一种阵列结构树脂结合剂研磨垫及其制备方法与流程

本发明属于研磨垫，具体涉及一种阵列结构树脂结合剂研磨垫及其制备方法。

背景技术：

1、研磨工具的结构设计是使磨具提升磨削性能的重要手段，目前通过在磨具的几何表面进行结构设计，使得其表面形成主动研磨区域和被动研磨区域；在磨削过程中，主动磨削区域进行间歇性磨削过程，从而减少磨具与工件之间的总接触时间、平均磨削力及磨削区温度；而被动研磨区域则是指非磨削区域，拥有足够的空间用于磨削液进入和磨屑的处理排出，降低磨削热，提高加工表面质量。

2、随着3c行业的发展，蓝宝石、sic晶片、微晶玻璃等硬脆材料使用越来越多，但该类材料硬度高且脆性大，导致传统磨具的加工方式无法满足工件表面精度的需要，目前有多家公司采用研磨垫类产品进行磨削加工，其研磨垫多采用树脂结合剂，表面结构呈现阵列结构排布，可对蓝宝石等硬脆材料可以进行有效磨削。

3、实现磨具表面阵列结构设计的现有技术方式主要有三种：①预先制备出单独的磨粒结构单元，然后通过单独或整体的方式转移排布到基体表面；②预先准备具有产品结构的模具，将成型料置于其中，随后将基体覆于模具表面，固化后卸模而成；③直接在基体表面整体成型，固化后通过机械模压或激光切割等方式实现表面的阵列结构。但不论采用预先制备方式还是后期加工方式，均有生产周期长的问题，无法扩大生产导致供应不足。

技术实现思路

1、本发明目的在于满足蓝宝石、sic晶片、微晶玻璃等硬脆材料工件的加工要求的前提下，简化研磨垫制备流程，缩短研磨垫生产周期；提供了一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的其制备方法，其中设计了双层模具，并采用直接浇注成型的方式制备研磨垫。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，包括如下步骤：

4、a，浆料混制：

5、根据磨料层的组分构成：环氧改性酚醛树脂结合剂20~35份、磨料50~60份、润滑材料2~5份、填料10~30份，按质量比例将磨料、润滑材料、填料称量后，采用三维混料机混制1~4h，至混合粉料均匀后备用；

6、再根据环氧改性酚醛树脂结合剂的组分构成，按质量比例称取各组分，采用机械搅拌机搅拌，搅拌速率400~600r/min，搅拌时间10~30min，共混改性得到环氧改性酚醛树脂结合剂的胶料；

7、随后将混合粉料分批次加入到胶料中，采用搅拌器搅拌至均匀，搅拌速率400~800r/min，搅拌时间20~60min后，得到磨料层成型浆料。

8、b，模具准备：

9、将基板表面，第一模具，第二模具清理干净，并在第一模具，第二模具的表面及腔体内均匀涂抹一层脱模剂；第一模具和第二模具具有相互对应的腔体，腔体为呈阵列排布的通孔结构。

10、c，粘结层成型：

11、将基板固定于平面上，将第一模具定位放置在基体上，周边采用重物压制固定，避免模具错位移动；将胶黏剂浇注在模具上，刮涂均匀，将其置于烘箱中进行预固化处理，预固化温度为60~80℃，预固化时间0.5-2h。

12、d，磨料层成型：

13、将第二模具定位放置在第一模具上，重物压制固定，将步骤a得到的磨料层成型浆料浇注其上，缓慢刮涂均匀，将其整体置于烘箱中进行固化处理，固化工艺参数为60~70℃，固化5h；80~90℃，固化4h；90~100℃，固化4h。

14、e，卸模及粘接：

15、固化后，逐层去除第二模具、第一模具，得到半成品；在半成品的基体背部均匀粘接一层双面胶，根据所需形状裁剪，即可得到阵列结构树脂结合剂研磨垫。

16、作为优选的，所述的磨料为金刚石、碳化硅、刚玉的组合物，粒度范围400#~2000#。

17、作为优选的，所述的润滑材料为石墨或六方氮化硼。

18、作为优选的，所述的填料为包含氧化铈、氧化铬、氧化铁、铜粉的组合物。

19、作为优选的，所述的环氧改性酚醛树脂结合剂的组分构成:环氧树脂15~35份、酚醛树脂45~65份、固化剂5~20份、稀释剂3~5份；其中环氧树脂为缩水甘油类环氧树脂液，酚醛树脂粘度在200~500mpa·s之间、硬度在75~90hd之间，固化剂为环氧树脂固化剂，稀释剂为环己烷或邻苯二甲酸二丁酯。

20、进一步，第一模具和第二模具上的通孔结构为方柱形、圆柱形、三角柱、五棱柱、六棱柱中的一种；第一模具的通孔尺寸大于或等于第二模具的通孔尺寸。

21、进一步，第二模具的厚度高于第一模具的厚度，第一模具的厚度为0.05~3mm，第二模具的厚度为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm。

22、作为优选的，模具材料为硅胶或橡胶。

23、作为优选的，所述基板的材质为pc、pet、abs中的一种。

24、根据上述的制备方法得到一种阵列结构树脂结合剂研磨垫，具有四层结构从上到下依次为：利用第二模具成型的磨料层、利用第一模具成型的粘结层、基板形成的基体层、双面胶形成的粘接层，其中磨料层及粘结层为相对应的阵列结构。本发明的有益效果在于：

25、1、本发明采用双层模具及直接浇注成型制备研磨垫，改进了生产工具，优化了生产工艺，提高了生产效率；本发明中的粘结层采用模具刮涂制备，其粘结层形成点状阵列结构，避免了现有技术中面涂基体时，因所用粘接剂柔性差而造成研磨垫整体柔性的下降的问题；本发明中的模具为柔性材质，其之间涂抹的脱模剂会使得模具与模具、模具与基板之间贴合紧密，不会出现刮涂时溢料的情况。

26、2、本发明研磨垫通过配方设计优化，采用新树脂、新配比、新填料，提高了研磨垫的磨削性能，磨削后工件表面质量更优；本发明采用环氧树脂对酚醛树脂进行改性，使树脂兼具环氧树脂的强度与酚醛树脂的硬度，提高了砂轮的使用寿命。

27、3、本发明制备得到研磨垫，具有磨料层、粘结层、基体层和粘接层四层结构，其中磨料层和粘结层由相互对应/照应的阵列结构排布而成，节约了粘结层用料，同时保证粘结效果，阵列结构使得研磨垫留有足够的空间用于磨削液进入和磨屑的处理排出，降低磨削热，提高加工表面质量。

28、4、本发明的粘结层成型采用预固化方式，使其表面流动性变差，未完全固化或完全固化，然后再通过磨料层成型的固化处理，避免了固化过程中磨料层与粘结层之间互流发生占位，使得粘结层与磨料层分明且牢固紧密，保证使用过程中阵列结构不会脱离基体层。

技术特征：

1.一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，所述的磨料为金刚石、碳化硅、刚玉的组合物，粒度范围400#~2000#。

3.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，所述的润滑材料为石墨或六方氮化硼。

4.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，所述的填料为包含氧化铈、氧化铬、氧化铁、铜粉的组合物。

5.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，所述的环氧改性酚醛树脂结合剂的组分构成:环氧树脂15~35份、酚醛树脂45~65份、固化剂5~20份、稀释剂3~5份；其中环氧树脂为缩水甘油类环氧树脂液，酚醛树脂粘度在200~500mpa·s之间、硬度在75~90hd之间，固化剂为环氧树脂固化剂，稀释剂为环己烷或邻苯二甲酸二丁酯。

6.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，第一模具和第二模具上的通孔结构为方柱形、圆柱形、三角柱、五棱柱、六棱柱中的一种；第一模具的通孔尺寸大于或等于第二模具的通孔尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，第二模具的厚度高于第一模具的厚度，第一模具的厚度为0.05~3mm，第二模具的厚度为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm。

8.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，模具材料为硅胶或橡胶。

9.根据权利要求1所述的一种阵列结构树脂结合剂研磨垫的制备方法，其特征在于，所述基板的材质为pc、pet、abs中的一种。

10.根据权利要求1所述的制备方法得到一种阵列结构树脂结合剂研磨垫，其特征在于，具有四层结构从上到下依次为：利用第二模具成型的磨料层、利用第一模具成型的粘结层、基板形成的基体层、双面胶形成的粘接层，其中磨料层及粘结层为相对应的阵列结构。

技术总结
本发明属于研磨垫技术领域，具体涉及一种阵列结构树脂结合剂研磨垫及其制备方法；本发明通过以下制备方法：a，磨料层浆料混制；b，模具准备；c，粘结层预固化成型；d，磨料层固化成型；e，卸模及粘接；得到阵列结构树脂结合剂研磨垫，其具有四层结构包括利用双层模具成型的磨料层及粘结层、基板形成的基体层、双面胶形成的粘接层，其中磨料层及粘结层为相对应的阵列结构。本发明采用双层模具及直接浇注成型制备研磨垫，改进了生产工具，优化了生产工艺，提高了生产效率；本发明采用改性树脂兼具环氧树脂的强度与酚醛树脂的硬度，提高了砂轮的使用寿命；本发明的采用预固化再固化的处理方式，使得粘结层与磨料层结合稳定。

技术研发人员：姚煜,张烽,丁春生,陈亚超,刘振兴,李伟峰,宋云飞
受保护的技术使用者：郑州海科研磨工具有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11