本发明涉及抛光磨具技术领域，具体涉及一种黑刚玉抛光砂轮及其制备方法。
背景技术
黑刚玉是以高铝矾土加高铁铝矾土或者氧化铁屑，在电弧炉里经过高温熔融冶炼然后冷却，从而制得的一种以al2o3和铁尖晶石为主矿相的灰黑色结晶体。其主要化学成分为三氧化二铝（al2o3），三氧化二铁（fe2o3），另有部分二氧化硅（sio2），二氧化钛（tio2）及其它成份。黑刚玉生产工艺决定了生产电耗低于棕刚玉，排放少，是环境友好型高性价比的磨料产品。黑刚玉磨料传统上主要用于各种工件的喷砂、研磨、抛光等表面处理，特别是对不锈钢工件抛光具有独特的优势，经黑刚玉抛光的不锈钢工件表面色泽均匀一致，显示出不锈钢本质的光泽，不会有烧伤的痕迹，抛光后的产品亮度、色泽极好。
现有不锈钢产品的抛光一般采用布轮作为基材，在布轮外缘涂胶、粘砂制成抛光轮，磨料颗粒粘在布轮外缘表面，在使用时，磨料容易磨损、脱落，这时砂轮就需要重新涂胶、粘砂才能继续使用，这就造成砂轮的工作效率低、稳定性低，容易造成打磨抛光不均匀，反复涂胶成本高，且作为粘接剂的胶通常有刺激性气味，不利于工作人员的身体健康。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种性能稳定、成本低的黑刚玉抛光砂轮及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种黑刚玉抛光砂轮，由以下原料制备而成：环氧树脂、黑刚玉砂料、改性剂、固化剂和助剂；所述固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的20%-50%；所述改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的1-5%；所述助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；其中环氧树脂和黑刚玉砂料的重量比为1:3-7；黑刚玉砂料的粒度范围是p60-p320。
本发明黑刚玉抛光砂轮仅使用黑刚玉作为磨料，不混合其他磨料，生产成本更低，成品砂轮的性能更加稳定，打磨性能好、打磨光洁度高，经其抛光的不锈钢产品表面色泽更加均匀一致，不会有烧伤的痕迹，尤其适用于高档餐具的抛光打磨。环氧树脂中加入改性剂环氧化橡胶，能够提高树脂的硬度，使砂轮保持在所需弹性的同时，增加其耐用性。聚酰胺固化剂的添加能够增强环氧树脂的弹性、韧性和粘结性，保证抛光砂轮具有所需的弹性和强度，提高砂轮的耐用性。
优选的，所述促进剂为三乙醇胺或三乙胺，添加量为环氧树脂重量的0.1-3%。促进剂能够提高环氧树脂的固化效率，提高树脂的粘结性补。
优选的，所述防老剂为乙氧基喹啉（防老剂aw）或2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹聚合体（防老剂rd），添加量为环氧树脂重量的0.5-2%。添加的防老剂起到抗热氧老化、抗臭氧老化的作用，能够提高抛光砂轮的耐热性和弹性，防止砂轮变脆、龟裂，延长砂轮的使用寿命。
优选的，所述粘度调节剂为丙酮、甲乙酮、环己酮或者正丁醇，添加量为环氧树脂重量的3-10%。用于调节环氧树脂的粘度，增加砂轮的弹性和柔韧性，避免砂轮硬度太高而造成容易变脆、开缝、断裂。
优选的，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。双酚a型环氧树脂具有较高的强度和粘接性，制备的抛光砂轮韧性和耐热性更好。
所述黑刚玉抛光砂轮的直径为200-500mm，厚度为30-50mm。
本发明还涉及一种上述黑刚玉抛光砂轮的制备方法，包括下列步骤：
（1）环氧树脂改性：在环氧树脂中加入改性剂、固化剂和助剂，搅拌混合均匀，所述改性剂为环氧化橡胶，所述助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；所述固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的20%-50%；所述改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的1-5%；
（2）混料：将步骤（1）中所得的改性后的环氧树脂溶解于甲苯溶剂中，加入黑刚玉砂料，混合均匀；黑刚玉磨料与环氧树脂的重量比为1:3-7；
（3）成型固化：将步骤（2）所得的混合料压制成型，得到砂轮坯料，然后采用固化箱将所述坯料进行固化，首先在50-70℃的条件下初步固化3-5个小时，然后将干燥箱升温至150-170℃，高温固化35-50个小时后停止加热，待固化箱内温度降低至50℃时将固化后的砂轮取出，自然冷却，即得到所述黑刚玉抛光砂轮。
优选的，所述促进剂为三乙醇胺或三乙胺，添加量为环氧树脂重量的0.1-3%；所述防老剂为乙氧基喹啉（防老剂aw）或2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹聚合体（防老剂rd），添加量为环氧树脂重量的0.5-2%；所述粘度调节剂为丙酮、甲乙酮、环己酮或者正丁醇，添加量为环氧树脂重量的3-10%。
优选的，所述环氧树脂为双酚a环氧树脂。
本发明的有益效果在于：
本发明黑刚玉抛光砂轮的产品性能更优，砂轮的打磨效果好，打磨效率高，经其抛光的不锈钢产品表面色泽更加均匀一致，光洁度高，尤其适用于高档餐具的抛光打磨。环氧树脂中加入改性剂环氧化橡胶，能够提高树脂的硬度，使砂轮保持在所需弹性的同时，增加其耐用性。添加的促进剂、防老剂和粘度调节剂，能够提高砂带的弹性和柔韧性，避免砂带太硬、太脆而容易裂缝、断裂的问题。本发明黑刚玉抛光砂轮的成本更低，由于黑刚玉是专门生产的一种磨料，与二级棕刚玉等副产品比较，其性能稳定性好，能更好的保证产品质量稳定性。
本发明黑刚玉抛光砂轮采用环氧树脂混合黑刚玉砂料制成抛光砂轮，含砂量大幅提高，从而使其耐用性大大增加，磨料颗粒分布在整个轮子中，而不是只在表面，不需要反复涂胶粘砂，使用寿命长，成本低、性价比高。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种黑刚玉抛光砂轮，由以下原料制备而成：环氧树脂、黑刚玉砂料、改性剂、固化剂和助剂；固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的30%；改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的3%；助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；其中环氧树脂和黑刚玉砂料的重量比为1:5；黑刚玉砂料的粒度范围是p60-p320。
其中，促进剂为三乙醇胺，添加量为环氧树脂重量的0.5%；防老剂为乙氧基喹啉（防老剂aw），添加量为环氧树脂重量的1%；所述粘度调节剂为丙酮、，添加量为环氧树脂重量的6%；环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
实施例2：一种黑刚玉抛光砂轮，由以下原料制备而成：环氧树脂、黑刚玉砂料、改性剂、固化剂和助剂；固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的25%；改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的2%；助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；其中环氧树脂和黑刚玉砂料的重量比为1:4；黑刚玉砂料的粒度范围是p60-p320。
其中，促进剂为三乙胺，添加量为环氧树脂重量的1.5%；防老剂2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹聚合体（防老剂rd），添加量为环氧树脂重量的1.2%；所述粘度调节剂为甲乙酮，添加量为环氧树脂重量的4%；环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
实施例3：一种黑刚玉抛光砂轮，由以下原料制备而成：环氧树脂、黑刚玉砂料、改性剂、固化剂和助剂；固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的40%；改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的5%；助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；其中环氧树脂和黑刚玉砂料的重量比为1:7；黑刚玉砂料的粒度范围是p60-p320。
其中，促进剂为三乙醇胺，添加量为环氧树脂重量的2.5%；防老剂为乙氧基喹啉，添加量为环氧树脂重量的1.5%；所述粘度调节剂为环己酮，添加量为环氧树脂重量的8%；环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
实施例4：一种黑刚玉抛光砂轮，由以下原料制备而成：环氧树脂、黑刚玉砂料、改性剂、固化剂和助剂；固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的35%；改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的4%；助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；其中环氧树脂和黑刚玉砂料的重量比为1:6；黑刚玉砂料的粒度范围是p60-p320。
其中，促进剂为三乙醇胺，添加量为环氧树脂重量的0.5%；防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹聚合体（防老剂rd），添加量为环氧树脂重量的2%；所述粘度调节剂为正丁醇，添加量为环氧树脂重量的5%；环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
实施例5：一种黑刚玉抛光砂轮的制备方法，包括下列步骤：
（1）环氧树脂改性：在环氧树脂中加入改性剂、固化剂和助剂，搅拌混合均匀，改性剂为环氧化橡胶，助剂包括促进剂、防老剂和粘度调节剂；固化剂为聚酰胺，添加量为环氧树脂重量的20%-50%；改性剂为环氧化橡胶，添加量为环氧树脂重量的1-5%；
（2）混料：将步骤（1）中所得的改性后的环氧树脂溶解于甲苯溶剂中，加入黑刚玉砂料，混合均匀；黑刚玉磨料与环氧树脂的重量比为1:3-7；
（3）成型固化：将步骤（2）所得的混合料压制成型，得到砂轮坯料，然后采用固化箱将所述坯料进行固化，首先在50-70℃的条件下初步固化3-5个小时，然后将干燥箱升温至150-170℃，高温固化35-50个小时后停止加热，待固化箱内温度降低至50℃时将固化后的砂轮取出，自然冷却，即得到所述黑刚玉抛光砂轮。可根据需要制备直径为200-500mm、厚度为30-50mm黑刚玉抛光砂轮的。
其中，促进剂为三乙醇胺或三乙胺，添加量为环氧树脂重量的0.1-3%；防老剂为乙氧基喹啉（防老剂aw）或2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹聚合体（防老剂rd），添加量为环氧树脂重量的0.5-2%；所述粘度调节剂为丙酮、甲乙酮、环己酮或者正丁醇，添加量为环氧树脂重量的3-10%；环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。