南通第二机床有限公司

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技术交流

平面磨床的涂附磨具原材料

发布时间:2018-3-21
  平面磨床涂附磨具所用原材料可根据所起作用不同分为磨料、、浆料、基体、黏结剂四类。
  (1)磨料
  各种磨料都可以作为平面磨床涂附磨具的磨料。现在国内平面磨床涂附磨具生产主要是普通磨料,超硬磨料的平面磨床涂附磨具未见生产。金相砂纸以微粉为原料,常惩粒度代号为F230、F240、F280、 F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200。其他各种平面磨床涂附磨具按粒度分为 P8、P10、P12、P14、P16、P20、P24、P30、P40、P50、P60、P70、P80、P100、P120、 P150、P180、P220、P240、P280、P320、P360、P400、P500、P600、P800、 P1000、P1200。
  平面磨床涂附磨具所用磨料形状多用片状形和剑状形。片状形是磨粒高、长(L)和宽(6)的比值为h:L:b-1:1:1/3;高、长、宽比值为h:L:b-1:1/3:1/3,称为剑状形; h:L:b-1:1:1为等体积形,用于固结磨具。磨料的亲水性(也称浸润性)对平面磨床涂附磨具的磨料是十分重要的。亲水性好,浸润能力大,磨料和黏结剂之间黏结能力强,磨具黏结性能好。为提高亲水性,需对磨料进行煅烧处理或涂覆处理。
  磨料处理的目的是要提高平面磨床涂附磨具的磨削效率和耐用度,改善磨料形状,提高韧性和黏结能力。磨料的处理包括机械处理、热处理和化学处理方法,采用筛砂、整形、煅烧处理、化学处理、涂层处理及使用空心球形磨料。煅煅烧对刚玉磨料效果明显,显微硬度提高10%左右,亲水性提高3.5倍,砂纸耐用度提高30%~50%,煅烧温度在800~1300℃,时间2~4h。涂层处理是在磨料表面上涂甜一层薄薄的物质以增强磨粒与黏结剂的结合能力,涂附物质有金属盐类、陶瓷类、树脂类、有机硅化合物类。金属盐类有硝酸镍、硝酸镍一硼砂、硝酸钴等,加入量为0.1%~1.0%,涂附后经600~1200℃煅烧,制成的砂布比普通砂布效率提高4~6倍。陶瓷类有长石、石灰石、黏土混合涂料。将涂料与磨料混匀,经煅烧再经松散过筛。树脂类涂层有热固性酚树脂液、热塑性树脂。还可适量加入一些氧化钛、氧化铁、氧化锆等难熔金属氧化物,提高黏结能力和亲水性。空心球磨料是在空心的塑性树脂球壳上用黏结剂将磨料黏结在球壳上。球壳平均直径在0.5~1.0mm,球壳与磨料层平均直径之比为(6~20):1。空心球、黏结剂与磨料之间质量比为1:10:100。
  (2)浆料及其配制
  在平面磨床涂附磨具制造过程中,对基体(布、纸等)的正面或背面涂附一层化学胶黏物质称为基体处理剂,习惯上称为浆料。浆料分为天然浆料、半合成浆料及合成浆料三类。淀粉是天然浆的代表,动物胶也是天然浆料。半合成浆料主要是纤维素与淀粉的衍生物,常用海藻酸钠、羟甲基纤维素钠等。合成浆料主要有聚乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、醇羧树脂、聚乙烯醇、合成橡胶等。生产耐水产品时,基体处理采用醇酸树脂。
  浆料由黏结剂和辅料组成。黏结剂是浆料主体,起黏结,附着,成膜作用。在浆料中没有黏性的辅助成分,称为辅料(或助荆)。辅料可促进黏结剂发挥作用,用于改善和提高浆膜的工艺性能。常用辅料有柔软剂、浸透剂、吸湿剂、防腐剂、消泡剂、抗静电剂、着色剂及减摩剂等。
  ①淀粉 对棉布具有较好的黏结性、良好的成膜性。在非耐水砂布处理中广泛应用。常用淀粉有玉米淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、橡子淀粉品种不同,其形状、粒子大小、色泽也不同。玉米淀粉为多角形,洁白,粒子大小为5~25Чm;小麦淀粉为圆形,洁白,粒子大小为2~35Чm。淀粉的膨润和糊化是一个重要性质。淀粉在使用中先吸水而膨胀,体积增大,而黏度不增加,在加热至65℃左右,淀粉迅速膨胀,大量吸收水分;当达到极限时,淀粉粒子即破裂,淀粉流出而成浆,黏度急剧上升,淀粉粒子吸收水分,增大体积,直至粒子完全破裂为止。这一过程称为淀粉的膨润和糊化。淀粉充分膨润,才麓完全糊化,制出充分稳定的浆液。其黏度随温度、时间变化而波动。
  ②褐藻酸钠(海藻酸钠) 它是半合成浆料,以海藻中的褐藻为原料,经化学处理,提取褐藻酸,与碳酸钠中和而成。褐藻类主要用海带和马尼藻。褐藻酸钠亲水性强,溶于水成毕透明、均匀黏稠豹胶状溶液。其黏度在20℃时为0.3~0.5Pas。
  ③羧甲墓纤维素镳简称羧纤钠,它是以废棉、短绒为主料,用NaOH进行碱化处理成为碱纤维素之后添加氯乙酸测得。羧纤钠的黏度为0.12Pas。黏着力比淀粉浆好,成膜性好,形成浆膜光滑坚韧,浆膜强度、弯曲断裂强度均超过淀粉浆。
  ④聚乙烯醇它是合成浆料,由醋酸乙烯缩聚(皂化)雨制得。聚乙烯醇是非离子型线登高聚物,结构稳定,水溶液透明,其有良好的成膜性,浆膜坚韧。
  (3)基体及其处理
  平面磨床涂附磨具基体有纸、布、钢纸、布一纸复合、无纺布、聚氨酯纤维及尼龙。作为基体材料应具有较强的黏结能力,具有一定的可挠曲性及强度,较少的伸长率,基体表面应平整均匀。
  ①原纸 以纸为基体的平面磨床涂附磨具占有相当的比例。原纸定量是一项重要的物理性能指标,原纸定量是每平方米原纸的质量(g/m2)。平面磨床涂附磨具按纸定量分为A、C、D、E、F、防水A、防水C。A型最轻,F型最重。细粒度磨具采用轻型纸,柔软性好。粗粒度和强力磨酗采用重型纸。我国涂附砂纸用原纸定量为1209/m2±4%,防水砂纸定量为t309/m2,厚度为0.15~0.2mm,纵向拉力为11×9.8N,横向拉力为5×9.8N,耐折度大于1000次。在生产涂附磨其中需要先对原纸进行处理。原纸处理分为非耐水处理和耐水处理。原纸处理的作用是堵孔和提高防水防瀚能力。堵孔是避免涂胶时胶液大薰渗入纸内,造成粘砂不牢。原纸处理的方法主要是浸渍,分单面和双面浸渍。耐水砂纸浸渍料选用醇酸树脂或清漆。浸渍后在循环热空气加热炉中悬挂干燥。
  ②棉布是平面磨床涂附磨具最重要的基体,包括棉布、麻布、人造纤维布、合成纤维布等。
  平面磨床涂附磨具砂带所用棉布的纱线支数和号数是表达棉布规格和品种的标志。公制支数用每克纱线的长度来表示,如32支纱表示此纱线每克长32m(32S)。号数是以单位长度的纱线质量表示,如28号纱表示此种纱线为Z89/km。支数越大,纱线越细,号数越大,纱线越短。股线是由两根或两根以上的单纱并合加拈而成的。两根单纱并合加拈的称为双股线,三根单纱并合加拈的称为三根线。如两根单纱只并不加拈的称为双纱。股线的表示如42/2、21/3,分别表示两根42支单纱并合加拈的股线、3根21支单纱并合加拈的股线。棉布的组织分为平纹、斜纹、缎纹组织。平纹是经纬纱采取一浮一沉即经纬纱各一根上下相互交叉丽成(用1/1表示)。斜纹组织需要经纬纱各三根组成一个完全组织,采用两浮一沉(2/1)、两浮两沉(2/2)及三浮一沉(3/1)、四浮一沉(4/1)、三浮两沉(3/2)多种形式而成。这种组织的特点是交织点连续而成斜向纹路,手感紧密厚实,表面光泽和柔软性好。斜纹布、哔叽布、华达呢、卡其布都属于这种组织。缎纹组织至少需要经纬纱各五根才组成一个完整组织。其特点是交织点不相连接,在织物上形成一个单独的、不相连接的经纬交织点,相互间距离较远而均匀,常用于丝织物。平面磨床涂附磨具一般采用斜纹组织的棉布。斜纹布一般分为:重斜纹布,用于重磨削砂带;斜纹布,用于一般砂带;轻斜纹布,用于抛光砂带。
  人造纤维是平面磨床涂附磨具基体材料新发展。人造纤维主要有尼龙、聚酯、玻璃丝等。尼龙布强度高,用于制造砂带,聚蘸类主要用于制造重负荷砂带。
  棉布选定之后,要进行原布处理。原布处理的目的是提高棉布正面与胶砂层的附着力∥即填堵布孔,防止底胶和复胶渗入基体;要保证涂胶植砂均匀,使基体定塑,软硬性能适中,减少弹性与延伸,提高抗拉强度;要使基体具有一定的耐油、耐水性能,并提高基体外观质量。棉布处理包括原布检验,对原布进行刮毛、烧毛,去除布面绒毛,对原布进行退浆染色、上浆、压光等工序。上浆是原布处理的关键工序。上浆分为刮浆和浸渍两种方式。
  (4)黏结剂
   黏结剂又称胶黏剂、黏合剂。用于平面磨床涂附磨具的黏结荆分为天然、人造和合成三类。天然黏结剂包括动物胶、虫胶等动物性胶和淀粉、松香等植镑性物质。人造黏结剂是用天然高分子化合物,经化学法改性而成。合成黏结荆主要有酚醛树艚、环氧树脂。平面磨床涂附磨具所使用的黏结剂有动物胶、酚醛树脂、脲醛树脂、醇酸树脂等。
  黏结剂由胶料、溶剂、固化剂、填充剂、增韧剂、防腐剂、着色剂等组成。胶料是黏结剂中最主要、最基本的构成成分,用量占黏结剂总量的50%以上,它决定黏结剂化学性能和物理性能。溶剂是胶料的稀释和溶解剂,如水、丙酮、二甲苯、乙醇等。
  ①动物胶它是以牛、猪等大型动物的皮、骨、肌腱等结缔组织经加工、熬制而成的胶的总称。动物胶可分为皮胶、骨胶。从皮胶制取过程中提取的质量好的部分称为明胶。明胶根据用途可分为照相明胶、食用明胶、工业明胶。平面磨床涂附磨具行业主要选用工业明胶、皮胶及骨胶。
纯净的明胶为无色透明,工业用皮胶、骨胶多呈淡黄色或棕黄色,系半透明的非晶态固体。外形有块状、片状、粒状或粉状。明胶相对密度为1.368(含承15%),无水时为1.412。明胶无味、无臭、无挥发性、不溶于有机溶剂和稀碱、稀酸,但在冷水中充分吸水而膨胀,可形成一种富有弹性的胶冻,经加热至30~34℃,胶冻会立刻熔化成很黏的胶液。胶液遇冷,又变成胶冻,称为胶凝。明胶是高分子蛋白质物质,蛋白分子量很大,明胶的分子量最小为17500,最大为450000,上等明胶为100000~150000,明胶质量越好,分子量越大,其结构极为复杂。组成明胶蛋白质的元素有C、H、O、N、S、P等。平面磨床涂附磨具所用工业明胶的黏度≥6度E,水分小于18%,灰分小于1.5%,油脂含量小于1.5%,pH值为7,发泡量小于等于23mL,水解性良好。皮胶的黏度≥4度E,水分小于18%,灰分小于2%。骨胶的黏度大于等于3度E,其他指标同皮胶。
  ②聚酯酸乙烯乳液简称自乳胶,是由酪酸乙烯单体经聚合反应而成的一种热塑性高分子黏结剂,可用来生产金相砂纸及干磨砂布带的接头胶。
  ③脲醛树脂是尿素与甲醛在碱性或酸性催化剂作用下反应缩聚而成的缩合物。脲醛树脂可作为平面磨床涂附磨具的处理剂与黏结剂。采用这种黏结剂的磨具广泛用于木材加工、刨花板、胶合板的抛光、木质家具的细抛光等。
  ④酚醛树脂
  水溶性酚醛树脂是平面磨床涂附磨具最主要的黏结剂之一,可用于生产半树脂平面磨床涂附磨具、耐水平面磨床涂附磨具。使平面磨床涂附磨具产品质量有很大的提高。按形态分为溶液状(水溶性与醇溶性树脂)、粉状和薄膜状。按固化温度分为:高温固化型酚醛树脂,固化温度为130~150℃;中温固化型酚醛树脂,固化温度为105~110℃;常温固化树脂。最适合于平面磨床涂附磨具用黏结剂的是中温与常温固化的溶液型酚醛树脂。水溶性酚醛树脂分为三类:第一类是甲醛对苯酚比例高,pH值约等于8度水溶性好,固体含量为50%~70%,黏度为0.5~18Pas,可在80~110℃固化;第二类是甲醛对苯酚比例低,HP值高于8,水溶性差,固体含量为75%~87%,黏度为0.8~80Pas,可在110~130℃固化,第三类是苯酚与甲醛比例相等,pH值在6~8之间,可在120~145℃固化,属高温固化。
  ⑤醇酸树脂
  它是由多元醇、多元酸与脂肪酸经化学反应缩聚而成的一种树脂,是涂料的主要原料。可作为耐水砂纸的黏兴奋剂剂,纸基基体的处理剂与增塑剂。耐水砂纸黏结剂主要经过改性的半干性油醇树脂,如386-6#树脂与747#树脂,油含量为50%~60%,有较好的黏着力,弹性与干率好,流平性较好,柔软性好,价将低廉,胶膜不坚硬。
  ⑥环氧树脂
  常用双酚A环氧树脂,主要用于全树脂型平面磨床涂附磨具黏结剂、砂带接头、叶轮和砂圈的制作。平面磨床涂附磨具行业选用低分子量环氧树脂,如环氧6101、环氧634等作黏结剂。环氧树脂在固化剂操纵下交联固化后才具有各种优异的力学性能。常用固化剂有三类:胺类固化剂、酸酐类固化剂、合成树脂类固化剂。胺类固化剂有乙二胺、脂环胺。酸酐类固化剂在黏结剂中用得较少。合成树脂类固化剂常用酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚酰胺树脂。酚醛树脂与环氧树脂混合作为黏结剂,具有胶合强度高、耐热性能较好等特点。
  (5)辅料
  辅料是黏结剂中除胶料之外的其他所有添加剂的总种,有固化剂、填充剂(填料)、增韧剂、着色剂、溶剂等。填充剂采用无机化合物,如碳酸钙、氧化铁、氟硅酸盐等,溶剂种类繁多,在平面磨床涂附磨具中主要应用的溶剂有水、丙酮、乙醇、松香水、乙醚、乙醇等。