

优选的，所述改性树脂为脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂中的任意一种或两种以上的混合物。

优选的，所述的乳液为丁腈、丁苯、白乳胶、丙烯酸、聚氯乙烯、聚氨酯中的任意一种或两种以上的混合物。

优选的，所述的填料为碳酸钙、硅灰石、滑石粉、硫酸钙中的任意一种或两种以上的混合物。

优选的，所述的颜料为金属的氧化物、硫化物、硫酸盐、无机盐、炭黑或酞青染料中的任意一种。

具体地，步骤4)中按比重取改性树脂10～30重量份、乳液70～90重量份、渗透剂0.1～1重量份，使胶料充分进入纤维内部，调整粘度在10CPS～200CPS，pH值为6-8，连续搅拌均匀注入浸渍槽中，布基通过浸渍槽扎车在一定的挤压压力下3BAR-5BAR,充分浸渍，使胶料充分进入纤维，然后通过彩虹桥干燥70-160°干燥3MIN。再进入烘房进行160-190°的高温定型3MIN并收卷。其中乳液最优选用纯丙烯酸乳液，渗透液为阴离子渗透剂。

步骤5)中按比重取改性树脂10～30重量份、乳液70～90重量份、填料10～50重量份、消泡剂0.1～1重量份、润湿剂0.1～1重量份、颜料1～5重量份；调整涂料的粘度为1000CPS～10000CPS，pH值大于7，连续搅拌均匀注入涂层机，布基通过刮刀在一定的间隙下达到刮涂量40-100g/cm2，通过温度为70-160°彩虹桥干燥3MIN后收卷。

本发明提供的高强度超柔软砂带，采用高湿模量人造丝处理的布基作为基材提高了砂带的拉伸强度，保证了柔软布砂带在金属抛光磨削时不会断裂；同时复胶提高了粘结强度及扛冲击性，在砂带磨削过程中起到促进磨削、降温、防堵塞等作用；超涂层可以起到吸热、防堵塞，防止磨削烧伤工件的效果。

具体参见以下实施例。

实施例1：

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂5g,碳酸钙50g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：改性酚醛100g,PVA为5g,超低TG丙烯酸乳液5g,吸热材料5g,润滑材料5g。具体地，吸热材料包括酚醛树脂4.76g,氟化钠0.24g,润滑材料包括硬脂酸锌1g及聚酯粉末1g。

实施例2：

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：改性酚醛100g,PVA为12g,超低TG丙烯酸乳液12g,吸热材料28g,润滑材料3g。具体地，吸热材料包括酚醛树脂5g,氟化钠0.26g,润滑材料包括硬脂酸锌1.5g及聚酯粉末1.5g。

实施例3：

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：改性酚醛100g,PVA为20g,超低TG丙烯酸乳液20g,吸热材料50g,润滑材料5g。具体地，吸热材料包括酚醛树脂10,氟化钠0.52g,润滑材料包括硬脂酸锌2.5g及聚酯粉末2.5g。

实施例4：

相对于实施例2，底胶不使用改性酚醛。

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：改性酚醛100g,PVA为12g,超低TG丙烯酸乳液12g,吸热材料28g,润滑材料3g。具体地，吸热材料包括酚醛树脂5g,氟化钠0.26g,润滑材料包括硬脂酸锌1.5g及聚酯粉末1.5g。

实施例5：

相对于实施例3，超涂层中不使用超低TG丙烯酸乳液。

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：改性酚醛100g,PVA20g,吸热材料50g,润滑材料5g。具体地，吸热材料包括吸热材料包括酚醛树脂10,氟化钠0.52g,润滑材料包括硬脂酸锌2.5g及聚酯粉末2.5g。

实施例6：

相对于实施例3，超涂层中不使用改性酚醛。

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；超涂层包括：普通酚醛100g,PVA20，超低TG丙烯酸乳液12g，吸热材料50g,润滑材料5g。具体地，吸热材料包括酚醛树脂10,氟化钠0.52g润滑材料包括硬脂酸锌2.5g及聚酯粉末2.5g。

对比例1：

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂5g,碳酸钙50g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；无超涂层。

对比例2：

基材选用采用高湿模量人造丝处理的布基；底胶采用改性酚醛树脂；磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉；复胶包括：酚醛树脂100g,非反应型增韧剂15g,碳酸钙65g,有机硅消泡剂0.1g,阴离子润湿剂0.1g,硅烷偶联剂0.1g；无超涂层。

上述实施例与对比例的实验数据如下表所示。

由上表可以看出，底胶中使用改性酚醛，且在超涂层中使用改性酚醛与超低TG丙烯酸乳液的合理配比，可以实现高强度超柔软的砂带。

对上述实施例采用的布基处理方法为采用人造丝为布基原料进行织造；进行表面处理，去除布基表面的绒毛；将布基通过拉伸机，经向拉伸率在12％，纬向收缩率在20％；将布基通过含有胶料的浸渍槽浸渍；浸渍后，布基在90℃下干燥，随后在190℃高温定型；胶料包括改性树脂10重量份；乳液70重量份；渗透剂0.1重量份；胶料的粘度为10CPS，pH值为6；将布基通过涂层机刮涂；刮涂后，布基在70℃下干燥；涂层机刮涂所用涂料包括改性树脂10重量份；乳液70重量份；填料10重量份；消泡剂0.1重量份；润湿剂0.1重量份；颜料1重量份；涂料的粘度为1000CPS，pH值为8；对布基进行压光处理并收卷，得到处理后的布基。

发明提供的高强度超柔软砂带，采用高湿模量人造丝处理的布基作为基材提高了砂带的拉伸强度，保证了柔软布砂带在金属抛光磨削时不会断裂；同时复胶提高了粘结强度及扛冲击性，在砂带磨削过程中起到促进磨削、降温、防堵塞等作用；超涂层可以起到吸热、防堵塞，防止磨削烧伤工件的效果。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种高强度超柔软砂带，其特征在于，包括基材、底胶、磨料、复胶及超涂层；

所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基；

所述底胶为在所述基材上涂覆的酚醛改性树脂；

所述底胶植有所述磨料；所述磨料涂覆所述复胶及所述超涂层；

其中，所述超涂层包括：

2.如权利要求1所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述吸热材料作为超涂层的填料，为在酚醛树脂中加入氟化钠。

3.如权利要求1所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述润滑材料为硬脂酸锌及聚酯粉末。

4.如权利要求1所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述复胶包括：

5.如权利要求4所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述助剂至少包括有机硅消泡剂、阳离子润湿剂、硅烷偶联剂中的之一。

6.如权利要求4所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述活性填料包括碳酸钙、高岭土、硅酸钙、冰晶石、石英粉中的至少之一。

7.如权利要求1所述的高强度超柔软砂带，其特征在于，所述磨料为表面镀依刚玉的高性能煅烧半脆刚玉。

8.一种高强度超柔软砂带的制备方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-7任一项所述的高强度超柔软砂带，包括：

S1、基材开卷；

S2、在基材上涂覆底胶，在底胶上植入磨料；

S3、在磨料上涂覆所述复胶及所述超涂层；

其中，所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基；

所述底胶为在所述基材上涂覆的酚醛改性树脂；

所述超涂层包括：

9.如权利要求8所述的高强度超柔软砂带的制备方法，其特征在于，

所述底胶的干燥温度80～100℃，干燥时间1.5～2h；

所述复胶的干燥温度90～110℃，干燥时间1～2h；

所述超涂层的干燥温度90～120℃，干燥时间1～2h。

10.如权利要求9所述的高强度超柔软砂带的制备方法，其特征在于，所述基材采用高湿模量人造丝处理的布基的过程，包括：

采用人造丝为布基原料进行织造；

表面处理，去除布基表面的绒毛；

拉伸布基，经向拉伸强度1150～1250N/5cm，纬向强度450～500N/5cm，以降低布基延伸率；

将布基通过含有胶料的浸渍槽浸渍；

将布基通过涂层机刮涂；

对布基进行压光处理并收卷，得到处理后的布基。

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