蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮及其制备方法与流程

本发明属于研磨轮制备，尤其涉及一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮及其制备方法。

背景技术：

1、在金属或非金属表面处理行业中，不织布研磨轮对pcb板的表面处理属于比较高端的应用，而现在pcb板中线路越来越复杂，也越精细，在研磨过程中，如果出现轻微的擦伤就会导致线路短路ng，加上现在钻孔板多，孔口周围有稍微凹陷，对此，陶瓷刷研磨轮偏硬无法满足，尼龙研磨轮切削力不足也无法满足，而不织布研磨轮具有一定弹性且切削力强，可满足孔口边处的研磨，但是，不织布研磨轮中的纤维在研磨过程中很容易结团脱落，引起孔的堵塞，导致后续加工的困难。

2、因此，亟需一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮及其制备方法，以解决现有技术问题的不足。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮的制备方法，通过该方法制得的蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮研磨板面无划痕、不塞孔。

2、本发明的另一目的是提供一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮，该蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮研磨板面无划痕、不塞孔。

3、为实现以上目的，本发明提供了一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮的制备方法，步骤包括：

4、(1)a料制备

5、将异氰酸酯、聚四氢呋喃、第一催化剂、第一溶剂搅拌混合制得异氰酸酯预聚体；

6、将封闭型异氰酸酯和异氰酸酯预聚体混合均匀得到a料，

7、(2)b料制备

8、将磨料、第二溶剂和偶联剂搅拌分散，再经抽滤、真空干燥制得改性磨料；

9、将多元醇、第二催化剂、水、开孔剂、防沉剂和改性磨料搅拌分散，再经砂磨得到b料，

10、(3)发泡成型

11、将a料与b料混合均匀后注入成型模具进行发泡成型，再经固化处理得到蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮。

12、与现有技术相比，本发明采用分子量高、强度高、胶粘弹性好的异氰酸酯预聚体做主剂，发泡时具有均匀性地泡孔，成型固化后能形成蜂窝状结构以将磨料均匀附着于树脂体系中，使得蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮表面具有均匀的粗糙度，不会对板面产生划伤；同时还采用偶联剂对磨料改性，在磨料表面接入偶联剂，偶联剂会和树脂反应，相当于一颗颗磨料被树脂拉走，使得磨料能进一步地均匀附着于树脂体系中，磨料不会团聚进而也不会对板面产生划伤；故采用异氰酸酯预聚体做主剂及采用偶联剂对磨料改性可使得聚氨酯弹性研磨轮研磨板面时无划痕，而且也不会结团脱落引起孔的堵塞。

13、较佳地，本发明以重量份数计，步骤(1)包括将5～20份异氰酸酯、5～10份聚四氢呋喃、0.01～0.1份第一催化剂和2～10份第一溶剂常温搅拌1～3h制得异氰酸酯预聚体；及包括将封闭型异氰酸酯和异氰酸酯预聚体按重量比1:1～2混合均匀得到a料。具体地，第一溶剂为乙酸乙酯；聚四氢呋喃平均分子量为500～1000。

14、较佳地，本发明的异氰酸酯和聚四氢呋喃的摩尔比为2～4:1，使得异氰酸酯预聚体分子量大，发泡时初始分子量上得更高，胶粘弹性好，这利于蜂窝泡孔的成型及磨料的承载，制得的异氰酸酯预聚体的固含量为70～80％，反应后在25℃时粘度＜10000mpa*s。优选地，本发明的异氰酸酯和聚四氢呋喃的摩尔比为2～2.5:1。

15、较佳地，本发明以重量份数计，步骤(2)包括将100份磨料、30～50份第二溶剂和1～3份偶联剂搅拌分散3～4h，经负压抽滤除去第二溶剂得到滤饼，将滤饼于90～110℃下真空干燥2～8h制得改性磨料；及包括将10～30份多元醇、0.01～0.1份第二催化剂、0.1～1份水、0.5～2份开孔剂、0.5～2份防沉剂和20～60份改性磨料搅拌分散，再经砂磨机砂磨得到b料。具体地，可于分散搅拌机中进行分散。具体地，第二溶剂为无水乙醇。更具体地，砂磨机配置的砂磨球材质为氧化铝或氧化锆，砂磨球的粒径根据磨料粒径去调配，如600#碳化硅，则采用3～4mm的砂磨球。本发明可通过调整改性磨料的含量，从而保障蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮研磨时的切削力。

16、较佳地，本发明的步骤(3)包括将a料与b料按重量比0.5～1.3:1混合均匀后注入成型模具，于常温下进行发泡成型得到半成品，将半成品置于120～150℃烘箱中固化2～4h。

17、较佳地，本发明的磨料选自碳化硅、氧化铝、二氧化硅、氮化硼、空心二氧化硅和空心氧化铝中的至少一种。具体地，磨料的粒径为1～120um。

18、较佳地，本发明的封闭型异氰酸酯选自在25℃时粘度在5000mpa*s以下的甲苯二异氰酸酯(tdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)中的至少一种。具体地，封闭型异氰酸酯的固含量为60～80％，解封温度为120～140℃；异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)和异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)中的至少一种。本发明搭配封闭型异氰酸酯能进一步提升聚氨酯弹性研磨轮的强度，从而进一步地保障蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮研磨时的切削力。

19、较佳地，本发明的偶联剂选自有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类中的至少一种。具体地，有机铬络合物偶联剂由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物。具体地，硅烷类偶联剂可为但不限于kh550、kh560、kh570、kh792、kh602。具体地，钛酸酯类偶联剂可为但不限于单烷氧基钛酸酯、单烷氧基焦磷酸酯型偶联剂、螯合型钛酸酯偶联剂、配位体型钛酸酯偶联剂。优选地，本发明的偶联剂为硅烷类偶联剂。

20、较佳地，本发明的第一催化剂选自有机金属类催化剂。第二催化剂选自有机金属类催化剂和胺类催化剂的混合物，其中有机金属类催化剂催化聚氨酯凝胶速度，而胺类催化剂催化聚氨酯的起泡速度，因此第二催化剂选自有机金属类催化剂和胺类催化剂的混合物更利于聚氨酯弹性研磨轮形成蜂窝状结构。具体地，有机金属类催化剂可为但不限于有机铋催化剂或有机锡催化剂；胺类催化剂可为但不限于三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺或n,n-二甲基环己胺。

21、较佳地，本发明的多元醇选自在25℃时粘度在1000mpa*s以下的聚醚多元醇和聚酯多元醇中的至少一种。如果研磨轮使用在有水的环境中，多元醇选自在25℃时粘度在1000mpa*s以下的聚醚多元醇，可实现较优的耐水性，具体地，聚醚多元醇可为但不限于聚醚多元醇peg-1000、聚醚多元醇ppg-1000、聚醚多元醇peg-500。

22、较佳地，本发明的开孔剂为聚氧化丙烯-氧化乙烯共聚醚和聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物中的至少一种。更具体地，本发明的开孔剂为y-1900、allchem-3365、gs-28中的至少一种。

23、较佳地，本发明的防沉剂为改性聚酰胺蜡类防沉剂，防沉剂粒径d50＜30um。

24、为实现以上目的，本发明还提供了一种蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮，采用上述的蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮的制备方法制得。

25、与现有技术相比，本发明的蜂窝状结构聚氨酯弹性研磨轮表面具有均匀的粗糙度，采用该聚氨酯弹性研磨轮研磨板面时无划痕，而且也不会结团脱落引起孔的堵塞。