CN116079581A - 一种叠片式发泡不织布研磨轮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叠片式发泡不织布研磨轮及其制备方法，该方法包括步骤：(1)将若干无纺布浸泡在环保浆料中，其中，所述环保浆料的制备原料，按重量份数计，包括磨料40‑60份、水20‑30份、乳化剂1‑2份、水性封闭型聚氨酯30‑60份、纳米二氧化硅水溶液5‑10份、发泡剂1‑4份和助剂0.5‑2份；(2)将带浆料的所述无纺布分别依次套在内管上，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；(3)将所述不织布研磨轮半成品进行烘烤、发泡固化，得到叠片式发泡不织布研磨轮。本发明叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法属于环保工艺，且工艺新颖、操作简单，制得的不织布研磨轮具有优良的切削力及良好的粗糙度，对板面效果好，无划痕。

Description

一种叠片式发泡不织布研磨轮及其制备方法
技术领域
本发明涉及研磨产品技术领域，更具体地涉及一种叠片式发泡不织布研磨轮及其制备方法。
背景技术
随着电子产品的发展，PCB线路板的需求越来越大，对PCB线路板的生产加工的要求及标准也随之提升。众所周知，在印刷线路板制作流程中一般要经过绿油前处理、外层干膜前处理、去毛刺和塞孔去除等几道表面处理工序，一般会采用研磨产品进行打磨，主要有陶瓷研磨轮、不织布研磨轮和尼龙研磨轮等研磨产品。针对密集塞孔树脂板来说，陶瓷刷硬度较高，弹性不好，对于孔口周边接触不好，不易研磨完全，如想把孔口周边完全研磨干净，就会导致其他位置减铜太多，而尼龙研磨轮切削力不够，因此，只能使用不织布研磨轮进行打磨。不织布研磨轮一般包括内管及位于内管外的研磨层，现有的不织布研磨轮分为卷紧式和放射状(例如CN110052976)的两大类，一般是使用无纺布喷砂或者辊砂的方式把磨料附上纤维上面，烘烤形成半成品不织布，再经过加工把半成品不织布卷起来浸胶成型形成卷紧式不织布研磨轮或者通过把半成品不织布裁成小长条拼成研磨轮，以浸胶或者发泡的方式做成放射状研磨轮，这两种工艺不环保且对产品易产生划伤。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种叠片式发泡不织布研磨轮及其制备方法，该方法属于环保工艺，且工艺简单，制得的不织布研磨轮具有优良的切削力及良好的粗糙度，对板面效果好，无划痕。
为了实现上述目的，本发明公开了一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将若干无纺布浸泡在环保浆料中，
其中，所述环保浆料的制备原料，按重量份数计，包括磨料40-60份、水20-30份、乳化剂1-2份、水性封闭型聚氨酯30-60份、纳米二氧化硅水溶液5-10份、发泡剂1-4份和助剂0.5-2份；
(2)将带浆料的所述无纺布分别依次套在内管上，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)将所述不织布研磨轮半成品进行烘烤、发泡固化，得到叠片式发泡不织布研磨轮。
与现有技术相比，本发明的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法中，首次开发出新的加工工艺配合环保浆料形成不织布研磨轮，其中，采用水作为载体分散磨料，磨料与发泡材料混合，让磨料的每一个微粒都被水和胶包裹着，彻底消除磨料结团的可能性，分散更均匀，且磨料不止是附着在纤维上面，而是通过胶体发泡磨料以附着在泡孔周围，磨料可占领的区域增多，团聚的可能性更低，然后一体发泡成型，得到叠片式发泡不织布研磨轮，具有优良的切削力及良好的粗糙度，对板面效果好，无划痕。且该方法属于环保工艺，工艺新颖且操作简单。
在一些实施例中，所述无纺布选自聚丙烯无纺布、聚酯无纺布和聚酰胺无纺布中的至少一种。
在一些实施例中，所述无纺布的克重为60-120g/m2。
在一些实施例中，无纺布呈圆形，优选为中间设有圆孔。进一步地，无纺布的外径为160mm，内径为35.4mm、48.1mm、60.8mm、73.5mm、86.2mm中的一者，但不限于此。
在一些实施例中，无纺布的数量可为但不限于200-500片。优选地，无纺布的数量可为但不限于280-400片。
在一些实施例中，所述环保浆料的制备方法如下：
将磨料、水、乳化剂和水性封闭型聚氨酯加入到乳化机中，经乳化后过滤，继续加入纳米二氧化硅水溶液、发泡剂和助剂，搅拌均匀，制得环保浆料。
在一些实施例中，所述磨料选自绿碳化硅、黑碳化硅、氧化铝、二氧化硅、氮化硼、空心二氧化硅、空心氧化铝中的至少一种。
在一些实施例中，所述磨料的粒径D50为1-120um，示例地，粒径D50为1-60um，60-120um，20-80um，50-100um。
在一些实施例中，水采用自来水、纯净水、去离子水等，优选为去离子水。
在一些实施例中，乳化剂为阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂和非离子型乳化剂的任意一种或一种以上。作为示例地，乳化剂为吐温20，但不限于此。
在一些实施例中，水性封闭型聚氨酯的固含量为35-60％，解封温度为130-150℃。有的实施例中，水性封闭型聚氨酯为25℃时粘度在5000cps以下的芳香族和脂肪族的任意一种或一种以上。
在一些实施例中，纳米二氧化硅水溶液是纳米二氧化硅溶于水得到，纳米二氧化硅水溶液的固含量为20-30％。
在一些实施例中，纳米二氧化硅水溶液的粒径D50为10-30nm。
在一些实施例中，发泡剂选自OBSH发泡剂(4,4-氧代双苯磺酰肼)，但不限于此。
在一些实施例中，发泡剂的分解温度为140-160℃。
在一些实施例中，助剂为增塑剂、稀释剂、增稠剂、pH调节剂、偶联剂和颜料中的一种或一种以上。作为示例地，助剂为偶联剂。
在一些实施例中，所述内管为空心管，选自电木管、棉布管、纸管、玻纤管和铝管中的任意一种。
在一些实施例中，所述内管的外径为30-90mm，示例地，内管的外径可为但不限于35.4mm、48.1mm、60.8mm、73.5mm、86.2mm中的一者；内管的内径为20-80mm，示例地，内管的内径可为但不限于25.4mm、38.1mm、50.8mm、63.5mm、76.2mm中的一者。
在一些实施例中，内管的长度为650-900mm，示例地，内管的长度可为但不限于650mm、700mm、750mm、800mm、850mm、900mm。
在一些实施例中，步骤(3)中，在烘烤之前，借助压缩模具将所述不织布研磨轮半成品从两端朝中间压缩，以获得所需规格的产品。
在一些实施例中，步骤(3)中，烘烤温度为80-90℃，时间为6-8h。
在一些实施例中，步骤(3)中，发泡固化温度为140-160℃，时间为2-4h。
在一些实施例中，步骤(2)中，将带浆料的所述无纺布先挤压出多余的浆料，再分别依次套在所述内管上，可回收浆料，降低成本。
相应地，本发明还提供一种叠片式发泡不织布研磨轮，采用上述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法所制得。
附图说明
图1展示本发明叠片式发泡不织布研磨轮的制备工艺图
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参考图1，展示本发明叠片式发泡不织布研磨轮的制备工艺图，该图1中包括内管10，内管10上套设有若干的带浆料的无纺布20，也就是说多片无纺布20依次套设在内管10上，在内管10的上方及下方为压缩模具，上方的模具可为带螺纹的压缩盖子30，可施加压力对套设在内管10上的多片无纺布20向下压缩，下方的模具可为内管堵头40，内管堵头40具有空腔及设有定位机构，工作时，内管10插入空腔，定位机构对叠加的无纺布进行限位，采用压缩盖子30从上方对叠加的无纺布施压，从而实现不织布研磨轮半成品从两端朝中间压缩，以获得所需规格的不织布研磨轮。
实施例1
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将聚酰胺无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保浆料中，
其中，环保浆料的制备如下：
将1000目黑碳化硅40份、水20份、吐温20 1份和40％固含量的水性封闭型芳香族聚氨酯(LP-811)40份加入到乳化机中，乳化2h然后过滤300目筛网，继续加入固含量20％粒径D50为15nm的纳米二氧化硅水溶液8份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)0.5份在搅拌机搅拌1h，制得环保浆料；
(2)采用2mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的浆料，将带浆料的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入330片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
实施例2
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将聚酰胺无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保浆料中，
其中，环保浆料的制备如下：
将1000目黑碳化硅45份、水20份、吐温20 1份和40％固含量的水性封闭型芳香族聚氨酯(LP-811)45份加入到乳化机中，乳化2h然后过滤300目筛网，继续加入固含量20％粒径D50为15nm的纳米二氧化硅水溶液8份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)0.5份在搅拌机搅拌1h，制得环保浆料；
(2)采用1.5mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的浆料，将带浆料的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入350片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
实施例3
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将聚丙烯无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保浆料中，
其中，环保浆料的制备如下：
将600目绿碳化硅40份、水25份、吐温20 1份和45％固含量的水性封闭型脂肪型聚氨酯(GF-6981)40份加入到乳化机中，乳化2h然后过滤200目筛网，继续加入固含量20％粒径D50为20nm的纳米二氧化硅水溶液10份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)0.7份在搅拌机搅拌1h，制得环保浆料；
(2)采用2mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的浆料，将带浆料的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入330片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
实施例4
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将聚酯无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保浆料中，
其中，环保浆料的制备如下：
将600目绿碳化硅60份、水25份、吐温20 1份和45％固含量的水性封闭型脂肪族聚氨酯(GF-6981)40份加入到乳化机中，乳化2h然后过滤200目筛网，继续加入固含量20％粒径D50为20nm的纳米二氧化硅水溶液8份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)1份在搅拌机搅拌1h，制得环保浆料；
(2)采用1.5mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的浆料，将带浆料的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入360片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
对比例1
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将1000目的喷砂黑碳化硅聚酰胺无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保胶水中，
其中，环保胶水的制备如下：
将水20份、吐温20 1份和40％固含量的水性封闭型芳香族聚氨酯(LP-811)40份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)0.5份在搅拌机搅拌1h，制得环保胶水；
(2)采用2mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的胶水，将带胶水的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入330片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
对比例2
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将万华PM200 MDI异氰酸酯30份装入双组分注胶机A料桶，将P1000聚醚多元醇63份、水0.8份、吐温20 0.4份和叔胺催化剂0.2份搅拌均匀后，装入双组分注胶机B料桶；
(2)将1000目的喷砂黑碳化硅聚酰胺无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，将圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入330片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，用双组分注胶机往里面注入聚氨酯发泡胶，常温发泡定型，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
对比例3
一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，包括步骤，
(1)将聚酰胺无纺布用车床裁成尺寸为86.2×160mm(内径×外径)的同心圆片，把裁好的圆形无纺布片浸泡在环保浆料中，
其中，环保浆料的制备如下：
将1000目黑碳化硅40份、异丙醇20份、吐温20 1份、MDA-100(4,4-二氨基二苯基甲烷)10份和双酚A型环氧树脂E51 40份加入到乳化机中，乳化2h然后过滤300目筛网，继续加入固含量20％粒径D50为15nm的纳米二氧化硅水溶液8份、4,4-氧代双苯磺酰肼发泡剂1.5份和偶联剂(KH-550)0.5份在搅拌机搅拌1h，制得环保浆料；
(2)采用2mm宽的滚轴设备压缩处理无纺布，挤压出多余的浆料，将带浆料的圆形无纺布片套在尺寸为660×76.2mm(长度×内径)的电木管上，总共放入330片，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)采用压缩模具将不织布研磨轮半成品的无纺布两头朝中间压缩到固定尺寸650mm，放进电热鼓风烘箱80℃烘烤8h，升高温度至150℃发泡固化4h，制得叠片式发泡不织布研磨轮。
进一步地，对实施例1-4和对比例1-3制得的叠片式发泡不织布研磨轮进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，测试项目及测试仪器如下：
硬度：采用邵氏硬度C针测试；
粗糙度：采用三丰粗糙度测试仪测试；
切削力和板面效果：采用单刷研磨机及塞孔树脂覆铜板测试。
表1性能测试结果
Figure BDA0004090444770000091
Figure BDA0004090444770000101
由表1数据可知，相较对比例1-3而言，本发明实施例1-4得到叠片式发泡不织布研磨轮，具有优良的切削力及良好的粗糙度，对板面效果好，无划痕。主要是因本发明的不织布研磨轮的加工方式及磨料的分布所带来的，本发明的发泡方式可以让磨料不只是附在纤维上面，而是像陶瓷研磨轮那样分布在气孔的周边，因此，其既有陶瓷刷不俗的切削力，又含有不织布的弹性，可以更好的兼容各类产品，同时，以水作为载体不仅环保，还可实现磨料分散效果好，且该方法属于环保工艺，工艺新颖且操作简单。
对比例1-2中均采用喷砂布料，磨料主要集中在纤维上，容易结团导致划痕的产生，而磨料分布不均匀，研磨同步脱落性不好，粗糙度较大，切削力下降。
对比例3中利用有机溶剂及油性胶水，磨料在有机溶剂中分散效果不好，容易结团，导致划痕产生，但油性胶强度及脆性较大，相对于实施例1来说，表现硬度及切削力较大。
以上实施例包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指本发明的全部实施案例。具体实施中结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，包括步骤，
(1)将若干无纺布浸泡在环保浆料中，
其中，所述环保浆料的制备原料，按重量份数计，包括磨料40-60份、水20-30份、乳化剂1-2份、水性封闭型聚氨酯30-60份、纳米二氧化硅水溶液5-10份、发泡剂1-4份和助剂0.5-2份；
(2)将带浆料的所述无纺布分别依次套在内管上，以堆叠的形式组成不织布研磨轮半成品；
(3)将所述不织布研磨轮半成品进行烘烤、发泡固化，得到叠片式发泡不织布研磨轮。
2.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，所述无纺布选自聚丙烯无纺布、聚酯无纺布和聚酰胺无纺布中的至少一种。
3.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，所述环保浆料的制备方法如下：
将磨料、水、乳化剂和水性封闭型聚氨酯加入到乳化机中，经乳化后过滤，继续加入纳米二氧化硅水溶液、发泡剂和助剂，搅拌均匀，制得环保浆料。
4.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，所述磨料选自绿碳化硅、黑碳化硅、氧化铝、二氧化硅、氮化硼、空心二氧化硅、空心氧化铝中的至少一种。
5.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，所述内管为空心管，选自电木管、棉布管、纸管、玻纤管和铝管中的任意一种。
6.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在烘烤之前，借助压缩模具将所述不织布研磨轮半成品从两端朝中间压缩。
7.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，烘烤温度为80-90℃，时间为6-8h。
8.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，发泡固化温度为140-160℃，时间为2-4h。
9.如权利要求1所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将带浆料的所述无纺布先挤压出多余的浆料，再分别依次套在所述内管上。
10.一种叠片式发泡不织布研磨轮，其特征在于，如权利要求1-9任一项所述的叠片式发泡不织布研磨轮的制备方法所制得。
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