本发明涉及一种高柔韧性高硬度砂纸的制备方法，属于研磨材料
技术领域：
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背景技术：
：砂纸是一种附着有研磨颗粒的纸，用于平整物品的表面，或去除物品表面的附着物（如旧油漆），有时也用于增加摩擦力。砂纸根据不同的粗糙程度而分成不同的号码，以配合不同用途。俗称砂皮。通常在原纸上胶着各种研磨砂粒而成。根据不同的研磨物质，有金刚砂纸、人造金刚砂纸、玻璃砂纸等多种。干磨砂纸（木砂纸）用于磨光木、竹器表面。耐水砂纸（水砂纸）用于在水中或油中磨光金属或非金属工件表面。原纸全部用未漂硫酸盐木浆抄成。纸质强韧，耐磨耐折，并有良好的耐水性。将玻璃砂等研磨物质用树胶等胶粘剂粘着于原纸，经干燥而成。在实际使用中，砂纸的分类很不统一。海绵砂纸：适合打磨圆滑部分，各种材料均可。海绵砂纸砂磨工艺具有生产效率高、被加工表面质量好、生产成本低等特点，因此在家具生产中得到广泛的应用。干磨砂纸：干磨砂纸以合成树脂为粘结剂将碳化硅磨料粘接在乳胶之上，并涂以抗静电的涂层制成高档产品，具有防堵塞、防静电、柔软性好，耐磨度高等优点。水磨砂纸：质感比较细，水磨砂纸适合打磨一些纹理较细腻的东西，而且适合后加工；水磨砂纸它的砂粒之间的间隙较小，磨出的碎末也较小，和水一起使用时碎末就会随水流出。耐水砂纸：耐水砂纸可称水磨砂或者是水砂纸，是因为在使用时可以浸水打磨而得名，耐用砂纸是以耐用水纸或在水中打磨而得名。按照商品名称分：木砂纸，即干磨砂纸；水砂纸，即耐水砂纸；铁砂布，是干磨砂纸的一种，较粗，能尽快地磨光金属表面。对于现有技术的砂纸产品而言，普遍存在柔韧性较差，硬度不佳导致砂纸不耐用、易变形、加工表面粗糙的缺陷；其综合性能很难适用于高精度的精细研磨，例如汽车曲轴、汽车喷漆、电子、光碟等精加工。现有的砂纸中，通常在原纸或塑料薄膜表面粘连各种研磨砂粒，如有关专利文献公开了一种防潮砂纸，包括一表面粘附磨砂颗粒的基层，在基层的另一表面粘接一防水层的一表面，防水层的另一表面粘接有耐磨层；所述基层表面中部设置有向外突出用于将磨砂颗粒隔开的凸起部，所述凸起部两侧的磨砂颗粒大小不同。由于基层表面通过凸起部将磨砂颗粒分隔开，且磨砂颗粒的大小不同，这样可以实现对工件表面的粗打磨和精细打磨。专利文献一种海绵砂纸，包括基材、胶粘材料和磨料组成，所述基材为海绵类，所述胶粘材料为环氧改性树脂，采用海绵类基材，从而相比于传统的海绵砂纸，具有更好的柔韧性，是使用时不易刮花打磨的器材，尤其是对于表面具有凹凸纹路的打磨器材，但该砂纸的强度不高，砂纸的使用寿命有限。专利文献一种皮革砂纸，包括一皮革层，该皮革层的一侧面舍舟研磨砂粒层，另一侧面涂覆有胶粘剂层。该实用新型的研磨砂粒置于皮革之上，具有较好的柔韧性，但在打磨凹凸面时，缓冲效果差，打磨效果有限，且磨砂粒层容易损伤。因此，发明一种韧性好且硬度高的砂纸对研磨材料
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前砂纸柔韧性能差、硬度不佳导致砂纸不耐用、变形易损坏的缺陷，提供了一种高柔韧性高硬度砂纸的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高柔韧性高硬度砂纸的制备方法为：将过筛产物、丙烯酸丁酯和蒸馏水投入共混机中混合均匀制得共混浆液，将共混浆液抄造制得预处理原纸，将预处理原纸置于烘箱中，在温度为60～70℃的条件下干燥3～4h后，出料即得高柔韧性高硬度砂纸；过筛产物的制备方法为：（1）将反应浆液与盐酸投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40khz的条件下振荡40～50min制得反应液，向烧杯中加入反应液质量6～8%的铜粉，继续以36～40khz的条件振荡3～4h制得反应混合液；（2）向烧杯中滴加氢氧化钠溶液调节ph值至11～12，用搅拌器以500～600r/min的转速混合搅拌60～80min，搅拌后将烧杯置于电阻加热套中，将电阻加热套温度升高至90～100℃，恒温加热100～120min制得混合乳液；（3）将烧杯置于真空度为100～120pa、温度为50～60℃的真空干燥箱中，恒温恒压静置13～15h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为80～100r/min的条件下研磨2～3h过100目筛得到过筛产物；反应浆液的制备方法为：（1）将桦木木屑与蒸馏水投入烧杯中，用搅拌装置以600～700r/min的转速混合搅拌80～100min制得混合浆液，向烧杯中投入氯化铝，继续以600～700r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合分散液；（2）将混合分散液和氨水投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氩气，将釜内气压升高至1.4～1.8mpa，再将反应釜内温度升高至120～140℃，恒温恒压反应80～100min制得反应浆液。按重量份数计，过筛产物为8～10份、丙烯酸丁酯为5～7份、蒸馏水为20～22份。共混机中可添加预处理原纸质量3～5%的碳粉增加砂纸的硬度。反应浆液与盐酸的质量比为5:1，盐酸的质量分数为12～16%。氢氧化钠溶液的质量分数为10～12%。桦木木屑与蒸馏水的质量比为1：5。向烧杯中投入的氯化铝的质量为混合浆液质量的4～6%。氯化铝的质量为混合浆液质量的4～6%。混合分散液和氨水的质量比为8：1，氨水的质量分数为14～18%。本发明的有益技术效果是：（1）本发明将桦木木屑投入蒸馏水中浸泡，加入氯化铝后高速搅拌制得混合分散液，向混合分散液中滴加氨水进行高温高压反应，反应后加入盐酸进行超声振荡，振荡后投入铜粉混合搅拌制得反应混合液，并滴加碱液调节ph值，随后升高温度恒温加热制得混合乳液，再将混合乳液浓缩干燥研磨制得过筛产物，最后将过筛产物与丙烯酸乳胶蒸馏水混合、抄造、干燥即得高柔韧性高硬度砂纸，本发明通过将桦木木屑与铝离子混合进行高温高压水解，使木屑中的半纤维素、纤维素以及木质素分离，半纤维素、纤维素以及木质素都是高分子多糖成分，在高温高压条件下水解，在纤维表面生成羧基基团暴露于分子链外，络合吸附铝离子，使铝离子吸附于纤维分子、木质素分子上，并滴加氨水参与反应，将氨基基团引入纤维中，利用氨基形成更多的氢键吸附使各成分之间的微观结构的交联密度增加，有利于提高砂纸的柔韧性和表面力学强度，同时高分子纤维成分可以增加砂纸表面的粗糙程度，再结合本身的硬度，有利于提高砂纸的研磨能力；（2）本发明将铝离子引入水解木屑有机成分中，再通过加入铜粉形成置换反应，使铝离子以单质形式析出，在半纤维素、木质素分子表面生长，填充孔隙和纤维管，提高纤维管的力学强度，并利用纳米铝单质颗粒优异的刚性、强度和柔韧性能，从而提高砂纸的硬度、柔韧性和和耐磨性，同时将铜离子填充于有机纤维成分中，络合吸附于有机纤维表面，利用碱液反应和高温水煮生成纳米级氧化铜成分，进一步填充纤维之间的空隙，结合本身的刚性和强度，从而进一步加强砂纸的硬度、耐磨强度，具有广阔的应用前景。具体实施方式将桦木木屑与蒸馏水按质量比1：5投入烧杯中，用搅拌装置以600～700r/min的转速混合搅拌80～100min制得混合浆液，向烧杯中投入混合浆液质量4～6%的氯化铝，继续以600～700r/min的转速混合搅拌30～40min制得混合分散液；将上述混合分散液和质量分数为14～18%的氨水按质量比8：1投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氩气，将釜内气压升高至1.4～1.8mpa，再将反应釜内温度升高至120～140℃，恒温恒压反应80～100min制得反应浆液；将反应浆液与质量分数为12～16%的盐酸按质量比5:1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36～40khz的条件下振荡40～50min制得反应液，向烧杯中加入反应液质量6～8%的铜粉，继续以36～40khz的条件振荡3～4h制得反应混合液；向上述烧杯中滴加质量分数为10～12%的氢氧化钠溶液调节ph值至11～12，用搅拌器以500～600r/min的转速混合搅拌60～80min，搅拌后将烧杯置于电阻加热套中，将电阻加热套温度升高至90～100℃，恒温加热100～120min制得混合乳液；将上述烧杯置于真空度为100～120pa、温度为50～60℃的真空干燥箱中，恒温恒压静置13～15h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为80～100r/min的条件下研磨2～3h过100目筛得到过筛产物；按重量份数计，将8～10份上述过筛产物、5～7份丙烯酸丁酯和20～22份蒸馏水投入共混机中混合均匀制得共混浆液，将共混浆液抄造制得预处理原纸，将预处理原纸置于烘箱中，在温度为60～70℃的条件下干燥3～4h后，出料即得高柔韧性高硬度砂纸。实例1反应浆液的制备：将桦木木屑与蒸馏水按质量比1：5投入烧杯中，用搅拌装置以600r/min的转速混合搅拌80min制得混合浆液，向烧杯中投入混合浆液质量4%的氯化铝，继续以600r/min的转速混合搅拌30min制得混合分散液；将上述混合分散液和质量分数为14%的氨水按质量比8：1投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氩气，将釜内气压升高至1.4mpa，再将反应釜内温度升高至120℃，恒温恒压反应80min制得反应浆液。过筛产物的制备：将反应浆液与质量分数为12%的盐酸按质量比5:1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为36khz的条件下振荡40min制得反应液，向烧杯中加入反应液质量6%的铜粉，继续以36khz的条件振荡3h制得反应混合液；向上述烧杯中滴加质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节ph值至11，用搅拌器以500r/min的转速混合搅拌60min，搅拌后将烧杯置于电阻加热套中，将电阻加热套温度升高至90℃，恒温加热100min制得混合乳液；将上述烧杯置于真空度为100pa、温度为50℃的真空干燥箱中，恒温恒压静置13h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为80r/min的条件下研磨2h过100目筛得到过筛产物。高柔韧性高硬度砂纸的制备：按重量份数计，将8份上述过筛产物、5份丙烯酸丁酯和20份蒸馏水投入共混机中混合均匀制得共混浆液，将共混浆液抄造制得预处理原纸，将预处理原纸置于烘箱中，在温度为60℃的条件下干燥3h后，出料即得高柔韧性高硬度砂纸。实例2反应浆液的制备：将桦木木屑与蒸馏水按质量比1：5投入烧杯中，用搅拌装置以650r/min的转速混合搅拌90min制得混合浆液，向烧杯中投入混合浆液质量5%的氯化铝，继续以650r/min的转速混合搅拌35min制得混合分散液；将上述混合分散液和质量分数为16%的氨水按质量比8：1投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氩气，将釜内气压升高至1.6mpa，再将反应釜内温度升高至130℃，恒温恒压反应90min制得反应浆液。过筛产物的制备：将反应浆液与质量分数为14%的盐酸按质量比5:1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为38khz的条件下振荡45min制得反应液，向烧杯中加入反应液质量7%的铜粉，继续以38khz的条件振荡3.5h制得反应混合液；向上述烧杯中滴加质量分数为11%的氢氧化钠溶液调节ph值至11，用搅拌器以550r/min的转速混合搅拌70min，搅拌后将烧杯置于电阻加热套中，将电阻加热套温度升高至95℃，恒温加热110min制得混合乳液；将上述烧杯置于真空度为110pa、温度为55℃的真空干燥箱中，恒温恒压静置14h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为90r/min的条件下研磨2.5h过100目筛得到过筛产物。高柔韧性高硬度砂纸的制备：按重量份数计，将9份上述过筛产物、6份丙烯酸丁酯和21份蒸馏水投入共混机中混合均匀制得共混浆液，将共混浆液抄造制得预处理原纸，将预处理原纸置于烘箱中，在温度为65℃的条件下干燥3.5h后，出料即得高柔韧性高硬度砂纸。实例3反应浆液的制备：将桦木木屑与蒸馏水按质量比1：5投入烧杯中，用搅拌装置以650r/min的转速混合搅拌850min制得混合浆液，向烧杯中投入混合浆液质量5%的氯化铝，继续以650r/min的转速混合搅拌35min制得混合分散液；将上述混合分散液和质量分数为16%的氨水按质量比8：1投入反应釜中，将反应釜密闭，向釜内充入氩气，将釜内气压升高至1.6mpa，再将反应釜内温度升高至130℃，恒温恒压反应90min制得反应浆液。过筛产物的制备：将反应浆液与质量分数为14%的盐酸按质量比5:1投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为38khz的条件下振荡45min制得反应液，向烧杯中加入反应液质量7%的铜粉，继续以38khz的条件振荡3.5h制得反应混合液；向上述烧杯中滴加质量分数为11%的氢氧化钠溶液调节ph值至11，用搅拌器以550r/min的转速混合搅拌70min，搅拌后将烧杯置于电阻加热套中，将电阻加热套温度升高至95℃，恒温加热110min制得混合乳液；将上述烧杯置于真空度为110pa、温度为55℃的真空干燥箱中，恒温恒压静置14h，干燥后将物料投入行星球磨机中，在球料比为10:1和转速为90r/min的条件下研磨2.5h过100目筛得到过筛产物。高柔韧性高硬度砂纸的制备：按重量份数计，将9份上述过筛产物、6份丙烯酸丁酯和21份蒸馏水投入共混机中混合均匀制得共混浆液，将共混浆液抄造制得预处理原纸，将预处理原纸置于烘箱中，在温度为65℃的条件下干燥3.5h后，出料即得高柔韧性高硬度砂纸。对比例1：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少反应浆液。对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少过筛产物。对比例3：上海某公司生产的高柔韧性高硬度砂纸。切削力测试按gbt16458-2009标准进行检测；韧性测试按照gb/t457检测试件耐折度；砂纸耐用性测试：将实例1～3和对比例中的砂纸用于曲轴研磨中，使用一段时间后观察砂纸表面是否损坏变形。表1砂纸性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3切削力（g/min）1.871.901.921.211.431.48横向耐折度（次）150915101512103510561250纵向耐折度（次）113011331135773825867耐用性未损坏变形未损坏变形未损坏变形损坏、严重变形损坏，变形损坏，轻微变形根据上述检测数据可知本发明制得的高柔韧性高硬度砂纸切削力高，砂纸硬度高，耐折度高，韧性好，耐用性好，无损坏和变形现象，具有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12