一種彈性磨片及其製備方法與流程
2023-06-08 11:34:31
本發明屬於樹脂砂輪
技術領域：
，具體涉及一種彈性磨片及其製備方法。
背景技術：
：隨著建材和裝飾等行業的發展，彈性磨片作為一種既能磨削又能用於拋光的特種砂輪，越來越受到市場的青睞，廣泛用於航空航天、軸承、模具、造船、汽車、建材，甚至非金屬領域的精磨和拋光加工，而目前彈性磨片的耐用度普遍較低、柔韌性較差，最大可彎曲角度偏小，被加工工件的表面精度不高，而且面對市場眾多的加工對象現有的彈性磨片用途比較單一，從普通金屬到玻璃石材甚至高硬度的硬質合金，很少有對應的產品能夠同時滿足對上述對象的加工，尤其在面對硬質合金的加工現有的彈性磨片在性能和工件的加工質量上都沒有良好的表現，容易出現磨不動、工件燒傷等問題。中國專利cn103273433b公開了一種金剛石切磨片，所述金剛石磨片中的金剛石濃度為25％，所述金剛石切磨片中的金屬結合劑為預合金粉末，其由以下組分組成：30-40％的cu、30-40％的fe、8-10的ni、5-8％的sn、3-5％的si、8-10的co和0.8-1.2的ce。本發明通過獨特設計將切與磨兩種性能有機結合起來，結構簡單合理，操作方便，製作成本低，使用壽命長，解決了當今市場中金剛石工具切和磨性能相互獨立的問題，特別適用於石材、混凝土、陶瓷、磚、瓦等建材的切磨。中國專利申請cn106392912a公開了一種彈性磨片的配方及其加工方法，包括上下複合的細料層和粗料層，粗料層包括sg磨料、高溫煅燒棕剛玉、白剛玉、液體酚醛樹脂、液體丁晴橡膠、粉狀酚醛樹脂、脫色脫蠟蟲膠粉、金剛石粉、納米級氣相二氧化矽、氧化鎂粉、鈦白粉、酞青綠；細料層包括棕剛玉、白剛玉、液體酚醛樹脂、液體丁晴橡膠、粉狀、酚醛樹脂、脫色脫蠟蟲膠粉、氟硼酸鉀、納米級氣相二氧化矽、氧化鎂粉、鈦白粉、酞青綠。適合軸承行業對精磨和拋光等精密加工的需要，被加工工件表面精度高。但是金剛石材料的價格相對比較昂貴，應用成本高，同時由於這兩種材料對磨床和修整裝置有較高要求。因此有必要開發一種加工效果相同並且成本較低、易於推廣使用的新型磨片。技術實現要素：為解決現有技術中存在的原材料價格昂貴的問題，同時滿足普通金屬、玻璃石材和硬質合金的加工，解決加工硬質合金出現的燒傷，本發明提供一種彈性磨片及其製備方法。本發明一種彈性磨片，包括以下組分及其重量份數：白剛玉80#25-35份、綠碳化矽100#20-40份、陶瓷剛玉100#20-40份、酚醛樹脂粉20-25份、酚醛樹脂液8-12份、氟鋁酸鉀8-12份、改性丁腈橡膠粉3-5份和氧化鐵紅1-3份。優選的，所述的彈性磨片，由以下組分及其重量份數組成：白剛玉80#30份、綠碳化矽100#30份、陶瓷剛玉100#30份、酚醛樹脂粉22.5份、酚醛樹脂液10份、氟鋁酸鉀10份、改性丁腈橡膠粉4份和氧化鐵紅2份。優選的，所述的酚醛樹脂粉的製備方法包括以下步驟：(1)取苯酚80g、甲醛45g和硫酸0.6g加入反應釜中攪拌下升溫至沸騰，反應80min後降溫至60℃，再次加入苯酚80g、甲醛20g和醋酸0.5g攪拌下升溫至沸騰，反應90min後，得物料i；(2)將步驟(1)所得物料i減壓脫水並降溫至145℃時加入聚醚碸0.4g和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.4g攪拌均勻，冷卻至室溫後粉碎至細度為200-300目。優選的，所述的酚醛樹脂液的製備方法為：向反應釜中加入苯酚100g、甲醛120g、三乙醇胺12g和0.3gmg2si，攪拌下加熱升溫至75℃，反應90min後加熱至95℃保溫60min，加入15g三乙醇胺反應60min，真空脫水降溫至60℃時加入三烯丙基異三聚氰酸酯5g和鈦酸酯偶聯劑0.8g反應30min，加入硫酸鈣晶須8g攪拌均勻，即得。優選的，所述的氟鋁酸鉀細度為200-300目。再優選的，所述的改性丁腈橡膠粉的製備方法為：取丁二烯48g、丙烯腈24g和十二醇聚氧乙烯醚2.5g在55℃下反應4h後加入n-丙基苯醯胺3g繼續反應6h，加入乙醇胺1.5g和十二烷基硫酸酯鈉3g47.5℃下反應4.5h，離心乾燥後加入10g鄰苯二甲酸二丁酯反應40min，加入二氧化矽75g、氧化鋅7.5g和硫磺2g，即得。另外，本發明還提供了一種彈性磨片的製備方法，包括以下步驟：s1、混料：將白剛玉80#、綠碳化矽100#、陶瓷剛玉100#和酚醛樹脂液在混料鍋a中混合3-5min後加入氧化鐵紅攪拌15-18min，將酚醛樹脂粉、氟鋁酸鉀和改性丁腈橡膠粉在混料鍋b中混合均勻，再將混料鍋a中混勻的混合物倒入混料鍋b中混合均勻，得混合料；s2、成型：將玻纖網布放入模具，在設備自動運行過程中烤網、壓凹，第一次攤入1/3步驟s1得到的混合料，放入玻纖網布烤網、壓凹，再把剩餘2/3步驟s1得到的混合料攤入，攤料完成後放入玻纖網布，於50-70℃、5-7mpa下壓制7-10s成型；s3、固化：將步驟s2壓製成型的坯體每片由鈸型鋁板隔開經彈簧加壓後放入電阻式箱式爐60℃乾燥3-4h，固化，即得。優選的，步驟s2所述的玻纖網的規格為11目、98mm×17mm、260g。再優選的，步驟s3所述的固化過程為：固化溫度從80℃逐段升溫至175℃，其中溫度由80℃升到100℃，升溫時間為2h，100℃保溫時間1-2h，100℃到120℃升溫時間2.5h，120℃保溫時間1.5-2.5h，120℃到175℃升溫時間4h，175℃保溫時間7-10h。本發明採用白剛玉80#、綠碳化矽100#和陶瓷剛玉100#的複合磨料，其中白剛玉80#作為脆性磨料具有很好的自銳性，可以有效減緩磨料顆粒與被拋磨工件間的緩衝力，起到改善拋磨舒適度和提升拋磨效率的作用；綠碳化矽具有針狀、片狀結構，硬度高，且具有良好的鋒利度和自銳性，在磨削玻璃石材等非金屬材料時性能優異；陶瓷剛玉是經特殊引晶凝膠系統燒結而成，帶有革命性的新一代氧化鋁磨料，具有硬度高、韌性好和鋒利度強等優點，與普通剛玉磨料相比具有磨耗比高、工件表面加工質量好和磨削效率高的特點，該種磨料與白剛玉、綠碳化矽相互配合製備而成的彈性磨片在磨削玻璃石材、硬質合金時磨削效率高，使用壽命長、工件表面加工質量高、無燒傷，從而能夠滿足高端行業需求。本發明酚醛樹脂粉在製備過程中添加了增韌劑聚醚碸和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，從而使其具備一定的韌性，使得磨片製作的硬化曲線設置更容易；酚醛樹脂液在苯酚、甲醛的接觸上加入甲醛交聯劑三烯丙基異三聚氰酸酯和鈦酸酯偶聯劑，並採用硫酸鈣晶須進行改性，所得酚醛樹脂液固含量增加、游離甲醛含量降低，提高耐磨性和切割效率。本發明改性丁腈橡膠粉具有良好的耐水性、氣密性、優良的粘結性能和物理機械性和加工性能，可以有效改善彈性磨片的柔韌性；氟鋁酸鉀作為助溶和潤滑材料加入，有效改善拋磨手感和舒適性；氧化鐵紅可以促進樹脂的固化，增加產品的硬度和強度，提高彈性磨片的耐用度。與現有技術相比本發明的技術優勢在於：採用陶瓷剛玉100#、白剛玉80#、綠碳化矽100#相互配合提高彈性磨片的磨削拋光效率和質量；酚醛樹脂粉中添加增韌劑使其具備一定的韌性，使得磨片製作的硬化曲線設置更容易；酚醛樹脂液固含量較高，進而提高耐磨性和切割效率；添加改性丁晴橡膠粉使得所製得的彈性磨片無需彎曲和柔滑、拋磨手感好、耐用度高、柔韌性佳，可滿足玻璃石材、硬質合金等加工的需要。具體實施方式下面通過具體實施例對本發明做進一步的說明，這些實施例僅用於例證的目的，並不限制本發明的保護範圍。白剛玉80#購自鄭州市宇航磨料磨具有限公司；綠碳化矽100#購自青州捷峰研磨材料有限公司；陶瓷剛玉100#購自上海隆拓儀器設備有限公司；聚醚碸購自東莞市樟木頭建翔塑膠原料經營部；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物cas號：24937-78-8；三烯丙基異三聚氰酸酯cas：1025-15-6；鈦酸酯偶聯劑購自東莞市常平昱信塑化經營部；硫酸鈣晶須購自鄭州博凱利生態工程有限公司；十二醇聚氧乙烯醚購自海安石油化工廠。實施例1一種彈性磨片所述的彈性磨片由以下組分及其重量份數組成：白剛玉80#25份、綠碳化矽100#20份、陶瓷剛玉100#20份、酚醛樹脂粉20份、酚醛樹脂液8份、氟鋁酸鉀8份、改性丁腈橡膠粉3份和氧化鐵紅1份。所述的酚醛樹脂粉的製備方法包括以下步驟：(1)取苯酚80g、甲醛45g和硫酸0.6g加入反應釜中攪拌下升溫至沸騰，反應80min後降溫至60℃，再次加入苯酚80g、甲醛20g和醋酸0.5g攪拌下升溫至沸騰，反應90min後，得物料i；(2)將步驟(1)所得物料i減壓脫水並降溫至145℃時加入聚醚碸0.4g和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.4g攪拌均勻，冷卻至室溫後粉碎至細度為200目。所述的酚醛樹脂液的製備方法為：向反應釜中加入苯酚100g、甲醛120g、三乙醇胺12g和0.3gmg2si，攪拌下加熱升溫至75℃，反應90min後加熱至95℃保溫60min，加入15g三乙醇胺反應60min，真空脫水降溫至60℃時加入三烯丙基異三聚氰酸酯5g和鈦酸酯偶聯劑0.8g反應30min，加入硫酸鈣晶須8g攪拌均勻，即得。所述的改性丁腈橡膠粉的製備方法為：取丁二烯48g、丙烯腈24g和十二醇聚氧乙烯醚2.5g在55℃下反應4h後加入n-丙基苯醯胺3g繼續反應6h，加入乙醇胺1.5g和十二烷基硫酸酯鈉3g47.5℃下反應4.5h，離心乾燥後加入10g鄰苯二甲酸二丁酯反應40min，加入二氧化矽75g、氧化鋅7.5g和硫磺2g，即得。所述的彈性磨片的製備方法，包括以下步驟：s1、混料：將白剛玉80#、綠碳化矽100#、陶瓷剛玉100#和酚醛樹脂液在混料鍋a中混合3min後加入氧化鐵紅攪拌15min，將酚醛樹脂粉、氟鋁酸鉀和改性丁腈橡膠粉在混料鍋b中混合均勻，再將混料鍋a中混勻的混合物倒入混料鍋b中混合均勻，得混合料；s2、成型：將規格為11目、98mm×17mm、260g的玻纖網布放入模具，在設備自動運行過程中烤網、壓凹，第一次攤入1/3步驟s1得到的混合料，放入玻纖網布烤網、壓凹，再把剩餘2/3步驟s1得到的混合料攤入，攤料完成後放入玻纖網布，於50℃、5mpa下壓制7s成型；s3、固化：將步驟s2壓製成型的坯體每片由鈸型鋁板隔開經彈簧加壓後放入電阻式箱式爐60℃乾燥3h，固化，其中固化溫度從80℃逐段升溫至175℃，其中溫度由80℃升到100℃，升溫時間為2h，100℃保溫時間1h，100℃到120℃升溫時間2.5h，120℃保溫時間1.5h，120℃到175℃升溫時間4h，175℃保溫時間7h，即得。實施例2一種彈性磨片所述的彈性磨片由以下組分及其重量份數組成：白剛玉80#30份、綠碳化矽100#30份、陶瓷剛玉100#30份、酚醛樹脂粉22.5份、酚醛樹脂液10份、氟鋁酸鉀10份、改性丁腈橡膠粉4份和氧化鐵紅2份。所述的酚醛樹脂粉、酚醛樹脂液和改性丁腈橡膠粉的製備方法與實施例1類似。所述的彈性磨片的製備方法為：s1、混料：將白剛玉80#、綠碳化矽100#、陶瓷剛玉100#和酚醛樹脂液在混料鍋a中混合4min後加入氧化鐵紅攪拌16.5min，將酚醛樹脂粉、氟鋁酸鉀和改性丁腈橡膠粉在混料鍋b中混合均勻，再將混料鍋a中混勻的混合物倒入混料鍋b中混合均勻，得混合料；s2、成型：將規格為11目、98mm×17mm、260g的玻纖網布放入模具，在設備自動運行過程中烤網、壓凹，第一次攤入1/3步驟s1得到的混合料，放入玻纖網布烤網、壓凹，再把剩餘2/3步驟s1得到的混合料攤入，攤料完成後放入玻纖網布，於60℃、6mpa下壓制8.5s成型；s3、固化：將步驟s2壓製成型的坯體每片由鈸型鋁板隔開經彈簧加壓後放入電阻式箱式爐60℃乾燥3.5h，固化，其中固化溫度從80℃逐段升溫至175℃，其中溫度由80℃升到100℃，升溫時間為2h，100℃保溫時間1.5h，100℃到120℃升溫時間2.5h，120℃保溫時間2h，120℃到175℃升溫時間4h，175℃保溫時間8.5h，即得。實施例3一種彈性磨片所述的彈性磨片由以下組分及其重量份數組成：白剛玉80#35份、綠碳化矽100#40份、陶瓷剛玉100#40份、酚醛樹脂粉25份、酚醛樹脂液12份、氟鋁酸鉀12份、改性丁腈橡膠粉5份和氧化鐵紅3份。所述的酚醛樹脂粉、酚醛樹脂液和改性丁腈橡膠粉的製備方法與實施例1類似。所述的彈性磨片的製備方法為：s1、混料：將白剛玉80#、綠碳化矽100#、陶瓷剛玉100#和酚醛樹脂液在混料鍋a中混合5min後加入氧化鐵紅攪拌18min，將酚醛樹脂粉、氟鋁酸鉀和改性丁腈橡膠粉在混料鍋b中混合均勻，再將混料鍋a中混勻的混合物倒入混料鍋b中混合均勻，得混合料；s2、成型：將規格為11目、98mm×17mm、260g的玻纖網布放入模具，在設備自動運行過程中烤網、壓凹，第一次攤入1/3步驟s1得到的混合料，放入玻纖網布烤網、壓凹，再把剩餘2/3步驟s1得到的混合料攤入，攤料完成後放入玻纖網布，於70℃、7mpa下壓制10s成型；s3、固化：將步驟s2壓製成型的坯體每片由鈸型鋁板隔開經彈簧加壓後放入電阻式箱式爐60℃乾燥4h，固化，其中固化溫度從80℃逐段升溫至175℃，其中溫度由80℃升到100℃，升溫時間為2h，100℃保溫時間2h，100℃到120℃升溫時間2.5h，120℃保溫時間2.5h，120℃到175℃升溫時間4h，175℃保溫時間10h，即得。對比例1一種彈性磨片所述的彈性磨片的組成、酚醛樹脂液、改性丁腈橡膠和彈性磨片的製備方法與實施例2類似。所述的酚醛樹脂粉的製備方法包括以下步驟：(1)取苯酚80g、甲醛45g和硫酸0.6g加入反應釜中攪拌升溫至沸騰，反應80min後降溫至60℃，再次加入苯酚80g、甲醛20g和醋酸0.5g攪拌升溫至沸騰，反應90min後，得物料i；(2)將步驟(1)所得物料i減壓脫水並降溫至145℃時加入聚醚碸0.8g攪拌均勻，冷卻至室溫後粉碎至細度為200目。對比例1與實施例2的區別在於：酚醛樹脂粉製備過程中添加聚醚碸作為增韌劑，未添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。對比例2一種彈性磨片所述的彈性磨片的組成、酚醛樹脂粉、改性丁腈橡膠和彈性磨片的製備方法與實施例2類似。所述的酚醛樹脂液的製備方法為：向反應釜中加入苯酚100g、甲醛120g和0.3gmg2si，攪拌下加熱升溫至75℃，反應90min後加熱至95℃保溫60min，真空脫水降溫至60℃時加入三烯丙基異三聚氰酸酯5g和鈦酸酯偶聯劑0.8g反應30min，加入硫酸鈣晶須8g攪拌均勻，即得。對比例2與實施例2的區別在於：酚醛樹脂液的製備過程中未加入三乙醇胺。對比例3一種彈性磨片所述的彈性磨片的組成、酚醛樹脂粉、酚醛樹脂液和彈性磨片的製備方法與實施例2類似。所述的改性丁腈橡膠粉的製備方法為：取丁二烯48g、丙烯腈24g和十二醇聚氧乙烯醚2.5g在55℃下反應4h後加入n-丙基苯醯胺3g繼續反應6h，加入乙醇胺1.5g和十二烷基硫酸酯鈉3g47.5℃下反應4.5h，離心乾燥後加入二氧化矽75g、氧化鋅7.5g和硫磺2g即得。對比例3與實施例2的區別在於：將製備改性丁腈橡膠粉過程中未加入鄰苯二甲酸二丁酯。試驗例1：產品性能評價測試1.試驗材料：本發明實施例1-3和對比例1-3製備的彈性磨片。2.試驗對象：從工廠取得未經磨削和拋光的硬質合金毛坯件。3.試驗方法：採用本發明實施例1-3和對比例1-3製備的彈性磨片對硬質合金毛坯件進行磨削和拋光處理，記錄磨削和拋光處理後的磨削效率、表面粗糙度和磨削比，觀察磨削處理後工件外表顏色；對彈性磨片的手感、磨削拋光後的平整度和光潔度進行評分(0-10分，分值越高表示手感越好、磨削拋光後的平整度和光潔度越高)，結果如表1所示。表1實施例和對比例彈性磨片性能組別實施例1實施例2實施例3對比例1對比例2對比例3磨削效率g/min30.232.328.620.324.615.8表面粗糙度um1.51.21.63.44.22.2磨削比11.913.512.38.36.210.8處理後工件外表顏色完全無黑點完全無黑點完全無黑點點狀發黑無點狀發黑點狀發黑手感評分9.29.69.38.68.87.3平整度8.89.58.78.48.17.2光潔度9.39.89.68.68.97.5從表1可以看出本發明實施例1-3製備的彈性磨片磨削效率高，表面粗糙度低、磨削比高，並且加工完之後工件表面沒有黑點，光潔度、平整度比較理想，且實施例2磨削效率最高、表面粗糙度最低、磨削比最高，為本發明的優選實施例；通過本發明實施例1-3製備的彈性磨片進行磨削加工磨削效率較對比例1-3製備的彈性磨片高，手感較好。說明本發明採用陶瓷剛玉100#、白剛玉80#、綠碳化矽100#相互配合提高彈性磨片的磨削效率和質量；酚醛樹脂粉中添加增韌劑聚醚碸和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物配合使用從而使得其具備一定的韌性，使得磨片製作的硬化曲線設置更容易；酚醛樹脂液固含量較高，進而提高耐磨性和切割效率；添加改性丁晴橡膠粉使得所製得的彈性磨片無需彎曲和柔滑，拋磨手感好，耐用度高、柔韌性佳，可滿足玻璃石材、硬質合金等加工的需要。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本發明的限制，本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和範圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。當前第1頁12