本发明涉及一种耐高温高强度砂带的制备方法，属于磨具材料制备技术领域。
背景技术：
随着机械工业的飞速发展，对涂附磨具产品的要求越来越高。磨具是一种打磨的工具，一般用于器物表面的研磨与抛光，可分为手工用磨具和机器用磨具。在磨具磨料行业，广泛使用砂纸、砂布、砂带作为打磨工具。其中砂带是使用粘结剂将磨料粘结在纸、布等可挠性基材上制成的可以进行磨削和抛光的一种带状工具，其基本组成是：基材、磨料和粘结剂。
砂带属于柔性磨具，砂带磨削是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺，抛光时比固体磨具砂轮更为灵活与安全，精度更高，磨削成本低。因此，具有使用范围广泛、使用方便、价格低廉等优点。
传统的普通砂带一般利用碳化硅、氧化铝等普通磨料制造得到的，其使用效率低，使用寿命短。这种传统的普通砂带对于一些硬度较大的工件材质，不能够满足对其表面光洁度的要求，而且使用寿命和磨削效率十分有限，导致磨削加工成本大幅度提高或无法满足加工要求。当使用砂带对油漆、木材、软金属、精密铸件及高档家具等软质材料进行打磨和抛光时，普通的砂带往往会出现被碎屑堵塞的现象，即磨削产生的碎屑堵塞在砂带表面，使砂带的磨削性能大幅下降，影响了砂带的使用性能和使用寿命。为了解决这个问题，目前一般是通过在砂带表面设置排屑槽或者在砂带表层涂布一层超涂层，但是溶剂型超涂层涂料生产成本较高，易产生有毒物质，危险性大。此外，现有砂带产品还存在效率较低，存在磨削热量过高，工件磨除量较小的问题。
因此，提供一种具有良好的排屑能力，切削力大、不易堵塞，、不易掉砂、寿命长的砂带及其制备方法，具有重要意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前砂带耐磨性能不佳、耐热性能不好，导致砂带在工作状态中易被磨损，受热易分解的缺陷，提供了一种耐高温高强度砂带的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
耐高温高强度砂带的具体制备步骤为：
将酶解物、二甲苯、酚醛树脂、碳酸钙、氧化铝和氧化锆投入分散机中，在转速为800～820r/min的条件下混合50～60min制得预制混合物，将预制混合物均匀覆盖于复交层表面，将复交层置于热压机中，在温度为340～360℃、压制压强为14～16mpa的条件下压制40～60min，冷却出料即得耐高温高强度砂带；
酶解物的具体制备步骤为：
（1）将研磨产物与正硅酸四乙酯投入共混机中，在温度为115～125℃、转速为500～550r/min的条件下混合搅拌60～80min，制得混合产物，将混合产物投入烧杯中，向烧杯中以12～14ml/min的速率滴加去离子水，制得改性产物；
（2）将改性产物置于高温炉中，在氩气氛围下，升高炉内温度至105～115℃，恒温静置120～140min，静置结束后继续升高炉内温度高温煅烧60～70min，煅烧后研磨过50目筛得到煅烧产物；
（3）将煅烧产物与玉米淀粉投入酶解罐中混合均匀制得待酶解产物，向酶解罐中投入唾液淀粉酶，将酶解罐置于温度为38～42℃的温室中，恒温静置2～3天得到预制酶解物，向酶解罐中投入麦芽糖酶，继续在温室恒温静置2～3天制得酶解物；
研磨产物的具体制备步骤为：
（1）称取2～3kg水稻稻壳投入烧杯中，向烧杯中倒入质量分数为20～24%的柠檬酸溶液浸渍稻壳，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至60～64℃，恒温加热4～5h制得固液混合物，向烧杯中滴加质量分数为20～24%的氢氧化钠溶液，调节ph值至10～11，继续在温度为60～64℃的条件下恒温反应80～100min制得反应混合物；
（2）将反应混合物过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次，将滤渣置于烘箱中，在温度为105～115℃的条件下干燥140～150min制得干燥产物，将干燥产物与高岭石投入行星球磨机中，在转速为300～320r/min的条件下混合研磨80～100min制得研磨产物。
优选的按重量份数计，酶解物为8～10份、二甲苯为4～6份、酚醛树脂为14～16份、碳酸钙为0.6～0.8份、氧化铝为1.4～1.6份、氧化锆为1.0～1.4份。
酶解物的具体制备步骤（1）中研磨产物与正硅酸四乙酯的质量比为5：1，向烧杯中滴加的去离子水的质量为混合产物质量的25～27%。
酶解物的具体制备步骤（2）中高温炉中的高温煅烧温度为750～770℃。
酶解物的具体制备步骤（3）中煅烧产物与玉米淀粉的质量比为5：2。
酶解物的具体制备步骤（3）中向酶解罐中投入的唾液淀粉酶的质量为待酶解产物质量的3～5%，向酶解罐中投入的麦芽糖酶的质量为预制酶解物质量的3～5%。
研磨产物的具体制备步骤（1）中滴加氢氧化钠溶液调节ph值进一步优选为10.2～10.6。
研磨产物的具体制备步骤（2）中干燥产物与高岭石的质量比为2：1。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将水稻稻壳依次在柠檬酸溶液、碱液中加热浸泡，浸泡后过滤烘干与高岭石混合研磨，研磨后加入正硅酸四乙酯共混得到混合产物，再向混合产物中滴加去离子水，加入后高温煅烧，煅烧后混入玉米淀粉进行酶解，制得酶解物，最后将酶解物、酚醛树脂以及其它混料混合，涂于复交层上进行热压，冷却固化后制得耐高温高强度砂带，本发明将水稻壳依次在柠檬酸溶液和碱液中浸泡，分离稻壳中的植物纤维，同时使植物纤维表面黏附羧基基团，增加纤维的吸附性能，加强与砂带中其它分子之间的粘结强度，随后混入高岭石，利用高岭石本身具有的四面体、八面体结构加强与其它分子的粘结紧密程度，并提高砂带的粗糙程度，同时引入硅元素和氯元素，经过高温煅烧生成氧化硅、氧化铝，形成致密膜层包覆砂带各分子，从而提高砂带的力学性能和耐热性能，提高砂带的耐磨强度；
（2）本发明利用正硅酸四乙酯包覆粘结植物纤维以及高岭石颗粒，并向砂带中引入si-o键，有效粘结砂带中各分子的同时，提高砂带表面的力学性能，有效防止砂带在摩擦时被损耗，随后滴加去离子水，使正硅酸四乙酯反应生成二氧化硅，进一步提高砂带的耐磨性与粗糙程度，同时二氧化硅对砂带中各分子形成包覆，使砂带的热稳定性能得到提高，再与淀粉搅拌经过酶分解，使淀粉酶解分解成麦芽糖与葡萄糖，通过糖类分子中丰富的羟基基团，与砂带中其它分子之间形成共价键、氢键吸附，进一步提高砂带中各分子之间的交联密度，使砂带的耐磨性能进一步提高，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取2～3kg水稻稻壳投入烧杯中，向烧杯中倒入质量分数为20～24%的柠檬酸溶液浸渍稻壳，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至60～64℃，恒温加热4～5h制得固液混合物，向烧杯中滴加质量分数为20～24%的氢氧化钠溶液，调节ph值至10～11，继续在温度为60～64℃的条件下恒温反应80～100min制得反应混合物；将上述反应混合物过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次，将滤渣置于烘箱中，在温度为105～115℃的条件下干燥140～150min制得干燥产物，将干燥产物与高岭石按质量比2：1投入行星球磨机中，在转速为300～320r/min的条件下混合研磨80～100min制得研磨产物；将上述研磨产物与正硅酸四乙酯按质量比5：1投入共混机中，在温度为115～125℃、转速为500～550r/min的条件下混合搅拌60～80min，制得混合产物，将混合产物投入烧杯中，向烧杯中以12～14ml/min的速率滴加混合产物质量25～27%的去离子水，制得改性产物；将上述改性产物置于高温炉中，在氩气氛围下，升高炉内温度至105～115℃，恒温静置120～140min，静置结束后继续升高炉内温度至750～770℃，高温煅烧60～70min，煅烧后研磨过50目筛得到煅烧产物；将上述煅烧产物与玉米淀粉按质量比5：2投入酶解罐中混合均匀制得待酶解产物，向酶解罐中投入待酶解产物质量3～5%的唾液淀粉酶，将酶解罐置于温度为38～42℃的温室中，恒温静置2～3天得到预制酶解物，向酶解罐中投入预制酶解物质量3～5%的麦芽糖酶，继续在温室恒温静置2～3天制得酶解物；按重量份数计，将8～10份上述酶解物、4～6份二甲苯、14～16份酚醛树脂、0.6～0.8份碳酸钙、1.4～1.6份氧化铝和1.0～1.4份氧化锆投入分散机中，在转速为800～820r/min的条件下混合50～60min制得预制混合物，将预制混合物均匀覆盖于复交层表面，将复交层置于热压机中，在温度为340～360℃、压制压强为14～16mpa的条件下压制40～60min，冷却出料即得耐高温高强度砂带。
实例1
反应混合物的制备：
称取2kg水稻稻壳投入烧杯中，向烧杯中倒入质量分数为20%的柠檬酸溶液浸渍稻壳，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至60℃，恒温加热4h制得固液混合物，向烧杯中滴加质量分数为20%的氢氧化钠溶液，调节ph值至10，继续在温度为60℃的条件下恒温反应80min制得反应混合物。
研磨产物的制备：
将上述反应混合物过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3次，将滤渣置于烘箱中，在温度为105℃的条件下干燥140min制得干燥产物，将干燥产物与高岭石按质量比2：1投入行星球磨机中，在转速为300r/min的条件下混合研磨80min制得研磨产物。
改性产物的制备：
将上述研磨产物与正硅酸四乙酯按质量比5：1投入共混机中，在温度为115℃、转速为500r/min的条件下混合搅拌60min，制得混合产物，将混合产物投入烧杯中，向烧杯中以12ml/min的速率滴加混合产物质量25%的去离子水，制得改性产物。
煅烧产物的制备：
将上述改性产物置于高温炉中，在氩气氛围下，升高炉内温度至105℃，恒温静置120min，静置结束后继续升高炉内温度至750℃，高温煅烧60min，煅烧后研磨过50目筛得到煅烧产物。
酶解物的制备：
将上述煅烧产物与玉米淀粉按质量比5：2投入酶解罐中混合均匀制得待酶解产物，向酶解罐中投入待酶解产物质量3%的唾液淀粉酶，将酶解罐置于温度为38℃的温室中，恒温静置2天得到预制酶解物，向酶解罐中投入预制酶解物质量3%的麦芽糖酶，继续在温室恒温静置2天制得酶解物。
耐高温高强度砂带的制备：
按重量份数计，将8份上述酶解物、4份二甲苯、14份酚醛树脂、0.6份碳酸钙、1.4份氧化铝和1.0份氧化锆投入分散机中，在转速为800r/min的条件下混合50min制得预制混合物，将预制混合物均匀覆盖于复交层表面，将复交层置于热压机中，在温度为340℃、压制压强为14mpa的条件下压制40min，冷却出料即得耐高温高强度砂带。
实例2
反应混合物的制备：
称取2kg水稻稻壳投入烧杯中，向烧杯中倒入质量分数为22%的柠檬酸溶液浸渍稻壳，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至62℃，恒温加热4h制得固液混合物，向烧杯中滴加质量分数为22%的氢氧化钠溶液，调节ph值至10，继续在温度为62℃的条件下恒温反应90min制得反应混合物。
研磨产物的制备：
将上述反应混合物过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4次，将滤渣置于烘箱中，在温度为110℃的条件下干燥145min制得干燥产物，将干燥产物与高岭石按质量比2：1投入行星球磨机中，在转速为310r/min的条件下混合研磨90min制得研磨产物。
改性产物的制备：
将上述研磨产物与正硅酸四乙酯按质量比5：1投入共混机中，在温度为120℃、转速为525r/min的条件下混合搅拌70min，制得混合产物，将混合产物投入烧杯中，向烧杯中以13ml/min的速率滴加混合产物质量26%的去离子水，制得改性产物。
煅烧产物的制备：
将上述改性产物置于高温炉中，在氩气氛围下，升高炉内温度至110℃，恒温静置130min，静置结束后继续升高炉内温度至760℃，高温煅烧65min，煅烧后研磨过50目筛得到煅烧产物。
酶解物的制备：
将上述煅烧产物与玉米淀粉按质量比5：2投入酶解罐中混合均匀制得待酶解产物，向酶解罐中投入待酶解产物质量4%的唾液淀粉酶，将酶解罐置于温度为40℃的温室中，恒温静置2天得到预制酶解物，向酶解罐中投入预制酶解物质量4%的麦芽糖酶，继续在温室恒温静置2天制得酶解物。
耐高温高强度砂带的制备：
按重量份数计，将9份上述酶解物、5份二甲苯、15份酚醛树脂、0.7份碳酸钙、1.5份氧化铝和1.2份氧化锆投入分散机中，在转速为810r/min的条件下混合55min制得预制混合物，将预制混合物均匀覆盖于复交层表面，将复交层置于热压机中，在温度为350℃、压制压强为15mpa的条件下压制50min，冷却出料即得耐高温高强度砂带。
实例3
反应混合物的制备：
称取3kg水稻稻壳投入烧杯中，向烧杯中倒入质量分数为24%的柠檬酸溶液浸渍稻壳，将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至64℃，恒温加热5h制得固液混合物，向烧杯中滴加质量分数为24%的氢氧化钠溶液，调节ph值至11，继续在温度为64℃的条件下恒温反应100min制得反应混合物。
研磨产物的制备：
将上述反应混合物过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗5次，将滤渣置于烘箱中，在温度为115℃的条件下干燥150min制得干燥产物，将干燥产物与高岭石按质量比2：1投入行星球磨机中，在转速为320r/min的条件下混合研磨100min制得研磨产物。
改性产物的制备：
将上述研磨产物与正硅酸四乙酯按质量比5：1投入共混机中，在温度为125℃、转速为550r/min的条件下混合搅拌80min，制得混合产物，将混合产物投入烧杯中，向烧杯中以14ml/min的速率滴加混合产物质量27%的去离子水，制得改性产物。
煅烧产物的制备：
将上述改性产物置于高温炉中，在氩气氛围下，升高炉内温度至115℃，恒温静置140min，静置结束后继续升高炉内温度至770℃，高温煅烧70min，煅烧后研磨过50目筛得到煅烧产物。
酶解物的制备：
将上述煅烧产物与玉米淀粉按质量比5：2投入酶解罐中混合均匀制得待酶解产物，向酶解罐中投入待酶解产物质量5%的唾液淀粉酶，将酶解罐置于温度为42℃的温室中，恒温静置3天得到预制酶解物，向酶解罐中投入预制酶解物质量5%的麦芽糖酶，继续在温室恒温静置3天制得酶解物。
耐高温高强度砂带的制备：
按重量份数计，将10份上述酶解物、6份二甲苯、16份酚醛树脂、0.8份碳酸钙、1.6份氧化铝和1.4份氧化锆投入分散机中，在转速为820r/min的条件下混合60min制得预制混合物，将预制混合物均匀覆盖于复交层表面，将复交层置于热压机中，在温度为360℃、压制压强为16mpa的条件下压制60min，冷却出料即得耐高温高强度砂带。
对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入研磨产物。
对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入酶解物。
对比例3：苏州市某公司生产的砂带作为对比例。对本发明制得的耐高温高强度砂带和对比例中的砂带进行检测，检测结果如表1所示：
摩擦性能测试
按照标准gb13826-2008《湿式（非金属类）摩擦材料》，采用摩擦性能试验机进行测试。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的耐高温高强度砂带，磨擦性能好、磨损率低，且制动噪音低，对环境污染极低，安全、可靠，具有广阔的使用前景。