CN113927494B - 一种研磨带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及研磨和抛光技术领域，具体而言，涉及一种研磨带及其制备方法。研磨带包括依次层叠设置的基材层、预涂层、底胶层和复胶层，以及附着在所述底胶层上的磨料；所述预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第一胶粘剂80～120份，偶联剂0.1～5份，填料10～30份，稀释剂10～50份和固化剂10～20份；所述第一胶粘剂包括聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂。本发明通过在基材层和底胶层之间增加主要由第一胶粘剂、偶联剂以及固化剂等特定组分及其用量制得的预涂层，能够增强基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，从而提高研磨带的研磨效果和使用寿命。

Description

一种研磨带及其制备方法
技术领域
本发明涉及研磨和抛光技术领域，具体而言，涉及一种研磨带及其制备方法。
背景技术
聚酯薄膜基材平整度好、抗拉强度高、伸长率小，与传统的布基和纸基砂带相比，薄膜基研磨带的胶层、磨料分布更均匀，粘结性能更均衡，能够对被抛光对象的平整度、光洁度、精准度得到有效的控制，不易产生划伤，且可以保持均匀持续的切削力以及更佳的表面精度。此外，聚酯薄膜耐水耐油，干磨湿磨均可使用。因此，薄膜基研磨带被广泛应用于汽车发动机零部件曲轴、凸轮轴、不锈钢轧辊以及橡胶辊等高精工件的抛光。
随着生产工艺水平不断提高，市场对精密研磨带的需求也日益广泛，人们需要更高水平的研磨带来满足实际生产的需求，尤其是在精密金属零部件、橡胶辊方面的研磨、抛光。
但是，当前薄膜基植砂产品是直接在薄膜基材上涂附底胶，然后植砂、复胶而制得产品。由于薄膜平整度好、润湿性差，这样的产品薄膜基材与胶粘剂的结合力较差，容易出现磨料与胶粘剂一起脱落的问题，从而导致研磨效果差、使用寿命差。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种研磨带，通过在基材层和底胶层之间增加主要由第一胶粘剂、偶联剂以及固化剂等特定组分及其用量制得的预涂层，能够增强基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，从而提高研磨带的研磨效果和使用寿命。解决了现有技术中研磨带在使用过程中出现的薄膜基材与胶层结合力差、磨料和胶粘剂脱落从而导致研磨效果差、使用寿命差等问题。
本发明的第二目的在于提供一种所述的研磨带的制备方法，该方法有利于进一步提高基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，提高研磨带的耐用强度、使用寿命和研磨效果。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种研磨带，包括依次层叠设置的基材层、预涂层、底胶层和复胶层，以及附着在所述底胶层表面的磨料；
其中，所述预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第一胶粘剂80～120份，偶联剂0.1～5份，填料10～30份，稀释剂10～50份和固化剂10～20份；
所述第一胶粘剂包括聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂。
本发明提供的研磨带，在基材层和底胶层之间增加了预涂层，该预涂层主要由聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂组成的第一胶粘剂、偶联剂、填料、稀释剂以及固化剂并采用特定的用量制得，该预涂层能够增强基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，使基材层与底胶层、磨料牢牢结合在一起，因此在使用时磨料不易脱落，明显提高了研磨带的耐用强度，使得研磨面均一性更好，研磨效果更佳，延长了研磨带的使用寿命，减少了频繁更换研磨带的时间，提高了生产效率，同时也降低了使用者的生产成本。
因此，本发明提供的研磨带具有研磨性能好、研磨效果更佳、耐用强度高、使用寿命长、缩短研磨时间和降低研磨成本等优点。
同时，由于常规的研磨带中的底胶要兼顾基材与磨料、复胶层三者的关系，考虑胶粘剂与基材的结合性能，要求胶粘剂与基材之间有较高的剥离强度；考虑研磨带的耐用性则要求胶粘剂具有较高的硬挺性。而这两者之间相互矛盾，胶层太硬则整体胶层剥离强度差、胶层易脱落，造成研磨带失效；胶层较软，剥离强度虽然高，但底胶层对磨料的把持力不够，磨料容易脱落，造成研磨带失效。因此，单独的一层底胶层已经不能满足研磨带产品的使用要求，需要解决底胶既有硬挺性又有耐剥离的矛盾问题。
基于此，本发明通过引入预涂层，能够很好的解决上述矛盾问题。
具体地，本发明通过引入一层软硬适度的预涂层来充当基材层与底胶层结合的桥梁，既能与基材层产生很好的附着力，又能与相对偏硬一些的底胶有很好的结合。
此外，本发明以聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂作为预涂层中的第一胶粘剂，第一胶粘剂与基材层和底胶层均有较强的结合力，第一胶粘剂能够很好的润湿基材，提高基材与预涂层之间的结合力。并且，本发明通过在预涂层中在添加偶联剂，偶联剂能够很好的将基材与第一胶粘剂“偶联”起来，从而进一步提高基材层与预涂层之间的结合力，提高研磨带的使用寿命。
在本发明一些具体的实施例中，所述第一胶粘剂的质量份数还可以选择85份、90份、95份、100份、105份、110份或115份；所述偶联剂的质量份数还可以选择0.3份、0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份、3份、4份或4.5份；所述填料的质量份数还可以选择13份、15份、18份、20份、22份、25份、27份或29份；所述稀释剂的质量份数还可以选择15份、20份、25份、30份、35份、40份或45份；所述固化剂的质量份数还可以选择11份、12份、14份、15份、16份、18份或19份。
更优选地，所述预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第一胶粘剂100份，偶联剂0.1～5份，填料10～30份，稀释剂10～50份和固化剂10～20份。
优选地，所述基材层所选用的材料包括聚酯薄膜；
优选地，所述基材层经过电晕处理。
其中，聚酯薄膜(PET薄膜)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经拉伸制成的薄膜材料。
电晕处理是一种电击处理，是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电。
聚酯薄膜基材属于非极性材料，表面能偏低，一般的胶粘剂对它的粘附力很小，为了解决这一问题，本发明采用高频率电压在被处理的聚酯薄膜表面放电，一方面空气电离后产生的各种离子在强电场的作用下冲击薄膜，诱发薄膜表面分子的化学键断裂而降解，以增加表面粗糙度；另一方面放电时产生的臭氧使聚酯分子氧化，产生羰基与过氧化物等极性较强的基团，从而增加了聚酯薄膜表面的附着能力。
在未进行电晕处理前，PET薄膜的表面能约为42达因/厘米；在电晕处理后其表面能达到55达因/厘米以上，表面能提高了30％左右。因此，本发明通过对PET薄膜进行电晕处理，大大改善了PET薄膜与预涂层中第一胶粘剂的结合能力。
同时，根据极性相近原则，聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂与PET薄膜以及底胶层有更强的结合力，能够进一步提高PET薄膜基材与预涂层以及磨料之间的结合力。
因此，本发明通过将PET薄膜基材进行电晕处理，并采用增加预涂层的方法相结合，能够将PET薄膜基材与底胶更好的结合到一起，从而提高底胶层以及磨料在PET薄膜基材上的附着力，大大提高研磨带的寿命。
优选地，所述丙烯酸树脂包括羟基丙烯酸树脂。
优选地，所述第一胶粘剂包括聚氨酯树脂和丙烯酸树脂的二者混合，所述聚氨酯树脂和所述羟基丙烯酸树脂的质量比为5～7:3～5，可以选择5:3、5:4、5:5、6:3、6:4、6:5、7:3、7:4或7:5。
羟基丙烯酸树脂是由苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯等硬单体和丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等软单体以及丙烯酸羟乙(丙)酯、甲基丙烯酸羟乙(丙)酯等含羟基的功能单体为原料，在分子链调节剂的作用下，经自由基聚合制备的一种丙烯酸树脂。
所述第一胶粘剂采用上述质量比范围的聚氨酯树脂和丙烯酸树脂的二者混合，有利于更进一步提高PET薄膜基材与预涂层以及磨料之间的结合力，且其软硬适度适宜，既能更好的与基材层产生很好的附着力，又能更好的与相对偏硬一些的底胶有很好的结合。
优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂；
优选地，所述硅烷偶联剂包括脲基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和异氰酸酯基硅烷偶联剂中的至少一种。
所述脲基硅烷偶联剂包括3-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂，其具有优异的粘性，能够提高树脂的附着力和耐水性。
在本发明一些具体的实施例中，所述环氧基硅烷偶联剂包括A-1160硅烷偶联剂和/或KBM-403硅烷偶联剂。其中，KBM-403硅烷偶联剂又称为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；A-1160硅烷偶联剂又称γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，A-1160硅烷偶联剂中含有反应性环氧丙氧基和甲氧基团。
在本发明一些具体的实施例中，所述氨基硅烷偶联剂包括KBM-903硅烷偶联剂，其又称为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，其能改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。
在本发明一些具体的实施例中，所述异氰酸酯基硅烷偶联剂包括KBE-9007偶联剂，其是一种含有异腈酸盐基作为有机官能基的硅烷偶联剂。
通过采用上述种类的偶联剂，能够更好的提高基材层与预涂层以及磨料之间的结合力，提高研磨带的使用寿命。
优选地，所述磨料包括氧化铝和/或碳化硅。
磨料是指锐利、坚硬的材料，用以磨削较软的材料表面。
本发明提供的磨料更利于研磨、抛光汽车发动机零部件曲轴、凸轮轴、不锈钢轧辊以及橡胶辊等高精工件。
优选地，所述底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第二胶粘剂60～140份，填料10～20份，流平剂0.1～1份，稀释剂10～50份和固化剂10～30份；
优选地，所述第二胶粘剂包括聚氨酯树脂和/或环氧树脂。
底胶要兼顾薄膜基材与磨料、复胶层三者的关系。首先底胶要和基材结合牢固，要求胶粘剂与基材之间有较高的剥离强度；考虑研磨带的耐用性则要求胶粘剂具有较高的硬挺性。而这两者之间相互矛盾，胶层太硬则整体胶层剥离强度差、胶层易脱落，造成研磨带失效；胶层较软，剥离强度虽然高，但底胶层对磨料的把持力不够，磨料容易脱落，造成研磨带失效。
本发明预涂层的引入增加了底胶和基材的剥离强度，能够保证一定剥离强度下使用更硬的胶黏剂。因此，本发明提供的底胶采用聚氨酯树脂和/或环氧树脂，能够提高强度。
在本发明一些具体的实施例中，所述第二胶粘剂的质量份数还可以选择65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、120份或130份；所述填料的质量份数还可以选择11份、12份、13份、15份、16份、18份或19份；所述流平剂的质量份数还可以选择0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份；所述稀释剂的质量份数还可以选择15份、20份、25份、30份、35份、40份或45份；所述固化剂的质量份数还可以选择12份、15份、18份、20份、25份、27份或29份。
更优选地，所述底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第二胶粘剂100份，填料10～20份，流平剂0.1份，稀释剂10～50份和固化剂10～30份。
优选地，所述聚氨酯树脂和所述环氧树脂的质量比为5～9:1～5，可以选择5:1、5:2、5:3、5:4、5:5、6:1、6:2、6:3、6:4、6:5、7:1、7:2、7:3、7:4、7:5、8:1、8:2、8:3、8:4、8:5、9:1、9:2、9:3、9:4或9:5。
通过采用上述质量比范围的聚氨酯树脂和环氧树脂的混合物，有利于进一步提高底胶的强度，从而提高研磨带的耐用性能。
优选地，所述复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第三胶粘剂70～130份，填料10～20份，流平剂0.3～1份，稀释剂10～50份和固化剂20～40份；
优选地，所述第三胶粘剂包括羟基丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种；
优选地，所述羟基丙烯酸树脂、所述环氧树脂和所述酚醛树脂的质量比为1～3:4～7:1～3，可以选择1:4:1、1:5:1、1:6:1、1:7:1、1:4:2、1:5:2、1:6:2、1:7:2、1:4:3、1:5:3、1:6:3、1:7:3、2:4:1、2:5:1、2:6:1、2:7:1、2:4:2、2:5:2、2:6:2、2:7:2、2:4:3、2:5:3、2:6:3、2:7:3、3:4:1、3:5:1、3:6:1、3:7:1、3:4:2、3:5:2、3:6:2、3:7:2、3:4:3、3:5:3、3:6:3或2:7:3。
环氧树脂分子带有环氧基以及极性羟基等活性官能团，粘接强度高，力学性能好，但其耐热性差；酚醛树脂耐热性好且硬度高，能够使得复胶层耐热且坚硬；环氧树脂中的环氧基团和酚醛树脂中酚羟基能相互反应，形成强韧性的交联结构，从而提高复胶层性能。羟基丙烯酸树脂具有较好的流平性，可使复胶层在涂覆过程中保持较好的平整性，有利于露出磨料的尖端。
通过采用上述质量比范围的羟基丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂的混合物，有利于进一步提高复胶层与底胶层的粘结强度，并提高复胶层的硬度、耐热性以及平整性，更有利于磨料尖端露出。
在本发明一些具体的实施例中，所述第三胶粘剂的质量份数还可以选择75份、80份、85份、90份、95份、100份、110份、120份或125份；所述填料的质量份数还可以选择12份、14份、16份、18份或19份；所述流平剂的质量份数还可以选择0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份或0.9份；所述稀释剂的质量份数还可以选择15份、20份、25份、30份、35份、40份或45份；所述固化剂的质量份数还可以选择25份、28份、30份、32份、34份、36份或38份。
更优选地，所述复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第三胶粘剂100份，填料10～20份，流平剂0.3份，稀释剂10～50份和固化剂20～40份。
优选地，在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述填料包括硅灰石、滑石粉和碳酸钙中的至少一种。
在本发明一些具体的实施方式中，所述预涂层中的填料、所述底胶层中的填料和所述复胶层中的填料的种类可以相同，也可以不同。
硅灰石属于单链硅酸盐矿物，主要成分是Ca3Si3O9，三斜晶系，通常呈片状、放射状或纤维状集合体，白色微带灰色，玻璃光泽，解理面上珍珠光泽，硬度4.5～5.0，主要产于酸性侵入岩与石灰岩的接触变质带，是构成矽卡岩的主要矿物成分。
滑石粉的主要成分是滑石含水的硅酸镁，其具有润滑性、耐火性、抗酸性以及绝缘性好，熔点高，化学性不活泼，遮盖力良好，柔软，光泽好，吸附力强等优点。
采用上述种类的填料有利于进一步提高研磨带的硬度和强度。
优选地，在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述稀释剂包括二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙酸丁酯和丁酮中的至少一种。
在本发明一些具体的实施方式中，所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中的稀释剂的种类可以相同，也可以不同。
稀释剂是指为了降低稀释树脂所加入的溶剂，稀释剂能够降低树脂的粘度，与树脂混溶性良好。
本发明提供的上述种类的稀释剂有利于降低第一胶粘剂和/或第二胶粘剂和/或第三胶粘剂的粘度，从而提高预涂层和/或底胶层和/或复胶层的制备原料的均匀性。
优选地，在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述固化剂包括异氰酸酯固化剂；
优选地，所述异氰酸酯固化剂包括基于TDI的加成物或者三聚体，基于MDI的加成物，基于IPDI的三聚体，以及，基于的HDI二聚体、三聚体或五聚体中的至少一种。
其中，TDI是指甲苯二异氰酸酯，MDI是指二苯基甲烷二异氰酸酯，IPDI是指异佛尔酮二异氰酸酯，HDI是指六亚甲基二异氰酸酯。
在本发明一些具体的实施方式中，所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中的固化剂的种类可以相同，也可以不同。
在本发明一些具体的实施例中，在所述底胶层和/或所述复胶层中，所述流平剂包括BYK-348、BYK-349和Tego-410中的至少一种。
其中，BYK-348流平剂是水性系统用有机硅表面活性剂，它使表面张力强烈降低，从而提高底材的润湿性和流平性。BYK-349流平剂能够降低表面张力，从而增进底材的湿润、流动性和流平性。Tego-410流平剂具有改善流动/流平，减少缩孔效果。
本发明还提供了如上所述的研磨带的制备方法，包括如下步骤：
在基材层的表面涂覆预涂层的原料混合物，进行一次干燥后，再涂覆底胶层的原料混合物；
然后将磨料附着在所述涂覆后的底胶层上，进行二次干燥，再涂覆复胶层的原料混合物，进行三次干燥后固化，得到所述研磨带。
采用上述制备方法有利于进一步提高基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，提高研磨带的耐用强度、使用寿命和研磨效果。
优选地，所述基材层在涂覆之前，对所述基材层的材料进行电晕处理。
在进行电晕处理后，基材的表面能可提高30％左右，从而大大改善基材薄膜与胶粘剂的结合能力，有利于进一步提高研磨带的耐用强度、使用寿命和研磨效果。
优选地，所述电晕处理的放电电压为5000～15000V/m2，包括但不限于5500V/m2、6000V/m2、7000V/m2、8000V/m2、9000V/m2、10000V/m2、11000V/m2、12000V/m2、13000V/m2、14000V/m2、14500V/m2中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；
优选地，所述电晕处理的电压频率为15kHz～25kHz，包括但不限于16kHz、17kHz、18kHz、19kHz、20kHz、21kHz、22kHz、23kHz、24kHz中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
采用上述范围的放电电压和电压频率有利于进一步提高基材的表面能，从而进一步提高基材层与底胶层以及磨料之间的结合力。
优选地，所述磨料通过静电植砂的方式附着在所述底胶层上。
静电植砂技术是一种新型植砂方式，与传统的重力植砂相对应。在涂覆磨具生产过程中，静电植砂是指利用高压静电场、依靠磨料的电学性能，使磨料成为带电体而被吸附在涂覆有粘结剂的基材上，形成具有优良磨削性能的砂带。
本发明通过静电植砂将磨料附着在底胶层上，有利于提高研磨效果以及研磨带的使用寿命。
优选地，所述一次干燥和/或所述二次干燥和/或所述三次干燥的温度为60～110℃，包括但不限于65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃和105℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；
优选地，所述一次干燥和/或所述二次干燥和/或所述三次干燥的时间为1～60min，包括但不限于5min、10min、20min、30min、40min、50min和55min中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
优选地，所述固化的温度为60～100℃，包括但不限于65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃和95℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；
优选地，所述固化的时间为24～72h，包括但不限于30h、35h、40h、45h、50h、55h、60h、65h和70h中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
采用上述干燥温度、干燥时间、固化温度以及固化时间有利于进一步提高基材层与底胶层以及磨料之间的结合力。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的研磨带，在基材层和底胶层之间增加了预涂层，该预涂层主要由聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂组成的第一胶粘剂、偶联剂、填料、稀释剂以及固化剂并采用特定的用量制得，该预涂层能够增强基材层与底胶层以及磨料之间的结合力，使基材层与底胶层、磨料牢牢结合在一起，因此在使用时磨料不易脱落，明显提高了研磨带的耐用强度，延长了研磨带的使用寿命，提高了生产效率，降低了生产成本，且研磨效果佳，研磨面均一性好。
(2)本发明提供的研磨带中的预涂层软硬度适宜，预涂层作为基材层与底胶层结合的桥梁，既能与基材层产生很好的附着力，又能与相对偏硬一些的底胶有很好的结合，增强了研磨带的耐用性。
(3)本发明以聚氨酯树脂和/或丙烯酸树脂作为预涂层中的第一胶粘剂，以经过电晕处理表面能提高30％左右的PET薄膜作为基材，第一胶粘剂与基材层和底胶层均有较强的结合力，能很好的润湿基材，从而显著提高基材与预涂层之间的结合力。
(4)本发明通过在预涂层中在添加特定种类的偶联剂，其能够很好的将基材与第一胶粘剂“偶联”起来，从而进一步提高基材层与预涂层之间的结合力，提高研磨带的使用寿命。
(5)本发明提供的底胶采用聚氨酯树脂和/或环氧树脂，在保证一定剥离强度下提高了底胶的强度和硬度，从而提高了研磨带的耐用性。
(6)本发明提供的复胶层通过采用羟基丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂，提高了复胶层与底胶层的粘结强度，同时提高了复胶层的硬度、耐热性以及平整性，更有利于磨料尖端露出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的研磨带的结构示意图；
图2为本发明实验例提供的磨削后的研磨片的照片；
图3为本发明实验例提供的磨削后的另一研磨片的照片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明以下各实施例提供的研磨带均为静电植砂研磨带，其结构示意图如图1所示，包括依次涂覆连接的基材层、预涂层、底胶层和复胶层，以及通过静电植砂附着在底胶层上的磨料。
实施例1
本实施例提供的研磨带的基材层所选用的材料为经过电晕处理的PET薄膜；磨料为碳化硅；
预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂50份，羟基丙烯酸树脂50份，A-1160硅烷偶联剂0.1份，硅灰石15份，甲苯10份和异氰酸酯固化剂10份；
底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂90份，环氧树脂10份，硅灰石10份，流平剂BYK-348 0.1份，甲苯10份和异氰酸酯固化剂10份；
复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：羟基丙烯酸树脂30份，环氧树脂40份，酚醛树脂30份，硅灰石10份，流平剂BYK-348 0.3份，甲苯50份和异氰酸酯固化剂20份。
本实施例提供的研磨带的制备方法包括如下步骤：
(1)对PET薄膜进行电晕处理，电晕处理的放电电压为10000V/m2；电晕处理的电压频率为20kHz；
(2)将预涂层的制备原料全部混合均匀后，通过辊将其涂覆在经过电晕处理的PET薄膜的表面上，然后在60℃下烘干20min，得到具有预涂层和基材层的复合层材料；
(3)将底胶层的制备原料全部混合均匀后，通过辊将其涂覆在预涂层的表面上，然后将磨料通过静电植砂的方法附着在混均后的底胶层的制备原料上，在80℃下烘干30min后，得到具有底胶层、预涂层、基材层以及磨料的复合层材料；
(4)将复胶层的制备原料全部混合均匀后，通过辊将其涂覆在底胶层的表面上，然后在100℃下烘干40min，再将其置于100℃的固化炉中固化72h，得到所述研磨带。
实施例2
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层、磨料以及研磨带的制备方法均与实施例1相同；但底胶层和复胶层的组成不同。
其中，底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂70份，环氧树脂30份，硅灰石15份，流平剂BYK-348 0.1份，甲苯20份和异氰酸酯固化剂20份；
复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：羟基丙烯酸树脂20份，环氧树脂70份，酚醛树脂10份，硅灰石20份，流平剂BYK-348 0.3份，甲苯10份和异氰酸酯固化剂40份。
实施例3
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层、磨料以及研磨带的制备方法均与实施例1相同；但底胶层和复胶层的组成不同。
其中，底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂50份，环氧树脂50份，硅灰石20份，流平剂BYK-348 0.1份，甲苯50份和异氰酸酯固化剂30份；
复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：羟基丙烯酸树脂15份，环氧树脂65份，酚醛树脂20份，硅灰石15份，流平剂BYK-348 0.3份，甲苯15份和异氰酸酯固化剂30份。
实施例4
本实施例提供的研磨带的基材层、底胶层以及研磨带的制备方法均与实施例1相同；复胶层与实施例2相同。但预涂层和磨料的组成与实施例1和2均不同。
本实施例选用的磨料为氧化铝；
本实施例提供的预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂60份，羟基丙烯酸树脂40份，A-1160硅烷偶联剂0.2份，硅灰石15份，甲苯30份和异氰酸酯固化剂12份。
实施例5
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层以及研磨带的制备方法均与实施例4相同；但磨料为碳化硅；底胶层与实施例2相同；复胶层与实施例3相同。
实施例6
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层以及研磨带的制备方法均与实施例4相同；但磨料为碳化硅；底胶层与实施例3相同；复胶层与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供的研磨带的基材层、底胶层以及研磨带的制备方法均与实施例1相同；复胶层与实施例2相同。但预涂层和磨料的组成与实施例1和2均不同。
本实施例所选用的磨料为氧化铝；
本实施例提供的预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂70份，羟基丙烯酸树脂30份，A-1160硅烷偶联剂5份，硅灰石30份，甲苯50份和异氰酸酯固化剂20份。
实施例8
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层以及研磨带的制备方法均与实施例7相同；但磨料为碳化硅；底胶层与实施例2相同；复胶层与实施例3相同。
实施例9
本实施例提供的研磨带的基材层、预涂层以及研磨带的制备方法均与实施例7相同；但磨料为碳化硅；底胶层与实施例3相同；复胶层与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供的研磨带的基材层所选用的材料为未经过电晕处理的PET薄膜；磨料为氧化铝；
预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂50份，羟基丙烯酸树脂30份，KBM-903硅烷偶联剂1份，滑石粉10份，乙酸乙酯20份和异氰酸酯固化剂15份；
底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：聚氨酯树脂60份，环氧树脂20份，滑石粉17份，流平剂BYK349 0.5份，乙酸丁酯30份和异氰酸酯固化剂15份；
复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：羟基丙烯酸树脂30份，环氧树脂70份，酚醛树脂30份，碳酸钙10份，流平剂Tego410 0.7份，甲苯30份和异氰酸酯固化剂25份。
本实施例提供的研磨带的制备方法与实施例1基本相同，区别在于：第一，步骤(1)中电晕处理的放电电压为6000V/m2，电压频率为15kHz；第二，步骤(4)中的烘干温度为110℃，烘干时间为60min，固化温度为60℃，固化时间为30h。
对比例1
本对比例提供的研磨带的基材层、磨料、底胶层以及研磨带的制备方法均与实施例2相同；复胶层与实施例3相同。但不含有预涂层。
对比例2
本对比例提供的研磨带与实施例1基本相同，区别在于：第一；将预涂层中的聚氨酯树脂50份和羟基丙烯酸树脂50份替换为环氧树脂100份；第二，去掉预涂层中的A-1160硅烷偶联剂。
实验例1
将上述实施例1～10和对比例1～2制得的研磨带裁成边长为5mm的正六边形研磨片，利用深圳荣邦制造的抛光机，按照以下步骤进行磨削实验：
(1)将裁切好的含有磨料的正六边形研磨片用双面胶粘附在研磨块上，保证接触面平整。
(2)将表面平滑的不锈钢板置于研磨机上，保证不锈钢板面高度一致。
(3)将研磨块置于研磨机上，并在研磨面均匀滴入少量去离子水。
(4)设定压力为500g，转速为180rpm，设定好研磨时间1min，按动开关，开始研磨。
(5)时间到，取下金属研磨块，用去离子水清洗干净后，观察研磨片表面有无破损。如有破损则终止，无破损则继续重复步骤(3)～(5)，直到研磨片表面有破损终止。
通过研磨片出现破损的时间来对比产品的寿命。测试结果如表1所示。
表1各组磨削实验结果
Figure BDA0003327480500000171
Figure BDA0003327480500000181
通过上表1可以看出，按照一般植砂生产工艺的对比例1的磨削结果最差，2min即出现了研磨片破损即胶层脱落的现象。而本发明实施例1-10的磨削结果明显好于对比例1。
尤其是实施例5的磨削结果最好，这也说明了软硬适中的预涂层和稍硬性的底胶结合使用，会使研磨带的使用寿命得到明显提高。
上述实施例5和对比例1磨削后的研磨片的照片分别如图2和图3所示。从图2和图3能够看出，对比例1磨削后的研磨片出现了多处破损，而实施例5磨削后的研磨片表面状态良好。
上述对比例2选用较硬的环氧树脂作为预涂层。由于环氧树脂柔韧性差，和基材附着性能差，所以并不能增加研磨带的磨削效果，其磨削效果和按照一般工艺生产的对比例1相当。
由此可见，本发明提供的研磨带具有优越的研磨性能，良好的附着力和使用寿命，解决了薄膜基材与胶层结合力差、磨料和胶粘剂易脱落等缺陷。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (8)

1.一种研磨带，其特征在于，包括依次层叠设置的基材层、预涂层、底胶层和复胶层，以及附着在所述底胶层表面的磨料；
所述基材层所选用的材料为聚酯薄膜；所述基材层经过电晕处理；所述电晕处理的放电电压为5000～15000V/m2；所述电晕处理的电压频率为15kHz～25kHz；
其中，所述预涂层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第一胶粘剂80～120份，偶联剂0.1～5份，填料10～30份，稀释剂10～50份和固化剂10～20份；
所述第一胶粘剂为聚氨酯树脂和丙烯酸树脂；
所述丙烯酸树脂包括羟基丙烯酸树脂；
所述聚氨酯树脂和所述羟基丙烯酸树脂的质量比为5～7:3～5；
所述偶联剂包括硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂包括脲基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和异氰酸酯基硅烷偶联剂中的至少一种；
所述磨料为碳化硅；
所述磨料用于研磨、抛光汽车发动机零部件曲轴、凸轮轴、不锈钢轧辊以及橡胶辊高精工件；
所述底胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第二胶粘剂60～140份，填料10～20份，流平剂0.1～1份，稀释剂10～50份和固化剂10～30份；所述第二胶粘剂包括聚氨酯树脂和环氧树脂，且所述聚氨酯树脂和所述环氧树脂的质量比为5～9:1～5；
所述复胶层主要由按照质量份数计的如下组分制得：第三胶粘剂70～130份，填料10～20份，流平剂0.3～1份，稀释剂10～50份和固化剂20～40份；所述第三胶粘剂包括羟基丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂，且所述羟基丙烯酸树脂、所述环氧树脂和所述酚醛树脂的质量比为1～3:4～7:1～3。
2.根据权利要求1所述的研磨带，其特征在于，在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述填料包括硅灰石、滑石粉和碳酸钙中的至少一种；
在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述稀释剂包括二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、环己酮、乙酸丁酯和丁酮中的至少一种；
在所述预涂层、所述底胶层和所述复胶层中，所述固化剂包括异氰酸酯固化剂。
3.根据权利要求2所述的研磨带，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂包括基于TDI的加成物或三聚体，基于MDI的加成物，基于IPDI的三聚体，以及，基于的HDI二聚体、三聚体或五聚体中的至少一种。
4.如权利要求1～3任一项所述的研磨带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基材层的表面涂覆预涂层的原料混合物，进行一次干燥后，再涂覆底胶层的原料混合物；
然后将磨料附着在所述涂覆后的底胶层上，进行二次干燥，再涂覆复胶层的原料混合物，进行三次干燥后固化，得到所述研磨带。
5.根据权利要求4所述的研磨带的制备方法，其特征在于，所述基材层在涂覆之前，对所述基材层的材料进行电晕处理。
6.根据权利要求4所述的研磨带的制备方法，其特征在于，所述磨料通过静电植砂的方式附着在所述底胶层上。
7.根据权利要求4所述的研磨带的制备方法，其特征在于，所述一次干燥和/或所述二次干燥和/或所述三次干燥的温度为60～110℃，时间为1～60min。
8.根据权利要求4所述的研磨带的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为60～100℃，时间为24～72h。
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