CN113910118B - 一种立体型砂布 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立体型砂布，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，磨料层由改性聚氨酯树脂、环氧树脂、酸酐类固化剂、改性有机硅橡胶、金刚石混合磨料、耐磨散热添加剂、气相二氧化硅和二硫化钼组成，磨料层的粘接强度高，磨削量大，磨削时间长，耐高温性好，耐磨性好，磨料损耗量小，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及研磨材料技术领域，更具体地说，是涉及一种立体型砂布。
背景技术
磨料砂布在研磨抛光方面有广泛的应用，但对于特殊要求的加工领域，例如电子产品的外壳打磨、汽车漆面抛光、液晶面板、硬脆材料加工等，传统的涂覆磨料存在涂层易堵塞、研磨效率低、易产生划痕、产品寿命低、需要频繁更换磨料等缺点，影响了加工效率和质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种立体型砂布。
为实现上述目的，本发明提供了一种立体型砂布，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，所述磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，所述磨料层由以下按重量百分比计的原料组成：
立体型砂布的制备方法如下：
(1)将衬底、胶层和基材复合连接在一起，形成半成品；
(2)将改性聚氨酯树脂、环氧树脂、酸酐类固化剂、改性有机硅橡胶、金刚石混合磨料、耐磨散热添加剂、气相二氧化硅和二硫化钼混合，通过超声或搅拌的方式分散，形成浆料；
(3)将分散后的浆料通过辊涂或凹版置于具有一定规则排列的凹形结构模具中；
(4)将上述半成品附于模具上，并加热固化，使得浆料固化并转移到基材上，在基材上形成带有重复排列的磨块结构的磨料层。
作为优选的，所述改性聚氨酯树脂由以下按重量百分比计的原料组成：
改性聚氨酯树脂的制备方法如下：
将聚氨酯树脂、碳酸锆铵和双二茂铁基醇混合均匀，在70℃～75℃下搅拌反应60～120min，降温至室温后加入水，搅拌60～120min，蒸馏后加入含有磷和硅的改性蒙脱土搅拌50～100min，得到改性聚氨酯树脂。
作为优选的，所述含有磷和硅的改性蒙脱土由以下按重量百分比计的原料组成：
含有磷和硅的改性蒙脱土的制备方法如下：
(1)通过乙烯基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行改性；
(2)将丙烯酸羟乙酯、三乙胺加入二氯甲烷中搅拌均匀，在0℃到-7℃的冰盐浴条件下加入三氯氧磷，搅拌均匀；
(3)将步骤(1)和步骤(2)的物料加入二甲基甲酰胺中，在氮气的保护下升温至50～80℃，加入过硫酸铵，搅拌反应3～5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到改性蒙脱土。
作为优选的，所述金刚石混合磨料由纳米石墨、金刚石和乙基纤维素混合并热烧结成型，所述金刚石混合磨料的表面还形成有TiO2-MnO2-SiO2复合薄膜层。
金刚石混合磨料的制备方法如下：
(1)将纳米石墨、金刚石、乙基纤维素按重量比1∶4∶3的比例混合，之后加入松油醇溶剂中，超声分散2～3小时，加热搅拌，然后过200～350目筛，冷却至室温；
(2)将步骤(1)得到的浆料进行热烧结处理，热烧结完成后自然冷却；
(3)去除步骤(2)得到的物料表面堆积的有机物，之后进行粉碎和研磨，得到磨料颗粒；
(4)将磨料颗粒清洗后干燥，浸泡于二氧化锰硅溶胶中，取出后干燥，之后再浸泡于二氧化钛溶胶中，取出后干燥，接着升温至680～700℃，保温1.5～2h，然后降温至室温。
作为优选的，所述改性有机硅橡胶选用由三氟丙基基团、乙烯基基团、苯撑基团或卞十硼烷基团改性的有机硅橡胶。
作为优选的，所述耐磨散热添加剂为金属粉、金属氧化物、碳化物和氮化物中的至少一种。
作为优选的，所述金属粉为铜粉、铝粉和镍粉中的至少一种；所述金属氧化物为氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化锆和氧化钛中的至少一种；所述碳化物为碳化硅、碳化钨和碳化硼中的至少一种；所述氮化物为氮化钛、氮化硅和氮化硼中的至少一种。
作为优选的，所述衬底为海绵、泡棉、亚克力板、PC板、撕拉绒或防滑层。
作为优选的，所述胶层为耐高温的不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。
作为优选的，所述基材为无纺布、纺织布、PET或海绵。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的磨料层由改性聚氨酯树脂、环氧树脂、酸酐类固化剂、改性有机硅橡胶、金刚石混合磨料、耐磨散热添加剂、气相二氧化硅和二硫化钼组成，磨料层的粘接强度高，磨削量大，磨削时间长，耐高温性好，耐磨性好，磨料损耗量小，使用寿命长。
2、本发明采用了改性聚氨酯树脂和环氧树脂相结合，粘接强度更高，并且改性聚氨酯树脂的热稳定性好，具有较好的阻燃性能，耐老化。
3、本发明采用了耐磨散热添加剂，使磨料层树脂的耐热性明显提高。此外，添加改性的有机硅橡胶能长期耐高温，有良好的内聚力、粘附性和增韧性。
4、本发明的金刚石混合磨料的化学稳定性好、工作温度范围大，耐腐蚀，乙基纤维素使金刚石与纳米石墨混合更充分，在金刚石混合磨料表面形成TiO2-MnO2-SiO2复合薄膜层，Ti、Mn和Si与金刚石和纳米石墨中C形成化学键合，形成独特三维网状结构的复合薄膜，使金刚石带有金属氧化物Ti、Mn和Si的性能，能有效改善磨料的强度及耐磨性，提高了磨料层的使用性能。
5、本发明的改性聚氨酯树脂在聚氨酯分子中引入了二茂铁结构，赋予改性聚氨酯树脂优异的耐热性、耐水解性和强度，含有磷和硅的改性蒙脱土能使热应力能得到快速缓解，延迟了聚氨酯的分解温度，提高了热稳定性，此外引入了磷和硅，其能与碳酸锆铵协同，在改性聚氨酯树脂受热分解时能促进炭层的生成，提高了改性聚氨酯树脂的阻燃性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的立体型砂布的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图中示出了一种立体型砂布，包括衬底1、复合在衬底1上的胶层2、复合在胶层2上的基材3和复合在基材3上的磨料层4，所述磨料层4的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块。其中，该磨块可以为金字塔形、方形或其他不规则的形状。
实施例1
一种立体型砂布，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，所述磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，所述磨料层由以下按重量百分比计的原料组成：改性聚氨酯树脂25％；环氧树脂10％；酸酐类固化剂1％；改性有机硅橡胶5％；金刚石混合磨料55％；耐磨散热添加剂1％；气相二氧化硅1％；二硫化钼2％。
所述改性聚氨酯树脂由以下按重量百分比计的原料组成：聚氨酯树脂70％；含有磷和硅的改性蒙脱土15％；碳酸锆铵10％；双二茂铁基醇5％。
所述含有磷和硅的改性蒙脱土由以下按重量百分比计的原料组成：蒙脱土60％；乙烯基三乙氧基硅烷15％；三氯氧磷15％；丙烯酸羟乙酯2％；二氯甲烷1％；三乙胺1％；二甲基甲酰胺5％；硫酸铵1％。
所述金刚石混合磨料由纳米石墨、金刚石和乙基纤维素混合并热烧结成型，所述金刚石混合磨料的表面还形成有TiO2-MnO2-SiO2复合薄膜层。
所述改性有机硅橡胶选用由三氟丙基基团改性的有机硅橡胶。
所述耐磨散热添加剂为金属粉，所述金属粉为铜粉和铝粉。
所述衬底为撕拉绒，所述胶层为不饱和聚酯树脂，所述基材为无纺布。
实施例2
一种立体型砂布，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，所述磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，所述磨料层由以下按重量百分比计的原料组成：改性聚氨酯树脂28％；环氧树脂10％；酸酐类固化剂3％；改性有机硅橡胶7％；金刚石混合磨料45％；耐磨散热添加剂2％；气相二氧化硅2％；二硫化钼3％。
所述改性聚氨酯树脂由以下按重量百分比计的原料组成：聚氨酯树脂75％；含有磷和硅的改性蒙脱土14％；碳酸锆铵8％；双二茂铁基醇3％。
所述含有磷和硅的改性蒙脱土由以下按重量百分比计的原料组成：蒙脱土65％；乙烯基三乙氧基硅烷10％；三氯氧磷12％；丙烯酸羟乙酯3％；二氯甲烷2％；三乙胺2％；二甲基甲酰胺4％；硫酸铵2％。
所述金刚石混合磨料由纳米石墨、金刚石和乙基纤维素混合并热烧结成型，所述金刚石混合磨料的表面还形成有TiO2-MnO2-SiO2复合薄膜层。
所述改性有机硅橡胶选用由乙烯基基团改性的有机硅橡胶。
所述耐磨散热添加剂为金属氧化物。所述金属氧化物为氧化锌、氧化铝和氧化锆。
所述衬底为PC板。所述胶层为乙烯基树脂和酚醛树脂。所述基材为纺织布。
实施例3
一种立体型砂布，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，所述磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，所述磨料层由以下按重量百分比计的原料组成：改性聚氨酯树脂25％；环氧树脂15％；酸酐类固化剂1％；改性有机硅橡胶5％；金刚石混合磨料50％；耐磨散热添加剂1％；气相二氧化硅1％；二硫化钼2％。
所述改性聚氨酯树脂由以下按重量百分比计的原料组成：聚氨酯树脂80％；含有磷和硅的改性蒙脱土10％；碳酸锆铵5％；双二茂铁基醇5％。
所述含有磷和硅的改性蒙脱土由以下按重量百分比计的原料组成：蒙脱土70％；乙烯基三乙氧基硅烷11％；三氯氧磷10％；丙烯酸羟乙酯2％；二氯甲烷1％；三乙胺1％；二甲基甲酰胺2％；硫酸铵3％。
所述金刚石混合磨料由纳米石墨、金刚石和乙基纤维素混合并热烧结成型，所述金刚石混合磨料的表面还形成有TiO2-MnO2-SiO2复合薄膜层。
所述改性有机硅橡胶选用由苯撑基团改性的有机硅橡胶。所述耐磨散热添加剂为碳化物。所述碳化物为碳化硅和碳化硼。所述衬底为亚克力板。所述胶层为酚醛树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂。所述基材为PET。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种立体型砂布，其特征在于，包括衬底、复合在衬底上的胶层、复合在胶层上的基材和复合在基材上的磨料层，所述磨料层的表面形成有若干个具有间隙的立体磨块，所述磨料层由以下按重量百分比计的原料组成：
改性聚氨酯树脂 25%~35%；
环氧树脂 10%~20%；
酸酐类固化剂 1%~6%；
改性有机硅橡胶 5%~10%；
金刚石混合磨料 45%~55%；
耐磨散热添加剂 1%~3%；
气相二氧化硅 1%~6%；
二硫化钼 2%~5%；
所述改性聚氨酯树脂由以下按重量百分比计的原料组成：
聚氨酯树脂 70%~80%；
含有磷和硅的改性蒙脱土 10%~15%；
碳酸锆铵 5%~10%；
双二茂铁基醇 2%~5%；
所述含有磷和硅的改性蒙脱土由以下按重量百分比计的原料组成：
蒙脱土 60%~70%；
乙烯基三乙氧基硅烷 10%~15%；
三氯氧磷 10%~15%；
丙烯酸羟乙酯 2%~5%；
二氯甲烷 1%~3%；
三乙胺 1%~3%；
二甲基甲酰胺 2%~6%；
硫酸铵 1%~3%。
2.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述金刚石混合磨料由纳米石墨、金刚石和乙基纤维素混合并热烧结成型，所述金刚石混合磨料的表面还形成有TiO2-MnO2-SiO2 复合薄膜层。
3.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述改性有机硅橡胶选用由三氟丙基基团、乙烯基基团、苯撑基团或卞十硼烷基团改性的有机硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述耐磨散热添加剂为金属粉、金属氧化物、碳化物和氮化物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述金属粉为铜粉、铝粉和镍粉中的至少一种；所述金属氧化物为氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化锆和氧化钛中的至少一种；所述碳化物为碳化硅、碳化钨和碳化硼中的至少一种；所述氮化物为氮化钛、氮化硅和氮化硼中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述衬底为海绵、泡棉、亚克力板、PC板或撕拉绒。
7.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述胶层为不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种立体型砂布，其特征在于，所述基材为无纺布、纺织布、PET或海绵。
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