CN117506750A - 一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块及制备方法，该树脂磨块由如下重量份数计的组分制备而成：改性树脂液20‑30份，固化剂15‑30份，稀释剂1‑3份，泡沫铜粉10‑30份，PVB粉3‑10份，白炭黑1‑5份，绿硅5‑15份，金刚石5‑15份；改性树脂液由质量比为1：(1‑3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51制备而成。本磨块能提高磨块的锋利度和使用寿命，且抛光打磨所得陶瓷大板表面无磨花，砖面平整度高，日光灯下光线无弯曲。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷加工领域，尤其涉及一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块及制备方法。
背景技术
陶瓷大板是一种由陶土、矿石等多种无机非金属材料经1200℃高温煅烧等生产工艺制成的。陶瓷大板相比其他瓷砖产品，具有规格大、硬度大、性能稳定、安全牢固、环保健康、装饰性强等特性。其主要用于建筑空间墙地面装饰，衣柜饰面板、橱柜面板等家具装饰以及门饰面板。
但是由于其生产规格大(如3600mm×1600mm×15.5mm)，板面平整度较差，在抛光生产中存在水波纹现象，降低客户的成品率。
陶瓷大板在最终成品之前，需要进行抛磨处理，具体包括粗磨、中磨、精磨，粗磨主要是去除陶瓷大板表面进行修形，保持大致几何形状与粗糙度，粗磨能提高抛磨效率，减少后续打磨过程中磨具的磨损。中磨为在粗磨之后的工序，用于进一步打磨陶瓷大板表面的不平整地方磨平，方便后续通过精磨在陶瓷大板表面进行上光。
现有陶瓷大板抛光过程中，中磨工序均采用热压树脂磨块，其结构如图1所示，其配方主要由如下重量份数的组分经过热压工序制备而成：粉末状的酚醛树脂50-60份，氧化锌5-10份，绿硅20-30份，氧化铝5-10份，玻纤粉3-10份，碳酸钙3-10份，金刚石10-15份。根据中磨的抛磨需要，中磨磨块中金刚石的粒度为0.04-0.07mm，绿硅的颗粒度为300-800目。
然而，这种热压树脂磨块在粗磨抛光过程中寿命较短，磨块较脆，磨块周缘容易烂齿，掉渣，导致陶瓷面板产生磨花。且不能保证陶瓷大板的平整度。
因此，本专利主要针对中磨研发一种既能提高磨块的锋利度和使用寿命，又能保证被加工的陶瓷大板砖面平整度的磨块。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块。
本发明的目的之二在于提供一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，由如下重量份数计的组分制备而成：改性树脂液20-30份，固化剂15-30份，稀释剂1-3份，泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；
所述改性树脂液由质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51制备而成。
进一步地，所述改性树脂液的制备方法如下：将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h。
进一步地，所述泡沫铜粉的孔隙率为60-95％、平均孔径为0.2-4mm。
进一步地，所述固化剂选自脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、聚酰胺固化剂中的一种。
进一步地，所述稀释剂选自环氧树脂活性稀释剂AGE、苯乙烯、乙醇中的一种。
进一步地，所述PVB粉的颗粒度为300-500目。
进一步地，所述白炭黑的颗粒度为300-500目。
进一步地，所述绿硅的颗粒度为300-800目。
进一步地，所述金刚石的粒度为0.04-0.07mm。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块的制备方法，包括如下步骤：
(1)树脂液的改性处理
将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h，取出备用，得到改性树脂液；
(2)树脂磨料液的制作
磨料粉按照如下重量份数计的组分进行配料：泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；将上述磨料粉过46#筛网，然后放入烘箱进行烘干，以去除粉料中的水分，烘箱的温度设置为55-65℃，保温0.5-1h；然后将烘好的粉料倒入三维混料机内进行混料，混料1-2h，取出备用，得到磨料粉；
向搅拌桶内加入步骤(1)制备得到的改性树脂液20-30份、稀释剂1-3份；然后加入混合好的磨料粉，并搅拌均匀，最后加入固化剂15-30份，搅拌均匀，得到树脂磨料液；
(3)树脂磨块固化
将模具放入模具槽中，将步骤(2)混合好的树脂磨料液倒入模具内，将胶垫放到模具上方，使树脂液和胶垫接触，然后向胶垫施压，打开超声波装置和加热装置，设置超声频率为1500-1600w，超声时间为0.5-1h，加热装置的加热温度为50-80℃，压制时间为1-3h，进行超声与热压固化，固化完全后取出，即可针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明应用在中磨工序中的磨块采用泡沫金属结合液态树脂制得树脂磨块代替现有中磨工序的热压树脂磨块，一方面能够提高磨块的锋利度和使用寿命，另一方面，能够提高抛光的打磨效果，所得的陶瓷大板表面无磨花，砖面平整度高，日光灯下光线无弯曲。
具体地，本发明应用在中磨工序中的磨块更注重锋利度，需要保证能把粗磨工序产生或遗留的砖面磨花消除的同时，磨块自身也不能产生磨花。在中磨磨块中，通过加入泡沫金属Cu粉，由于其具有三维立体通孔，孔隙率较高，达60-95％以上，在压力作用下能够迅速恢复原状，这种特性使得含有泡沫铜制成的磨块，具有一定压缩、防震减振、缓冲性能，在加工板材接触时具有一定的韧性，能有效防止加工板材出现破碎、产生磨花现象，有效提高磨块的整体强度，提高锋利度。添加改性液态树脂与泡沫金属铜粉、其余磨料填料、金刚石形成三维网状结构，增加金属颗粒与树脂之间结合力，从而使磨块的整体强度提高，不容易出现折断现象。而本发明的树脂液经过改性后，使其固化之后的强度更高，进一步延长磨块使用寿命。
相比其他金属，本发明所选的泡沫金属铜其比重轻，用其制成的磨块整体重量偏低，在抛磨工作时电机负载变小，使锋利度提高。
另外，中磨工序的树脂磨块结构采用圆柱形，一方面，圆柱形磨块相比较长方形磨块，其表面无尖角形状，在树脂液浇注成型时，液体不会受到表面张力作用，从而使夹角产生孔隙。另一方面，每一个圆柱体都是单独的加工体，具有独立的磨削面，可以加工到粗磨工序中没有磨削掉的凹层，进一步提高砖面的磨削效果。
(2)在磨块制备方法中，本发明将液体树脂部分浇注到模具中，固化成型时引入超声波设备，液体树脂配方中含有泡沫金属铜，其孔隙率大，在开启超声波固化过程中超声波空化所产生的高速微射流强化了溶液的搅拌作用，加强了树脂液中粉料的运动，金刚石及其他填料更容易进入到孔隙中，增加结合力，减小了分散层厚度和浓度梯度，保证树脂液和粉料均匀混合。
(3)本新型树脂磨块固化成型后不需要在另外安排粘贴胶垫工序和/或魔术贴，在浇注树脂液固化成型时磨块就与胶垫粘附在一起，加工工序更为简化，成本更低。
附图说明
图1为现有陶瓷大板中磨工序的热压树脂磨块(对比例9)的结构示意图；
图2为本发明较佳实施例树脂磨块的立体示意图；
图3为本发明对比例经中磨工序后的陶瓷大板表面留有划痕的示意图；
图4为本发明对比例经中磨工序后的陶瓷大板表面在灯光下不平整的示意图。
具体实施方式
下面，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。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明提供一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，由如下重量份数计的组分制备而成：改性树脂液20-30份，固化剂15-30份，稀释剂1-3份，泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；
所述改性树脂液由质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51制备而成。
作为进一步优选方案，所述改性树脂液的制备方法如下：将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h。
作为进一步优选方案，所述泡沫铜粉的孔隙率为60-95％、平均孔径为0.2-4mm。
作为进一步优选方案，所述固化剂选自脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、聚酰胺固化剂中的一种。
作为进一步优选方案，所述稀释剂选自环氧树脂活性稀释剂AGE、苯乙烯、乙醇中的一种。
作为进一步优选方案，所述PVB粉的颗粒度为300-500目。
作为进一步优选方案，所述白炭黑的颗粒度为300-500目。
作为进一步优选方案，所述绿硅的颗粒度为300-800目。
作为进一步优选方案，所述金刚石的粒度为0.04-0.07mm。
本发明还提供一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块的制备方法，包括如下步骤：
(1)树脂液的改性处理
将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h，取出备用，得到改性树脂液；
(2)树脂磨料液的制作
磨料粉按照如下重量份数计的组分进行配料：泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；将上述磨料粉过46#筛网，然后放入烘箱进行烘干，以去除粉料中的水分，烘箱的温度设置为55-65℃，保温0.5-1h；然后将烘好的粉料倒入三维混料机内进行混料，混料1-2h，取出备用，得到磨料粉；
向搅拌桶内加入步骤(1)制备得到的改性树脂液20-30份、稀释剂1-3份；然后加入混合好的磨料粉，并搅拌均匀，最后加入固化剂15-30份，搅拌均匀，得到树脂磨料液；
(3)树脂磨块固化
将模具放入模具槽中，将步骤(2)混合好的树脂磨料液倒入模具内，将胶垫放到模具上方，使树脂液和胶垫接触，然后向胶垫施压，打开超声波装置和加热装置，设置超声频率为超声频率为35-45KHz，超声时间为0.5-1h，加热装置的加热温度为50-80℃，压制时间为1-3h，进行超声与热压固化，固化完全后取出，即可针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块。
胶垫是连接磨块与抛光机安装位的配件，现有技术中需要将加工得到的磨块通过粘接的方式固定在胶垫上或者贴上魔术贴，方便后续抛光时将模块安装在抛光机上。在本工序中，本树脂磨块固化成型后不需要在另外安排粘贴胶垫工序和/或魔术贴，在浇注树脂液固化成型时磨块就与胶垫粘附在一起，加工工序更为简化，成本更低。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-实施例3以及对比例1-9
分别按下表1中的配比称取原料，按照表1后的制备方法制作树脂磨块，对应得到不同实施例的树脂磨块，具体详见表1：
表1实施例1-3原料配比表
| 实例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 改性树脂液(20-30份) | 22 | 25 | 28 |
| 固化剂(15-30份) | 17 | 26 | 20 |
| 稀释剂(1-3份) | 1 | 2 | 3 |
| 泡沫铜粉(10-30份) | 12 | 20 | 27 |
| PVB粉(3-10份) | 5 | 6 | 8 |
| 白炭黑(1-5份) | 1.5 | 4 | 4 |
| 绿硅(5-15份) | 6 | 10 | 13 |
| 金刚石(5-15份) | 7 | 10 | 14 |
其中，表1中改性树脂液由如下方法制备而得：将质量比为1：2的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量10％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中1.5h。
固化剂选自CYD-N1403固化剂，稀释剂选自活性稀释剂AGE，泡沫铜粉的孔隙率为60-95％、平均孔径为0.2-4mm。PVB粉的颗粒度为350目，白炭黑的颗粒度为400目，绿硅的颗粒度为500目，金刚石的粒度为0.04-0.07mm。
对比例1
与实施例2相比，对比例1的区别在于改性树脂液由单一树脂液环氧树脂E44制备而成，即改性树脂液的制备方法如下：将环氧树脂E44与上述树脂液含量10％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中1.5h；其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例2
与实施例2相比，对比例2的区别在于改性树脂液由单一树脂液酚醛环氧树脂F51制备而成，即改性树脂液的制备方法如下：将酚醛环氧树脂F51与上述树脂液含量10％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中1.5h；其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例3
与实施例2相比，对比例3的区别在于改性树脂液由环氧树脂E44与环氧树脂E51制备而成，即改性树脂液的制备方法如下：将质量比为1：2的环氧树脂E44与环氧树脂E51进行混合，再加入上述树脂液总含量10％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中1.5h；其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例4
与实施例2相比，对比例4的区别在于常规铜粉代替泡沫铜粉，其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例5
与实施例2相比，对比例5的区别在于泡沫铜粉的用量为0份，其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例6
与实施例2相比，对比例6的区别在于白炭黑的用量为0份，其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例7
与实施例2相比，对比例7的区别在于PVB粉的用量为0份，其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例8
与实施例2相比，对比例8的区别在于树脂磨块的制备方法中，步骤(3)不增加超声固化的过程，直接热压成型，即超声频率和超声时间均为0，其余用量与加工条件与实施例2相同。
对比例9
对比例9为现有常规的树脂磨块，其配方如下：粉末状的酚醛树脂50份，氧化锌10份，绿硅25份，氧化铝8份，玻纤粉3份，碳酸钙7份，金刚石12份。金刚石的粒度为0.04-0.07mm，绿硅的颗粒度为500目。
各实例树脂磨块的制备方法，包括如下步骤：
(1)树脂液的改性处理
将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h，取出备用，得到改性树脂液；
(2)树脂磨料液的制作
磨料粉按照表1的组分配比进行配料，将上述泡沫铜粉、PVB粉、白炭黑、绿硅、金刚石磨料粉过46#筛网，然后放入烘箱进行烘干，以去除粉料中的水分，烘箱的温度设置为60℃，保温1h；然后将烘好的粉料倒入三维混料机内进行混料，混料1.5h，取出备用，得到磨料粉；
按照表1的组分配比，向搅拌桶内加入步骤(1)制备得到的改性树脂液、稀释剂；然后加入上述混合好的磨料粉，并搅拌均匀，最后加入固化剂，搅拌均匀，得到树脂磨料液；
(3)树脂磨块固化
将模具放入模具槽中，将步骤(2)混合好的树脂磨料液倒入模具内，将胶垫放到模具上方，使树脂液和胶垫接触，然后向胶垫施压，打开超声波装置和加热装置，设置超声频率为超声频率为40KHz，超声时间为1h，加热装置的加热温度为70℃，压制时间为2h，进行超声与热压固化，固化完全后取出，即可针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块。
效果评价及性能检测
对实施例1-3以及对比例1-9磨块的性能进行检测，检测项目及结果参见表2。
1.磨块锋利度测试
使用游标卡尺测定锋利度，测量加工前与加工后的陶瓷大板的厚度变化，即吃板深度。结果以板厚(mm)呈现。吃板深度越大，磨块越锋利。
2.磨块使用寿命测试方法
将磨块安装在抛光机上，在抛光过程中，陶瓷表面出现抛磨质量时停止抛磨，记录磨块的最长抛磨加工时间，结果以小时(h)记录。
3.抛磨效果测试
将各实例中的磨块安装在48头抛光机上，对规格为3600mm×1600mm×15.5mm的陶瓷大板以相同的中磨抛光条件进行抛光，观察陶瓷大板表面是否平整，是否存在磨花的情况，平整度采用日光灯下观察，光线平整无弯曲，说明抛光效果越好。
表2为各实例磨块性能测试数据
如上表以及附图1-4所示，相较于对比例9传统的热压树脂磨块，本发明应用在中中磨工序中的磨块采用含有泡沫金属及液态树脂相结合的磨块，一方面能够提高中磨磨块的锋利度和使用寿命，另一方面，能够提高抛光的打磨效果，所得的陶瓷大板表面无磨花，砖面平整度高，日光灯下光线无弯曲。
与实施例2相比，对比例1磨块的差异在于改性树脂液由单一树脂液环氧树脂E44制备而成，说明了树脂液改性添加改变磨块的锋利性和寿命。
与实施例2相比，对比例2磨块的差异在于改性树脂液由单一树脂液酚醛环氧树脂F51制备而成，说明了树脂液改性添加改变磨块的锋利性和寿命。
与实施例2相比，对比例3磨块的差异在于改性树脂液由环氧树脂E44与环氧树脂E51制备而成，说明了酚醛树脂F51的改性，改变了磨块的锋利性和寿命。
与实施例2相比，对比例4磨块的差异在于常规铜粉代替泡沫铜粉，说明了泡沫铜粉比常规铜粉，对于磨块的寿命及加工效果有积极作用。
与实施例2相比，对比例5磨块的差异在于泡沫铜粉的用量为0份，说明了泡沫铜粉提高了磨块的锋利度和寿命。
与实施例2相比，对比例6磨块的差异在于白炭黑的用量为0份，说明了白炭黑提高了磨块的寿命。
与实施例2相比，对比例7磨块的差异在于PVB粉的用量为0份，说明了PVB粉提高了磨块的寿命。
与实施例2相比，对比例8磨块的差异在于树脂磨块的制备方法中，步骤(3)不增加超声固化的过程，直接热压成型，说明了超声结合热压的方式使得液体的流动性更为均匀，能够促进固化的效果和金属粉末与树脂液的结合能力，提高磨块的使用寿命和打磨效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，由如下重量份数计的组分制备而成：改性树脂液20-30份，固化剂15-30份，稀释剂1-3份，泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；
所述改性树脂液由质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51制备而成。
2.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述改性树脂液的制备方法如下：将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h。
3.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述泡沫铜粉的孔隙率为60-95％、平均孔径为0.2-4mm。
4.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述固化剂选自脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、聚酰胺固化剂中的一种。
5.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述稀释剂选自环氧树脂活性稀释剂AGE、苯乙烯、乙醇中的一种。
6.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述PVB粉的颗粒度为300-500目。
7.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述白炭黑的颗粒度为300-500目。
8.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述绿硅的颗粒度为300-800目。
9.如权利要求1所述的针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块，其特征在于，所述金刚石的粒度为0.04-0.07mm。
10.一种针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)树脂液的改性处理
将质量比为1：(1-3)的环氧树脂E44与酚醛环氧树脂F51进行混合，再加入上述树脂液总含量5-15％的CMP-410增韧剂搅拌均匀，放入120℃烘箱中0.5-2h，取出备用，得到改性树脂液；
(2)树脂磨料液的制作
磨料粉按照如下重量份数计的组分进行配料：泡沫铜粉10-30份，PVB粉3-10份，白炭黑1-5份，绿硅5-15份，金刚石5-15份；将上述磨料粉过46#筛网，然后放入烘箱进行烘干，以去除粉料中的水分，烘箱的温度设置为55-65℃，保温0.5-1h；然后将烘好的粉料倒入三维混料机内进行混料，混料1-2h，取出备用，得到磨料粉；
向搅拌桶内加入步骤(1)制备得到的改性树脂液20-30份、稀释剂1-3份；然后加入混合好的磨料粉，并搅拌均匀，最后加入固化剂15-30份，搅拌均匀，得到树脂磨料液；
(3)树脂磨块固化
将模具放入模具槽中，将步骤(2)混合好的树脂磨料液倒入模具内，将胶垫放到模具上方，使树脂液和胶垫接触，然后向胶垫施压，打开超声波装置和加热装置，设置超声频率为35-45KHz，超声时间为0.5-1h，加热装置的加热温度为50-80℃，压制时间为1-3h，进行超声与热压固化，固化完全后取出，即可针对陶瓷大板中磨工序的树脂磨块。
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