一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法
【專利摘要】一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法，包括將纖維繩上粘合劑并植入熱膨脹樹(shù)脂空心微球和將上述的纖維繩按需要纏繞在模具上，然后放入模腔，壓制定型等步驟。
【專利說(shuō)明】一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法，屬于磨具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前制作的各種拋光輪存在以下缺陷:①拋光效率低，如麻輪(幾層劍麻縫制在一起，只有端面參與磨削)。中國(guó)專利CN1238254A公開(kāi)了一種劍麻纖維拋光輪，揭示其制備方法是:采用針刺機(jī)將劍麻短纖維制成氈狀胚料，然后將2-4層劍麻氈狀胚料經(jīng)疊合、縫合成一種劍麻纖維拋光輪。用此種方法制備的劍麻纖維拋光輪存在以下的缺點(diǎn):一、由于所使用的劍麻纖維長(zhǎng)度只有4-12cm，因而拋光輪在使用過(guò)程中劍麻纖維容易脫落，使拋光輪的使用壽命縮短；二、因?yàn)獒槾堂芏鹊南拗?，不能保證拋光輪的任何部位都能緊密結(jié)合，因而也會(huì)影響拋光輪的使用效果。
[0003]中國(guó)專利CN200410029879.9揭示了 一種劍麻纖維拋光輪的制造方法，它是將切短的劍麻纖維、合成樹(shù)脂和任選的其它植物和無(wú)機(jī)化合物均勻混合、干燥后，熱壓成型。這種方法生產(chǎn)的拋光輪由于是模壓并且沒(méi)有帶孔材料以致整個(gè)結(jié)構(gòu)非常致密沒(méi)有空隙，從而容易導(dǎo)致整個(gè)磨削過(guò)程中磨輪表面溫度升高粘接劑失效表面發(fā)黑，原材料斷裂脫落浪費(fèi)；同時(shí)被磨工件也會(huì)表面溫升大從而造成應(yīng)力集中并有可能污染被磨工件表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種新的拋光輪的制備方法。
[0005]本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法，包括如下步驟:
1)將纖維繩上粘合劑并植入熱膨脹樹(shù)脂空心微球；
2)將步驟I得到的纖維繩按需要纏繞在模具上，然后放入模腔，壓制定型。
[0006]本發(fā)明中的纖維繩包括常規(guī)意義線，即用絲、棉、麻、玻璃纖維、金屬等制成的細(xì)長(zhǎng)可以任意曲折的東西:絲線。棉線。線圈。線材。線繩。也包括常規(guī)意義的繩，即一般有塑料繩、麻繩、尼龍繩、棉繩等種類。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，繩子由之前的幾股扭織變成兩股或兩股以上扭織在一起，材料可用，麻、棕、丙綸絲、滌綸絲、棉紗、尼龍絲、玻璃絲等纖維。
[0007]在本發(fā)明中，所述纖維繩的纖維可以是天然纖維，即自然界原有的或經(jīng)人工培植的植物上、人工飼養(yǎng)的動(dòng)物上直接取得的纖維,包括但不限于植物纖維、動(dòng)物纖維、礦物纖維。在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)例中，所述的天然纖維選自種子纖維，如棉、木棉等；或者是葉纖維，如劍麻、蕉麻等；亦或是莖纖維，如苧麻、亞麻、大麻、黃麻等。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例中，所述天然纖維選自毛和絲，例如綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛、牦牛毛或桑蠶絲、柞蠶絲等。本發(fā)明中所述的天然纖維還可以是那些棉、麻、毛、絲的回收纖維。在本發(fā)明中，所述纖維繩的纖維還可以是人工纖維，包括但不限于尼龍纖維或玻璃纖維。[0008]本發(fā)明步驟I所述纖維繩可以是普通市售的纖維繩；所述粘結(jié)劑可以是酚醛樹(shù)月旨、脲醛、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或者無(wú)機(jī)粘結(jié)劑等，也可以是酚醛樹(shù)脂改性，包括脲醛、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧、丙烯酸等改性的酚醛；粘結(jié)劑用量為原料總質(zhì)量20-50%。
[0009]在本發(fā)明中，所述熱膨脹樹(shù)脂空心微球典型品種包括:日本松本油脂制藥株式會(huì)社生產(chǎn)的松本可膨脹微球以及阿克蘇諾貝爾Expancel事業(yè)部生產(chǎn)的微球發(fā)泡劑發(fā)泡粉和物理膨脹劑。微球發(fā)泡劑是一種核殼結(jié)構(gòu)，外殼為熱塑性丙烯酸樹(shù)脂類聚合物，內(nèi)核為烷烴類氣體組成的球狀塑料顆粒。直徑一般10-200微米，加熱后體積可迅速膨脹增大到自身的幾十倍，從而達(dá)到發(fā)泡的效果。微球發(fā)泡溫度范圍從75°C -260°C，可根據(jù)各種不同加工溫度和工藝要求，選擇最合適的微球型號(hào)。熱膨脹樹(shù)脂空心微球的加入量為纖維繩體積的1-50%，可以是 10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%。
[0010]在一個(gè)具體實(shí)例中，步驟I采用底膠為〈質(zhì)量分?jǐn)?shù)〉:改性液態(tài)酚醛樹(shù)脂液65%，填料:34%，熱膨脹樹(shù)脂空心微球:1% ;膠水固含量:75-77%，膠量為:每克纖維繩上0.7-0.8g。作為優(yōu)選，在上粘合劑后將纖維繩控制在70±2°C下烘烤30min。
[0011]本發(fā)明步驟2壓制成型的過(guò)程控制在120°C下烘烤4_6h后，平面磨輪固化4h，圓周磨輪固化6h。
[0012]熱膨脹樹(shù)脂空心微球既可以散熱又是自銳銀紋發(fā)展的基礎(chǔ)同時(shí)還能夠提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，根據(jù)散熱要求的高低可以改變熱膨脹樹(shù)脂空心微球的含量?？梢栽谏拜喗M織內(nèi)產(chǎn)生有利于磨削的空隙和自銳的微裂紋并具有緩沖功能。該磨具結(jié)合了剛性填充和發(fā)泡兩者的優(yōu)點(diǎn)并形成多閉孔結(jié)構(gòu)并分散相關(guān)應(yīng)力，在不大幅降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上因?yàn)槲⑶蚺蛎泴?duì)微球周圍的粘接層會(huì)帶來(lái)大量的微裂紋，這些微裂紋和氣泡在輪子被磨削沖擊力作用時(shí)就是很好的能量吸收池，從而避免了輪子本體在磨削中消耗過(guò)快以及斷裂和掉落。在磨削中讓微球破裂后形成大小不同并在不同位置分布的磨削韌口，同時(shí)也是散熱通道有利于降低輪子本身和被磨工件表面溫度，從而提高輪子的使用壽命，提高材料的利用率以及減少被磨工件表面被滲碳而造成應(yīng)力集中的可能。按體積比添加熱膨脹空心微球帶來(lái)的效果是添加的體積比越大，磨拋效率越高，被磨工件和磨輪表面的溫升越少。
[0013]在本發(fā)明中，纖維繩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70-99%，粘結(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-30%。在此范圍內(nèi)，纖維繩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是75%、80%、85%、90%、95%、99%等，粘結(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是1%、5%、8%、10%、15%、20%、25%、30%。所有組分之和為 100%。
[0014]在本發(fā)明中，采用纖維繩的好處在于，纖維繩在磨削的過(guò)程中不會(huì)發(fā)軟發(fā)黑；同時(shí)纖維繩又能夠作為加強(qiáng)筋增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0015]本發(fā)明有利的之處在于利用纖維繩本身的立體結(jié)構(gòu)形成的表面溝槽更利于磨削、退屑和散熱，同時(shí)為新的自銳銀紋發(fā)展提供條件。纖維繩本身的圓形結(jié)構(gòu)又讓成型過(guò)程中每一根繩子之間一定會(huì)形成一定的孔隙從而形成端面的有利于磨削、退屑和散熱的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，還可以在纖維繩中加粗纖維，既增加拋磨效果又降低成本。
[0016]本發(fā)明的拋光輪可以采用兩種典型外觀結(jié)構(gòu):平面拋光輪和圓周拋光輪。如圖1或2所述。圖3示出拋光輪的微觀結(jié)構(gòu)。粘結(jié)劑將纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球牢固地結(jié)合在一起。圖4為拋光輪的另一種形式微觀結(jié)構(gòu)示意圖。制作平面拋光輪時(shí)一面粘有背蓋，而制作圓周拋光輪時(shí)則無(wú)需背蓋。在本發(fā)明中，背蓋可以是玻纖蓋、劍麻等。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的平面拋磨一體輪示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的圓周拋磨一體輪示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的磨拋一體輪的微觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的另一種磨拋一體輪的微觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明的加熱固化成形模具。
[0022]圖6為本發(fā)明的平面拋磨一體立體圖。
[0023]圖7為本發(fā)明的平面拋磨一體面示意圖。
[0024]圖8為實(shí)施例1平面拋光輪試樣1-3熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化與磨削效率、磨削比關(guān)系。
[0025]圖9為實(shí)施例1平面拋光輪試樣1-3熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化與樣件表面粗糙度關(guān)系。
[0026]圖10為實(shí)施例1圓周拋光輪試樣1-3熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化與磨削效率、磨削比關(guān)系。
[0027]圖11為實(shí)施例1圓周拋光輪試樣1-3熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化與樣件表面粗糙度關(guān)系。
[0028]圖12為實(shí)施例1圓周拋光輪試樣4-6熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化達(dá)到或超過(guò)臨界值與磨削效率、磨削比關(guān)系。
[0029]圖13為實(shí)施例1圓周拋光輪試樣4-6熱膨脹樹(shù)脂空心微球與纖維繩體積比變化達(dá)到或超過(guò)臨界值與樣件表面粗糙度關(guān)系。
[0030]圖14為實(shí)施例1的工藝流程圖。
[0031]圖15為實(shí)施例1的另一種工藝流程。
[0032]圖16為本發(fā)明纖維繩纏繞模具制成的拋磨一體輪示意圖。
[0033]圖17為本發(fā)明纖維繩纏繞模具制成的拋磨一體輪另一種示意圖。
[0034]圖中，I為背蓋、2為拋磨盤、3為熱膨脹樹(shù)脂空心微球、4為纖維繩、5為粘結(jié)劑、6為纖維繩、熱膨脹樹(shù)脂空心微球、粘結(jié)劑混合物、7為金屬型腔模具、8為法蘭盤(骨架)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1 (探索熱膨脹樹(shù)脂空心微球與天然纖維繩混合體積比與拋磨效果的關(guān)系)。
[0036]配方1:
【權(quán)利要求】
1.一種含纖維繩和熱膨脹樹(shù)脂空心微球的拋光輪的制備方法，包括如下步驟: 1)將纖維繩上粘合劑并植入熱膨脹樹(shù)脂空心微球； 2)將步驟I得到的纖維繩按需要纏繞在模具上，然后放入模腔，壓制定型。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述粘結(jié)劑可以是酚醛樹(shù)脂、脲醛、三聚氰胺甲醛樹(shù)月旨、環(huán)氧樹(shù)脂或者無(wú)機(jī)粘結(jié)劑等，也可以是酚醛樹(shù)脂改性，包括脲醛、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧、丙烯酸等改性的酚醛；粘結(jié)劑用量為原料總質(zhì)量20-50%。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述熱膨脹樹(shù)脂空心微球選自松本可膨脹微球、微球發(fā)泡劑、物理膨脹劑；直徑10-200微米；熱膨脹樹(shù)脂空心微球的加入量為纖維繩體積的1-50%O
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟I采用底膠為〈質(zhì)量分?jǐn)?shù)〉:改性液態(tài)酚醛樹(shù)脂液65%，填料:34%，熱膨脹樹(shù)脂空心微球:1% ;膠水固含量:75-77%，膠量為:每克纖維繩上0.7-0.8g。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟I在上粘合劑后將纖維繩控制在70±2°C下烘烤 30min。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟2壓制成型的過(guò)程控制在120°C下烘烤4-6h。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，所述纖維繩的纖維為天然纖維或人造纖維。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，所述天然纖維選自棉、木棉、劍麻、蕉麻、苧麻、亞麻、大麻、黃麻、綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛、牦牛毛、桑蠶絲、柞蠶絲或棉、麻、毛、絲的回收纖維；所述人造纖維為尼龍纖維或玻璃纖維。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制得的拋光輪。
【文檔編號(hào)】B24D13/04GK103551976SQ201310552714
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】謝澤 申請(qǐng)人:謝澤