一种涂附泡沫磨具及其制备方法
【技术领域】
[0001] 一种涂附泡沫磨具及其制备方法，属于涂附磨具技术领域。
【背景技术】
[0002] 涂附磨具是用粘合剂将磨料固定在纸、布、薄膜或复合基体等可扰性材料上制成 的可以进行研磨和抛光的工具，常见的有砂纸、砂布等，但这些磨具通常只能用于平面工件 的研磨，而对于手机外壳的侧面、家具以及汽车表面的弧面部分这种不规则曲面则的研磨 和抛光不能胜任。这是由于磨具没有足够的柔韧性来跟工件的表面完全贴服，磨削时会产 生过抛现象，破坏了工件原来的形状。
[0003] 以海绵为基体的海绵砂具有非常优良的柔韧性，可以用于不规则曲面的研磨抛 光，但是海绵砂通常是单层磨料组成，磨削寿命短。且海绵基材价格较高且不能重复使用， 造成很大的浪费，同时磨削产生的工件碎肩容易堵塞磨料层导致无法使用，使得打磨成本 较高。而且海绵基体的强度不高，限制了使用范围，只能加工成页状或圆盘状使用，不能用 于制作砂带等效率较高的形式。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种柔韧性优良、使用寿 命长可用于不规则曲面的涂附泡沫磨具及其制备方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该涂附泡沫磨具，包括基体层、基体 层上涂布的底胶层和磨料，其特征在于：所述的底胶层上涂附有泡沫层，所述的磨料均匀镶 嵌于泡沫层内；所述泡沫层的材质为经发泡的泡沫树脂。
[0006] 本磨具的整体结构中只有一层底胶层，去除了传统磨具的多层粘接层，同时增加 泡沫层，使得磨具柔韧性优良，研磨时可以贴覆于工件表面，尤其适合于不规则曲面的研磨 和抛光。本磨具保留了磨具的基体层和底胶层，将泡沫层和传统的基体层结合起来，增强了 泡沫层强度，有效的防止泡沫层在使用中开裂和块状脱落，使泡沫层在厚度较小的情况下 即能作为磨具成份使用。基体层起到承载泡沫层的作用，同时赋予磨具所需的强度。底胶 层的作用是将基体层和泡沫层连接固定在一起。泡沫层是研磨的主体，由泡沫树脂发泡得 到，磨料均匀镶嵌于泡沫层中，起到主要的研磨作用。经发泡的泡沫树脂具有多孔结构，能 够防止研磨过程的磨具堵塞，同时具有较强的容肩能力、散热效果。在磨具使用过程中泡沫 层能够和磨料同时磨损，使得磨具始终有新的磨料裸露在泡沫层外，在保证磨具寿命的同 时长期保持磨具的磨削能力。
[0007] 优选的，所述的泡沫树脂为聚乙烯醇树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂或乙烯-醋 酸乙烯共聚物树脂。上述的优选泡沫树脂在发泡后的耐磨强度和孔隙率尤其适合作为磨具 的泡沫层材料。可以根据磨具的用途或磨料的粒度选择上述相应的泡沫树脂中的一种。
[0008] 优选的，所述的泡沫层中泡沫树脂和磨料的质量比为1:0. 5~1. 5。在该质量比下 泡沫树脂能够充分的包裹磨料，既保证磨料的镶嵌强度又能保证泡沫层的磨削能力。在实 际添加时磨料粒径越大磨料的总添加质量越小，以减少大粒径磨料的数量，增强大粒径磨 料的镶嵌强度，防止脱粒。
[0009] 优选的，所述的泡沫层的厚度为I mm ~5mm。本发明将泡沫层的厚度确定在I mm ~5_，保证泡沫层具有足够的柔韧性，能够贴合弯曲度更大的曲面，适应不同曲面的研磨和 抛光。泡沫层的厚度太小会导致没有足够的柔韧性能同时对磨料的镶嵌强度不足。泡沫层 的厚度太大则会导致产生过大的弯曲强度，无法很好地与曲面贴合。
[0010] 一种上述的涂附泡沫磨具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 在预处理过的基体上涂底胶； 2) 将添加有发泡剂的泡沫树脂和磨料混合均匀后制得含磨料的泡沫层浆料，含磨料的 泡沫层浆料按200 g/m2~500g/m2的施涂量涂布在涂有底胶的基体上得到待成型磨具； 3) 待成型磨具经干燥和熨平发泡步骤后，裁切成型即得。
[0011] 步骤3中的熨平发泡指涂布后的泡沫层浆料在熨平时的高温作用下，其中的发泡 剂引发泡沫树脂发泡，磨具在熨平的同时完成发泡过程。
[0012] 本发明去除了磨具制作工艺中的众多粘接剂层，保持磨具的最佳柔韧性，只在基 体上涂布基本的底胶层用于结合发泡泡沫树脂和磨料制得的泡沫层。本发明直接将磨料和 泡沫树脂混合后进行发泡，保证磨料在泡沫层中分布均匀。最主要的是将含有磨料的泡沫 层和基体结合起来，增强了泡沫层强度，有效的防止泡沫层在使用中开裂和块状脱落，使泡 沫层在厚度较小的情况下即能作为磨具成份使用。利用基体承载泡沫层，赋予磨具所需的 强度，延长磨具的使用寿命。。
[0013] 优选的，步骤2)中所述的含磨料的泡沫层浆料的重量份组成为100份泡沫树脂、 50~150份磨料和3~10份发泡剂。在100份泡沫树脂中加入3~10份的发泡剂形成的发泡 泡沫树脂具有适合磨料镶嵌的孔隙，同时该孔隙恰好具有合适的容肩能力和散热能力。
[0014] 优选的，所述的含磨料的泡沫层浆料在涂布前按重量份加入50~100份溶剂以调 节泡沫层浆料的粘度至1〇〇~200泊。所述溶剂为二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、丁酮中的任 意一种或多种。将泡沫层浆料涂布在涂有底胶层的基体上采用流延涂布工艺，在流延涂布 机上将泡沫层浆料以5m/min~10m/min的线速度均匀涂布在涂有底胶层的基体正面。本发 明的制备方法采用了流延涂布工艺，设备操作简单，生产效率及自动化水平高，工艺稳定。
[0015] 优选的，所述的泡沫树脂为聚乙烯醇树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂或乙烯-醋 酸乙烯共聚物树脂。上述的优选泡沫树脂在发泡后的耐磨强度和孔隙率尤其适合作为磨具 的泡沫层材料。可以根据磨具的用途或磨料的粒度选择上述相应的泡沫树脂中的一种。
[0016] 优选的，所述步骤2)中的含磨料的泡沫层浆料按重量份数还包括0. 01~0. 03份 抗静电剂、〇. 〇1~〇. 05份分散剂和0. 01~0. 03份颜料。所述抗静电剂为十二烷基苯磺酸钠、 N，N-双（2-羟基乙基）烷基胺中的任意一种。所述分散剂为聚乙二醇、聚乙二醇辛基苯基 醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。所述颜料为钛系颜料、铁系颜料中的任意一种。
[0017] 优选的，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈或4, 4'-二磺酰肼二苯醚。根 据所选泡沫树脂的不同可以选用不同的发泡剂。上述三种发泡剂可以保证泡沫树脂发泡均 匀，成型的泡沫层具有足够的柔韧度。
[0018] 优选的，所述磨料的粒度为P5000~P180。根据磨具的用途的可以选择不同粒度的 磨料，磨料的粒度越大，涂布的泡沫层越厚。
[0019] 步骤1)中所述基体为纸基、布基、薄膜基或皮革基。其中，纸基为乳胶纸或经过防 水处理的牛皮纸，布基为经过处理的纯棉布、聚酯布或混纺布，薄膜基为聚酯、聚碳酸酯、聚 丙烯或尼龙薄膜，皮革基为聚氯乙烯或聚氨酯人造革。乳胶纸、薄膜或皮革可以直接使用， 牛皮纸需要进行防水处理，布基均需要进行堵孔和整形处理。
[0020] 步骤1)中所述底胶为热熔型胶粘剂或非热熔型胶粘剂，所述的热熔型胶粘剂为乙 烯-醋酸乙烯共聚物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺或聚异丁烯橡胶，所述的非热熔型胶粘剂为环 氧、酚醛、聚氨酯或脲醛树脂。热熔型胶粘剂可以通过热熔胶机流延在基体上形成底胶层， 非热熔型胶粘剂可以通过辊涂或刮涂的方式在基体上形成底胶层。
[0021] 本发明制备的涂附泡沫磨具可以裁切为页状、圆盘状，或加工成带状用于研磨使 用。
[0022] 与现有技术相比，本发明的一种涂附泡沫磨具及其制备方法所具有的有益效果 是：本发明制得的磨具柔韧性优良，研磨时可以贴服于工件表面，能够快速有效地改善被加 工工件表面质量，而不会改变被加工工件的外观形状和尺寸，研磨效果均一，不会形成对工 件的过抛，适合各种不规则曲面的研磨，简化表面处理的过程。
[0023] 本发明制得的磨具具有立体型的泡沫结构，磨料镶嵌在内部，外层磨料脱落后内 部磨料继续参与研磨，干磨湿磨均可，具有防堵性能好、容肩能力强、散热效果佳的特点，有 助于解决表面堵塞、静电吸附、表面散热、工件烧伤等方面的问题，从而改善磨削条件，延长 使用寿命长，节约成本。
[0024] 本发明制得的磨具泡沫结构和基体结合牢固，能够直接应用于现有的磨具装置。 基体可以选用多种基体形式，基体强度高，不但可以加工成页状、圆盘状磨具使用，还可以 加工成带状磨具使用，立体型的泡沫结构耐磨性更强，使用寿命更长，减少磨具更换的频 率，研磨效率高。
【附图说明】
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