一种弹性复合磨料和砂布及其制备方法与流程

本发明属于磨削领域，具体涉及一种弹性复合磨料和砂布及其制备方法。

背景技术：

1、复合磨料：又叫堆积磨料，指用粘结剂将无数小颗粒磨料粘接而成的大颗粒团，与普通磨料相比，复合磨料所制备的磨具在磨削时具备使用寿命长、加工一致性好等优点。

2、砂布：指使用粘结剂将磨料粘接在可挠曲基材上所制备的磨具，又称为柔性磨具。

3、复合磨料是由无数小颗粒磨料通过粘结剂粘合而成的大颗粒团，与普通磨料相比，复合磨料所制备的砂布具有磨削寿命长、加工一致性好等优点，广泛应用于金属、非金属材料的磨削抛光。现有技术中复合磨料主要是以陶瓷或热固性树脂为结合剂制备的，磨料自身弹性较差，制成的砂布在镜面抛光领域存在与工件贴服性差、加工精度不足、表面易划伤等问题。

4、专利名称：一种有机结合剂堆积磨料及采用堆积磨料制造砂布的方法；专利号：cn102729158b。

5、此专利公开了一种有机结合剂堆积磨料的制备方法，以热固性酚醛树脂为结合剂制备堆积磨料，磨料自身弹性较差。

6、专利名称：一种无机结合剂堆积磨料及采用堆积磨料制造砂布的方法；专利号：cn102732215b。

7、此专利公开了一种无机结合剂堆积磨料的制备方法，以陶瓷为结合剂制备堆积磨料，磨料自身弹性较差。

8、专利名称：一种涂附磨具用多层磨料及其制备方法和涂附磨具；专利号：cn108972382b。

9、此专利公开了一种涂附磨具用多层磨料的制备方法，以陶瓷为结合剂制备堆积磨料，磨料自身弹性较差。

10、现有技术中复合磨料主要是以陶瓷或热固性树脂为结合剂制备的，磨料自身弹性较差，制成的砂布在镜面抛光领域存在与工件贴服性差、加工精度不足、表面易划伤等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种弹性复合磨料和砂布及其制备方法。主要应用在汽车、生物、医疗、能源等领域。包括金属材料的打磨和抛光、装饰材料的镜面抛光、不锈钢材料的表面拉丝等。

2、基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

3、一种弹性复合磨料，按质量百分比计，组成为：磨料：40~55%，弹性单元：15~30%，酚醛树脂：5~20%，活性散热填料：1~20%，惰性助磨填料：1~30%，润滑材料：1~8%，增塑剂：1~3%，偶联剂：1~2%，颜料：1~2%。

4、所述磨料种类为刚玉类磨料和碳化硅类磨料；所述磨料粒度为80~1200目。

5、所述弹性单元为具备弹性的颗粒状物质，包括但不限于橡胶颗粒或软木颗粒；所述橡胶颗粒或软木颗粒的粒度为80~240目；所述橡胶颗粒为丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述软木颗粒为橡木颗粒。

6、所述酚醛树脂为甲阶水溶性酚醛树脂；所述活性散热填料为冰晶石、氟硼酸钾、氟硼酸钠中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述惰性助磨填料为碳酸钙、硅灰石中的一种或两种任意比例的混合物；所述润滑材料为滑石粉、石墨、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述增塑剂为木质素磺酸盐或萘磺酸盐；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、kh570中的一种或两种任意比例的混合物；所述颜料为氧化铁黑、氧化铁红或炭黑。

7、弹性复合磨料的制备方法：包括混料和造粒两个步骤，

8、混料：将磨料、弹性单元、活性散热填料、惰性助磨填料、润滑材料、增塑剂、偶联剂、颜料依次加入混料机中进行搅拌，待粉料搅拌均匀后，在搅拌下向粉料中加入酚醛树脂，待酚醛树脂混合均匀后，加入原料总质量1~20%的水，搅拌均匀，提高混合料的流动性和可塑性。

9、造粒：将混好的料，使用造粒机进行造粒，得到复合磨料，将复合磨料在烘箱中70~110℃干燥5~8h，将干燥后的复合磨料进行破碎和筛分，即可得到弹性复合磨料。

10、弹性复合磨料砂布的制备方法：

11、包括在基材上涂底胶、植砂、预干燥、砂面平整、涂复胶、主干燥、卷绕、固化、揉曲9道工序。

12、所述基材为已处理聚酯布、纯棉布、涤棉混纺布中的一种；所述基材单重为200~800 g/m2；

13、所述涂底胶工序，底胶粘度为1000~3500 mpa·s，涂量为200~500 g/m2；

14、所述植砂工序，复合磨料粒径为8~20目，组成复合磨料的小颗粒磨料粒径为80~1200目，植砂量为400~1000 g/m2；

15、所述预干燥工序，干燥温度曲线为：温度80~105℃，时间45~100 min；

16、所述砂面平整工序，采用一对挤压辊对砂面上多余的磨料进行挤压撵平，以保证砂面平整度；

17、所述涂复胶工序，复胶粘度为1000~3500 mpa·s，涂量为200~500 g/m2；

18、所述主干燥工序，干燥温度曲线为：温度65~115℃，时间60~120 min；

19、所述卷绕工序，卷绕方式为热卷绕，卷绕温度为105~115 ℃；

20、所述固化工序，固化温度曲线为：温度110~115℃，时间2~6 h；

21、固化后的产品，经揉曲工序后，即可形成砂布大卷。

22、本技术中的底胶和复胶采用现有已知配方即可，具体地，

23、底胶组成为：

24、按质量百分比计，酚醛树脂：35~50%，聚氨酯：10~15%，填料：32~52%，渗透剂：1~2%，硅烷偶联剂：1~2%。

25、所述酚醛树脂为甲阶水溶性酚醛树脂；所述聚氨酯为水溶性聚氨酯；所述填料为碳酸钙、硅灰石中的一种或两种任意比例的混合物；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述硅烷偶联剂为kh550、kh570中的一种或两种任意比例的混合物。

26、底胶配制过程为：

27、将酚醛树脂、聚氨酯加入配料胶锅中，打开搅拌器，搅拌器转速为600 r/min，搅拌时间为3~5分钟，混合均匀后，加入渗透剂、硅烷偶联剂，继续搅拌3~5分钟，随后加入填料，搅拌10-15分钟，待填料完全混合均匀后，加入水，将底胶料粘度调整至工艺值。

28、复胶材料组成为：

29、按质量百分比计：酚醛树脂：35~50%，聚氨酯：5~10%，增韧剂：1~5%，填料：45~65%，流平剂：1~2%，硅烷偶联剂：1~2%，颜料：1~2%。

30、所述酚醛树脂为甲阶水溶性酚醛树脂；所述聚氨酯为水溶性聚氨酯；所述增韧剂为液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述填料为硅灰石、冰晶石、氟硼酸钾、氟硼酸钠中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、有机基改性聚硅氧烷中的一种或两种以上任意比例的混合物；所述硅烷偶联剂为kh550、kh570中的一种或两种任意比例的混合物；所述颜料为氧化铁黑或氧化铁红。

31、复胶配制过程为：

32、将酚醛树脂、聚氨酯加入配料胶锅中，打开搅拌器，搅拌器转速为600 r/min，搅拌时间为3~5分钟，混合均匀后，依次加入流平剂、硅烷偶联剂、增韧剂，继续搅拌3~5分钟，随后加入填料，搅拌10-15分钟，待填料完全混合均匀后，加入颜料，搅拌25~35min，最后加入水，将复胶料粘度调整至工艺值。

33、弹性复合磨料：在磨具中起磨削作用；

34、底胶：粘结和固定磨料；

35、复胶：涂附在磨料表面，进一步固定和把持磨料。

36、砂布在制备过程中，引入弹性复合磨料，所制备的砂布与工件贴服性好，加工精度高，不易划伤工件。

37、复合磨料是由无数小颗粒磨料通过粘结剂粘合而成的大颗粒团，与普通磨料相比，复合磨料所制备的砂布具有磨削寿命长、加工一致性好等优点，广泛应用于金属、非金属材料的磨削抛光。现有技术中复合磨料主要是以陶瓷或热固性树脂为结合剂制备的，磨料自身弹性较差，制成的砂布在镜面抛光领域存在与工件贴服性差、加工精度不足、表面易划伤等问题。

38、本发明在复合磨料制备过程中，向磨料中引入弹性单元，来解决磨料自身弹性较差等问题。弹性复合磨料制成的砂布与工件贴服性好，加工精度高，不易划伤工件。

39、在复合磨料制备过程中，向磨料中引入弹性单元，所述弹性单元为颗粒状弹性物质，包括但不限于橡胶颗粒、软木颗粒，解决磨料自身弹性较差等问题。弹性单元在复合磨料中呈海岛状分布，砂布在磨削过程中，复合磨料受到挤压时，由于弹性单元的弹性作用，可使复合磨料发生弹性形变，提高磨料与工件的贴服性，提高加工精度，不易划伤工件。