一种大切削陶瓷刷轮及其制备方法与流程

本发明涉及陶瓷磨刷制备技术领域，尤其涉及一种大切削陶瓷刷轮及其制备方法。

背景技术：

当代pcb印制板生产面临着电子元件高集成化，组装技术的发展和市场竞争的挑战，推动pcb的材料、工艺、设备、检测和标准等的发展和重大改革；目前尤其是针对5g通讯板，基站板，汽车板，及医疗板的厚铜面塞孔研磨加工，故而pcb线路板的生产加工的要求和标准也随之提升。

目前国内软金属、铜板、铝板及高端pcb线路板的研磨，主要采用不织布刷轮、pva陶瓷刷轮和砂带研磨。采用不织布刷轮研磨高端pcb线路板时，虽然成本较低，但是存在研磨切削力低、容易产生孔口凹陷、掉屑等问题。pva陶瓷刷轮的切削力虽然和不织布刷轮相比有一定的提升，但单支一次研磨切削力只能达到砂带研磨的50％左右，生产工艺繁琐，生产周期长，制备过程毒性大，环境污染。砂带研磨虽然能满足对难磨的pcb板或者厚铜板研磨力需求，但一般只在初期研磨力比较充足，存在一次性投入成本高、研磨有划痕、砂带更换频繁、影响生产效率等明显的问题。鉴于此，市场上需要一款有超强研磨力、研磨板面无划痕、生产效率高、没有毒性的刷轮。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种大切削陶瓷刷轮及其制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，包括以下步骤：

s1、将75～92份磨料、3～6份改性环氧树脂、8～15份酚醛树脂、2～5份晶须和1～3份发泡剂混合并搅拌均匀，然后振动过筛得到混合物；

s2、将步骤s1所述混合物投入模具后进行热压，然后冷却脱模制得预成型大切削陶瓷树脂磨片；

s3、将预成型大切削陶瓷树脂磨片表面清洁干净后，在磨片背面均匀涂胶并进行模压硫化橡胶，得到橡胶基底陶瓷树脂磨片；

s4、将橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工，然后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，即得到所述大切削陶瓷刷轮；本步骤中可以将橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工成一定的形状，如正方形或长方形等，然后接成带状缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管。

上述制备方法中的橡胶为天然橡胶，优选为夹布丁晴橡胶；弹性多孔层采用泡棉管，优选为eva海绵材质；支撑管优选为电木管，也可以为酚醛纸管。

进一步地，所述改性环氧树脂为粉状，凝胶温度为150℃，粒度分布为30～150um，其结构式为：

本发明所述的改性环氧树脂粉，其平均聚合度n＞2，分子量＞900，包括中等分子量、高等分子量及超高分子量双酚a型环氧树脂。

进一步地，所述磨料为金刚石、绿碳化硅、碳化硼、白刚玉、氧化铝和棕刚玉中的一种或两种混合物。

进一步地，所述酚醛树脂为粉状，其固化温度为185℃，比重为1.25g/cm³。

进一步地，所述晶须为碳化硅晶须、硼酸铝晶须或钛酸钾晶须。

进一步地，所述发泡剂为ac发泡剂、月桂醇硫酸酯钠发泡剂或偶氮二酰胺发泡剂或发泡微球或中空微球。

进一步地，所述磨片中的磨粒所占体积比为60％～92％。

进一步地，所述磨粒的粒径小于60um。

本发明还包括由上述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮。

相对现有技术，本发明的优点为：

1、本发明采用热固性粉体混合树脂热压压制法工艺制造的大切削陶瓷刷轮，去除全塞树脂、减铜研磨更容易，且不容易产生划痕，研磨更均匀。

2、本发明所述的pcb研磨大切削陶瓷刷轮寿命长、可以连续作业、不用频繁换刷，大大提高了生产效率。

3、本发明所述的pcb研磨大切削陶瓷刷轮研磨切削力极强，几乎可以达到砂带研磨力的水平，比市场上的陶瓷刷轮大65％～75％以上。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述大切削陶瓷刷轮的结构示意图。

图2为本发明所述大切削陶瓷刷轮的俯视图。

图3为本发明所述橡胶基底陶瓷树脂磨片结构示意图。

图中：10、陶瓷树脂磨片；20、橡胶层；30、弹性多孔层；40、支撑管。

具体实施方式

本发明中选用的所有材料、试剂和仪器都为本领域熟知的，但不限制本发明的实施，其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。

实施例1

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，包括以下步骤：

s1、先将75份绿碳化硅磨料、3份改性环氧树脂和8份酚醛树脂粉在室温环境下，以80r/min的速度游星搅拌3分钟，使得树脂和磨料先混合均匀。然后添加2份碳化硅晶须和1份ac发泡剂以80r/min的速度游星搅拌10分钟，使得所有原料混合均匀。接着将制得的混合物倒入到80目振动筛内，振动混料反复2次振动过筛，将得到的混合物均匀倒入容器内。

s2、将步骤s1所述混合物按量称重并投入到标准模具内，将模具上盖板盖上。然后将投入混合物的模具放入150吨的压机上，温度预热到200℃，将模具上盖板压平，同时保压15分钟，冷却脱模制得预成型大切削陶瓷树脂磨片。

s3、将制得的预成型大切削陶瓷轮树脂磨片加工成规定尺寸204*64*15mm大小，然后对其表面进行清洁干净后均匀涂胶，在磨片背面进行模压硫化橡胶2mm，得到橡胶基底陶瓷树脂磨片本实施例中采用的橡胶为夹布丁晴橡胶。图3为所述橡胶基底陶瓷树脂磨片结构，其中10为陶瓷树脂磨片层，20为橡胶层。

s4、将得到橡胶基底陶瓷树脂磨片切割加工成13*13mm并接成带状(参阅图3)，然后将含橡胶的一侧缠绕粘结于含弹性多孔层的支撑管，即得所述大切削陶瓷刷轮。

本实施例中使用的改性环氧树脂的结构式如下：

其中，n＝3。

参阅图1-2，由本实施例所述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮,包括支撑管40、包覆于支撑管40表面的弹性多孔层30、包覆于弹性多孔层30表面的橡胶层20、包覆于橡胶层20表面的陶瓷树脂磨片层10。其中，支撑管40为中空结构的管状，与弹性多孔层30之间通过胶黏剂粘结；橡胶层20与弹性多孔层30之间由胶黏剂粘结。在本实施例中，所述橡胶层20材质优选为夹布丁晴橡胶，所述弹性多孔层30材质优选为eva海绵，所述支撑管40优选为电木管。

实施例2

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤s1所述原料及添加量不同，具体为：88份碳化硼磨料、5份改性环氧树脂、11份酚醛树脂粉、3份硼酸铝晶须和2份发泡微球。本实施例1使用的改性环氧树脂结构式类似，其中，n＝5。

由本实施例所述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮结构与实施例1相同。

实施例3

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤s1所述原料及添加量不同，具体为：92份氧化铝磨料、6份改性环氧树脂、15份酚醛树脂粉、5份钛酸钾晶须和3份偶氮二酰胺发泡剂。本实施例1使用的改性环氧树脂结构式类似，其中，n＝8。

由本实施例所述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮结构与实施例1相同。

对比例1

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于步骤s1稍有不同，具体如下：

s1：将75份绿碳化硅、7份酚醛树脂粉、3份硼酸铝晶须及2份ac发泡剂粉体在游星搅拌机中混合搅拌均匀，然后加入5份液体环氧树脂充分搅拌，最后加入3份环氧树脂固化剂搅拌至原料混合均匀。将制得的混合物倒入80#振动筛，过筛两次。

其余步骤与实施例1中s2～s4相同。

由本实施例所述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮结构与实施例1相同。

对比例2

一种大切削陶瓷刷轮的制备方法，步骤与实施例1类似，不同之处在于，步骤s1所述原料及添加量不同，具体为：75份绿碳化硅、9份改性环氧树脂、3份液状酚醛树脂、2份硼酸铝晶须和10份中空微球。

由本实施例所述制备方法得到的大切削陶瓷刷轮结构与实施例1相同。

对实施例1-3以及对比例1-2得到的大切削陶瓷刷轮进行性能测试，测试项目、条件以及测试结果如下表：

从上表可以看出，实施例1-3采用热固性粉体混合树脂热压压制法工艺制造的大切削陶瓷刷轮，去除全塞树脂、减铜研磨更容易，研磨切削力极强，生产效率更高且不容易产生划痕，研磨更均匀，寿命更长。对比例1-2采用纯液状树脂或者液状与粉状树脂混合热压压制工艺制造的陶瓷刷轮，在混合时容易结砂团造成划痕，结构也由于液状树脂的包裹作用，切削力较低且使用寿命短。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。