CN104139345B - 一种带有薄膜基的耐磨磨具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有薄膜基的耐磨磨具，包括基材和涂附于基材上的涂层，所述的基材为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；所述的涂层由如下重量份的原料制成：9～100μm的磨粒200份、可溶性树脂700～800份、可溶性固化剂100～150份。本发明通过采用特定的配方设计，确保涂层牢度；采用低密度粉料控制，使磨料之间的距离保持合适的比例，达到排屑的目的；采用微粉表面处理工艺，增强磨料与涂层、基材的把持力。

Description

一种带有薄膜基的耐磨磨具及其制造方法

技术领域

本发明属于高强度精密研磨抛光领域，具体涉及一种带有薄膜基的耐磨磨具及其制造方法。

背景技术

在传统的建筑装修、家具生产、机械制造等领域，需要对很多物品的表面进行打磨。打磨过程中常用的材料为砂纸，现有的砂纸具有生产方便，成本较低，通用性好等特点有着广泛的运用。但是，现有的砂纸使用寿命一般较短，而且在表面的打磨层还没有完全磨损脱落就已经失去了磨削能力，其根本原因除去砂纸本身的耐磨力较差之外，更重要的原因是在打磨过程中，砂纸上的耐磨颗粒会脱落或产生磨损碎片以及打磨件产生的灰尘、颗粒很容易粘附在砂纸的表面，砂纸表面的打磨层被堵塞，丧失了磨削能力。

公开号为CN 103567894 A的中国专利申请公开了一种具有多孔结构的耐磨砂纸，包括纸基材层和底胶层，纸基材层的上表面设置有底胶层所述纸基材层底部表面粘接有一层网格布层，底胶层的上表面设置有大颗粒耐磨层，大颗粒耐磨材料的外表面涂有复胶，复胶上铺设有小颗粒超涂层，纸基材层的表面压制有贯穿纸基材层以及底胶层的微孔。该耐磨砂纸的耐磨能力得到了提高，砂纸表面的打磨层不容易被堵塞，使用寿命得到了延长。

随着液晶面板制造、光通信、汽车制造等技术的发展，对与之相关的研磨抛光领域的要求也越来越高。传统研磨材料采用布、纸等基材，无法达到柔顺性与高强度同时具备，而采用高强的PET基材(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，不仅可以克服这个问题，而且可以达到更均匀的厚度，可以实现更精密、稳定、持续的研磨效果，从而达到精密研磨抛光的目标。在现代化制造条件下，光纤插芯端面的精密研磨，镜面辊的研磨抛光，汽车曲轴、凸轮轴等的打磨、微电机马达的微加工以及手机外壳、logo等的研磨抛光，都离不开薄膜基研磨材料。

公开号为CN 101259595 A的中国专利申请公开了一种多芯光连接器的断面研磨方法，包括以下工序：将低于肖氏硬度30的海绵垫置于研磨机，将不含有研磨材料的厚度小于70μm的PET薄膜置于上述海绵垫上的工序，将研磨材料供给上述PET薄膜上面的工序，以及后续的研磨工序。该研磨方法。该研磨方法能够很好地对光纤端面进行研磨，然而由于研磨材料与PET薄膜的接触不够牢固，导致研磨材料的脱落，影响了研磨效率，并且降低了磨具的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种带有薄膜基的研磨磨具及其制造方法，该研磨磨具用于光纤端面的研磨时研磨效率高，并且磨具的使用寿命长。

一种带有薄膜基的耐磨磨具，包括基材和涂附于基材上的涂层，所述的基材为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；

所述的涂层由如下重量份的原料制成：

9～120μm的磨粒 200份

可溶性树脂 700～800份

可溶性固化剂 100～150份。

其中，所述的可溶性树脂和可溶性固化剂是指在有机溶剂中，尤其是乙酸乙酯和乙醇中容易溶解的树脂和固化剂。

本发明采用特定的配方设计，确保涂层牢度；采用低密度粉料控制，使磨料之间的距离保持合适的比例，达到排屑的目的；采用微粉表面处理工艺，增强磨料与涂层、基材的把持力。

作为优选，所述的磨粒为金刚石磨粒、绿碳化硅磨粒、黑碳化硅磨粒、白刚玉磨粒、棕刚玉磨粒或锆刚玉磨粒。

作为优选，可溶性树脂为可溶性环氧、可溶性酚醛、可溶性聚酯和可溶性聚氨酯中的至少一种。

作为优选，所述的可溶性固化剂为环氧固化剂、酚醛固化剂或者异氰酸酯。

作为优选，所述的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的厚度为50～200μm。

作为优选，所述的涂层由如下重量份的原料制成：

作为优选，所述的磨粒为金刚石磨粒；

所述的可溶性树脂为质量比为1.5～2：1的PF1901和环氧树脂619的组合；

所述的固化剂为R2015。此时，得到的耐磨磨具的切削力强，而且磨粒与基材的结合力强，使用时磨损小，产品的寿命长。

本发明中，所述的可溶性树脂、可溶性固化剂含有一定的挥发性组分(主要为溶剂，一般为醇溶剂)，所述的重量份指总的重量份。

本发明还提供了一种所述的带有薄膜基的耐磨磨具的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述的磨粒与表面活性剂加入到水中，加热搅拌处理12小时，过滤烘干得到活化的磨粒；

(2)将步骤(1)活化后的磨粒、可溶性树脂和可溶性固化剂混合均匀，得到涂料液；

(3)将步骤(2)得到的涂料液均匀涂布于所述的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面，得到半成品，将半成品在70～90℃固化40～50小时，得到所述的耐磨磨具。

将磨粒的微粉通过表面改性剂改性，使微粉表面与粘结剂的结合能力更强。一般采用微粉与表面活性剂在水性条件下高温保持较长时间即可。作为优选，步骤(1)中，所述的表面活性剂为KH560，用量为待处理粉质量的0.5～5％，视微粉颗粒大小不同略有变化。

作为优选，步骤(3)中，所涂布的涂层厚度为10～200微米，视产品粒度不同而有不同。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、相比于传统的涂附磨具，磨料利用率高；

2、防堵性能强，磨具使用寿命大大延长；

3、产品磨削力高。

具体实施方式

实施例1

(1)将所述的金刚石磨粒与表面活性剂KH560(金刚石：KH560＝100：5)加入到足量水中，加水量不低于金刚石质量的3倍，加热后80摄氏度恒温搅拌处理12小时，过滤烘干得到活化的磨粒；

(2)将步骤(1)活化后的磨粒、可溶性树脂和可溶性固化剂混合均匀，得到涂料液；

所用的组分如表1所示：

其中，PF1901为可溶性酚醛树脂、R2015为可溶性固化剂。

(3)将步骤(2)得到的涂料液均匀涂布于聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度为75微米)表面，得到半成品，将半成品在75～80℃固化48小时，得到所述的耐磨磨具，记为ED30。

得到的耐磨模具采用如下方法评价研磨性能：精密研磨机研磨陶瓷棒，在时间、压力、转速一定的条件下，测量每次研磨质量移除率，以此来评价切削力，多次评价看持续切削力以及研磨片损耗对比。得到的结果如表1所示：

表1 实施例的产品ED30的研磨性能

对比试验：采用美国Nanolap公司600号金刚石研磨纸在相同的条件下进行测试，得到的结果如表2所示。

表2 其他品牌的研磨性能

由表1和表2的结果可以看出，本发明实施例1的产品的初始切削力、持续研磨力都较好，并且防堵性能好，研磨力保持正常的平稳下降。

实施例2

操作与实施例1基本相同，不同之处在于，所用的物料如表3所示，得到的产品记为ED30A，性能检测方法与实施例1相同(即转速为180r/min，时间为180S，压力为180g，连续测量四次)，结果列于表5。

表3 实施例2所用的物料

实施例3

操作与实施例1基本相同，不同之处在于，所用的物料如表4所示，得到的产品记为ED30B，性能检测方法与实施例1相同(即转速为180r/min，时间为180S，压力为180g，连续测量四次)，结果列于表5。

表4 实施例3所用的物料

表5 实施例1～3的结果比较

	1	2	3	4
					ED30	1.08	1.03	0.99	0.95
ED30-A	1.02	0.93	0.82	0.67
					ED30-B	1.13	1.01	0.83	0.64

表5的结果表明，增加或减少粉(即磨粒)含量，对产品的性能影响比较大，过少引起产品切削力不足，过多的粉虽然能提高初始切削力，但是后期产品因堵塞而切削力下降厉害。

实施例4

该实施例与实施例1的操作基本相同，除了将环氧树脂619替换为环氧树脂828，其他条件与实施例1相同，得到的结果如表6所示。

表6

该实施例表明，将环氧树脂替换后，初始切削力较好，但是持续研磨力远不如实施例1。

Claims (3)

1.一种带有薄膜基的耐磨磨具，包括基材和涂附于基材上的涂层，所述的基材为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；其特征在于，

所述的涂层由如下重量份的原料制成：

其中：可溶性酚醛树脂为PF1901、可溶性环氧树脂为可溶性环氧树脂619、可溶性固化剂为R2015；

所述的耐磨磨具的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述的磨粒与表面活性剂加入到水中，加热搅拌处理12小时，过滤烘干得到活化的磨粒；

步骤(1)中，所述的表面活性剂为KH560，用量为待处理粉质量的0.5～5％；

(2)将步骤(1)活化后的磨粒、可溶性树脂和可溶性固化剂混合均匀，得到涂料液；

(3)将步骤(2)得到的涂料液均匀涂布于所述的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面，得到半成品，将半成品在70～90℃固化40～60小时，得到所述的耐磨磨具。

2.根据权利要求1所述的带有薄膜基的耐磨磨具，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的厚度为50～200μm。

3.根据权利要求1所述的带有薄膜基的耐磨磨具，其特征在于，步骤(3)中，所涂布的涂层厚度为10～200微米。