一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其工作层主要由金刚石磨料、辅助磨料、环氧树脂、固化剂、稀土抛光粉、填料及稀释剂制成；先将金刚石磨料5～20份，辅助磨料5～20份，稀土抛光粉5～25份，填料5～40份，经过机械混合均匀后，与环氧树脂20～40份，固化剂7～15份以及稀释剂0.5～10份一起混合搅拌均匀后，通过浇注的方式，将具有流动性的上述混合物注入塑料模具中，固化后得到了具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具；以上份数为质量百分数。本发明专利技术与热压成型方法相比，工艺简便，节能减排，可降低固体粉尘对环境的污染，生产速度快，与国外现有产品相比，则具有抛光效果好、抛光效率高、磨具气孔缺陷少等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法
本专利技术涉及一种磨具制备方法，尤指一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法。
技术介绍
超硬材料树脂磨具是以超硬材料金刚石或立方氮化硼为磨料，以树脂粉为结合剂，加入适当的填充材料，通过配制、混合、热压成型、固化及机械加工等工艺过程而制成的具有一定几何形状、能适用不同磨削要求的一种加工工具。在超硬材料磨具中树脂结合剂磨具所占比例约为30％～60％，超硬材料树脂磨具具有原材料易得，成本低；低温固化，生产周期短，所需设备和制造工艺流程简单；磨削效率高；磨具自锐性好，不易堵塞，被加工对象表面不易烧伤；磨具有一定的弹性，抛光性能好等优点。影响超硬材料树脂磨具的锋利度、寿命和磨削性能的因素，主要包括金刚石、树脂结合剂的种类和比例等因素。目前可作为抛光磨具的树脂有许多种，例如酚醛树脂、环氧树脂、聚氨脂树脂、聚乙烯醇缩醛等。其中磨具行业最常用的是酚醛树脂，它具有较高的耐热性，现已广泛用来制造树脂砂轮、树脂切割片等。但是由于磨削过程中放出大量的热导致酚醛树脂分解或软化，粘结力下降，磨料大量脱落，使得在实际磨削应用中，昂贵的超硬材料没有完全磨钝就脱落，这严重影响了磨具的磨削效率和磨削比，同时也造成了很大的浪费。并且酚醛树脂固化过程中会有副产物生成，粘结强度低，而且刚性较大，抛光性能差，用来制作抛光磨具并不很理想。另外，固化过程中有小分子量副产物的生成，若要求制作致密的磨具就必须在固化过程中加压，这必然会使工艺复杂。其他各种树脂，如聚氨脂树脂、聚乙烯醇缩醛、聚酰亚胺、聚苯硫醚等也都存在着生产工艺复杂、生产效率低，有毒等因素而影响其使用范围。环氧树脂(EP)是一类非常重要的热固性树脂，它是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。加入固化剂固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它与材料的表面具有优异的粘接性能，介电性能良好且固化收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，常用作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。环氧树脂具有最强的粘结力，对金属、非金属等多种材料都有很高的粘结力。这非常便于在磨具中加入各种填充料，并且使磨具在填充料比例较大的情况下其有较高的强度。其次，环氧树脂也具有一定的耐热性。环氧树脂在用酸酐固化后具有200～300℃的耐热性。若无机填料含量高，耐热性还会进一步提高。第三，环氧树脂具有较好的弹性，尤其是环氧树脂中加入活性增韧剂后，弹性大幅度提高。在大理石、花岗岩以及混凝土地板等打磨过程中，在经历了400目和800目的粗抛光后，为了达到这些加工对象具有较光亮的效果，需要采用1000目至3000目的金刚石磨具进行打磨。为达到高抛光效果，这个规格的磨具制备过程中会添加一定比例的稀土抛光粉，其有效成份是氧化铈，它是极有效的抛光用化合物，能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光对象。在抛光过程中，氧化铈抛光粉有两种作用，即机械作用与胶体化学作用，这两种作用是同时出现的。抛光的初始阶段，是CeO2去陈表面凹凸层的过程，因而呈现出新的抛光面，这时机械作用是主要的。同时，由于抛光混合物中有水，在抛光过程中形成H3O+离子，在大理石、花岗岩以及混凝土表面H3O+离子与Na+离子相互交换而与形成水解化合物；同时由于CeO2抛光剂具有多价的性质，Ce(III)/Ce(IV)的氧化还原反应会破环硅酸盐晶格，并通过化学吸附作用，使抛光介质表面与抛光剂接触的物质(包括玻璃及水解化合物)被氧化或形成(…Ce-O-Si…)络合物而被除去，表面更为平整，因此光洁度高，抛光效果良好。中国专利CN101200053A报道了一种环氧树脂结合复合磨料的磨具，包括15～78％环氧树脂、2～44％的磨料以及4～18％固化剂，其中专利所述的磨料包括金刚石、碳化硅或刚玉中的一种或几种以上的组合，固化剂包括4，4，-亚甲基双苯胺、固体二氨基二苯基甲烷或液体改性～氨基～苯基甲烷中的一种或两种以上的组合。该专利技术得到的环氧树脂结合复合磨料的磨具可应用于各种磨削抛光设备。除了树脂种类对金刚石采用自锐型的金刚石磨料，可以有效的提高磨具的切削效率，中国专利CN1762660A报道了一种金刚石树脂磨具的制备方法，其特征技术主要是磨具的工作层主要由自锐型金刚石磨料(12.5～31.25％，体积比，下同)、树脂粘结剂(40％～50％)、填充剂制成(5～15％的硬质碳化物、5～15％的硬质氧化物和0～3％的石墨组成的添加料)，该专利技术磨具磨削效率高，使用寿命长。与传统的酚醛树脂结合剂金刚石工具相比较，环氧树脂结合剂金刚石磨具虽然具有寿命长、硬度高、在打磨过程中金刚石磨料不易过早掉落、成型加工简单和成品率较高等优点，但是在实际使用和生产过程中仍存在一下技术问题：1、环氧树脂耐磨性能好，磨具的硬度值太高，导致金刚石出韧难度大，高目数的环氧树脂金刚石磨具抛光效果差。2、当环氧树脂含量低于50％，金刚石、稀土抛光粉以及辅助磨料的目数大于1000目以上，这些主基材与液体环氧树脂混合后，与粗粒度磨料相比，会出现“吸油”导致体系的粘度值高，流动难度大，浇注成型工艺难以实施，并且磨具易呈现大气孔和浇注不满缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高抛光性能、硬度值较低的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，且其具有流动性良好的配方。为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案是：一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其原理是采用添加氧化铈到磨料中，与1000目以上的金刚石微粉协同形成抛光作用。在树脂含量不高于40份的基础上，为了提高磨料成型时候的流动性，通过选择具有内润滑作用的填料，达到降低体系粘度的作用，并且可以采用低粘度的液体稀释剂进行调节，从而减少成型固化后磨具的气泡，解决低树脂含量体系时候磨具浇注不满的问题。本技术方案中，工作层主要由金刚石磨料、环氧树脂、固化剂、稀土抛光粉、辅助磨料、填料及稀释剂制成；先将自锐性金刚石磨料5～20份，辅助磨料5～20份，稀土抛光粉5～25份，填料5～40份，经过机械混合均匀后，与环氧树脂20～40份，固化剂7～15份和稀释剂0.5～10份，一起混合搅拌均匀后，通过浇注的方式，将具有流动性的上述混合物注入塑料模具中，固化后得到了具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具；以上份数为质量百分数。所述混合物注入到塑料模具中后，将尺寸与模具一致的棉布覆盖未完全固化的磨具顶部表面上，在15～90℃，压强不小于1500Pa下静置固化12～24小时后脱模，磨具放入80～90℃烘箱中固化6～10小时后，得到所述具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具。所述环氧树脂为缩水甘油基型环氧树脂或环氧化烯烃型环氧树脂；具体包括双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧化线型酚醛树脂、对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、四氢化邻苯二甲酸双缩水甘油酯环氧树脂(711#)、氨基四官能环氧树脂、环氧化聚丁二烯、乙烯基环乙烯双环氧树脂(6206#)和3，4-环氧化6-甲基环己烷甲酸环氧树脂(6201#)中的一种或者两种及以上的组合，其环氧值为0.23～1.2。所述固化剂为脂肪族多元胺、芳香族多元胺、聚醚胺固化剂、聚醚多元醇固化剂、酸酐类固化剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其特征在于：其工作层由金刚石磨料、辅助磨料、环氧树脂、固化利、稀土抛光粉、填料及稀释剂制成；先将金刚石磨料5～20份，辅助磨料5～20份，稀土抛光粉5～25份，填料5～40份，经过机械混合均匀后，与环氧树脂20～40份，固化剂7～15份和稀释剂0.5～10份一起混合搅拌均匀后，通过浇注的方式，将具有流动性的上述混合物注入塑料模具中，固化后得到了具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具；以上份数为质量百分数。

【技术特征摘要】
1.一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其特征在于：其工作层由金刚石磨料、辅助磨料、环氧树脂、固化剂、稀土抛光粉、填料及稀释剂制成；先将金刚石磨料5～20份，辅助磨料5～20份，稀土抛光粉5～25份，填料5～40份，经过机械混合均匀后，与环氧树脂20～40份，固化剂7～15份和稀释剂0.5～10份一起混合搅拌均匀后，通过浇注的方式，将具有流动性的上述混合物注入塑料模具中，固化后得到了具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具；以上份数为质量比例；所述金刚石磨料为金刚石微粉，其颗粒目数为1000～3000目；所述的稀土抛光粉，其氧化铈的含量为35％～99％，其颗粒目数为1000～8000目，莫氏硬度为6.5～7.0。2.根据权利要求1所述的一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其特征在于：所述混合物浇注到塑料模具中后，将尺寸与模具一致的棉布覆盖未完全固化的磨具顶部表面上，在15～90℃，压强不小于1500Pa下静置固化12～24小时后脱模，磨具放入80～90℃烘箱中固化6～10小时后，得到所述具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具。3.根据权利要求1-2之一所述的一种具有高抛光性能的环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为缩水甘油基型环氧树脂或环氧化烯烃型环氧树脂；这些环氧树脂包括了双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧化线型酚醛树脂、对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、四氢化邻苯二甲酸双缩水甘油酯环氧树脂、氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张水洞，曾文峰，邓国川，
申请(专利权)人：厦门宇信金刚石工具有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35