[发明专利]一种3D曲面玻璃高效抛光盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效率抛光3D曲面玻璃的弹性抛光盘及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展，将3D曲面玻璃应用于手机、平板电脑等信息及数码产品的外壳，越来越得到各信息及数码产品生产厂家的青睐。对3D曲面玻璃的抛光加工工具的需求也应运而生。

抛光加工工艺，是指靠微细磨粒的机械作用对被加工表面进行微量去除，得到高精度的加工表面。目前国内外3D曲面玻璃的抛光加工多采用毛毯或弹性抛光皮在抛光液的辅助下进行抛光的方法。该抛光方法中，由于抛光液中游离磨料研磨的加工效率较低且会产生较大的表面损伤层，磨削去除损伤层的过程中磨削率难以稳定控制，会影响研磨后3D曲面玻璃的面型精度，因此应用传统工艺进行3D曲面玻璃的批量生产时，存在难以保证高精度面型、加工效率低、控制难度很大，不易实现自动化等公认的缺点，此外抛光液中的大多数磨粒未能得到充分的应用，存在着极大的资源浪费和污染环境问题。

公开号为 CN205129604U的中国发明专利中公开了一种用于曲面玻璃抛光的抛光盘，该抛光盘是将柔性抛光皮附着于柔性海绵层和基板的表面上。其柔性抛光皮由聚氨酯和无纺布制成。该抛光盘可以应用于曲面玻璃的抛光，但其内部不含磨料和抛光剂，必须依靠抛光液的辅助下才能完成抛光，抛光效率低，而且不环保，造成大量的资源浪费和环境污染。而本发明所制备的3D曲面玻璃抛光盘，不需要抛光液，就可以一次完成3D曲面玻璃的表面抛光。

公开号为CN101343399的中国发明专利公开了一种混杂填料填充的聚氨酯改性环氧树脂灌封材料及制备方法，特别是采用玻璃纤维粉(MG)与SiO₂或AlN混杂填料和聚氨酯改性的TDE-85环氧树脂制备环氧树脂灌封材料及其方法。公开号为CN102504522A的中国发明专利公开了一种用于生产抛光轮的聚氨酯弹性体组合物，将数均分子量为400～5000， 官能度为2或3的聚环氧丙烷醚多元醇、二元醇扩链剂、二元胺扩链剂，外加催化剂和匀泡剂，在100～110℃下混合均匀，并控制混合物中水分含量在0.08％～0.15％之间，得到聚合物组份；将液化MDI与增塑剂在常温下混合均匀，即得到异氰酸根质量含量为22％～25％预聚物。将聚合物组分和预聚物组份以及石英砂混合，硫化成型后即可得到硬度为邵氏80～98A 的微孔发泡的聚氨酯抛光轮磨料。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种3D曲面玻璃高效抛光盘及其制备方法。本发明提供超精密抛光3D曲面玻璃抛光盘，既具有优异的磨削性，又具有优异的弹性，不仅能够保证抛光的表面质量，而且能够提高抛光效率和良品率，加工表面粗糙度达到Ra0.02。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

互穿聚合物网络（interpenetrating polymer network，IPN）技术是改善高分子材料综合性能的有效手段之一。IPN是两种或两种以上聚合物网络永久性地互相穿插、缠结而形成的聚合物合金。聚氨酯（PU）弹性体具有优异的耐磨性能、高强度、耐腐蚀、耐冲击等性能，因而在耐磨领域也有着广泛的应用，如大型输送带、电缆护套、煤炭和矿石筛分用的旋流器等；但其较差的耐热性和强度很大程度上限制了其应用领域。因此，在保持聚氨酯固有韧性和耐磨性的基础上，如何提高其强度和耐热性一直是聚氨酯改性研究的重点。另一方面，环氧树脂具有强度高、粘结性能好且热稳定性优异等特性。环氧树脂中的环氧基团还具有与聚氨酯分子链上相应活性基团进行化学反应能力，而使聚氨酯与环氧树脂形成的IPN间产生化学键连接，进而增强二者的相容性。

本发明的3D曲面玻璃高效抛光盘由下述重量比的原料制备而成，其中：聚氨酯45%~55%，环氧树脂5%~15%，白刚玉微粉（W7）10%~15%，三氧化二铁5%~15%，氧化铈粉5%~15%，发泡剂0.5~2%。

首先，聚氨酯与环氧树脂两种组分，形成互穿聚合物网络，作为本发明抛光盘的基体，既保持了聚氨酯优异的弹性和耐磨性，又引入了环氧树脂的高强度和对磨料优异的粘结性。以上性能赋予抛光盘既具有良好的弹性，以保证抛光表面的平整性和光洁度，又具有良好的强度和磨削锋利性，以保证抛光的锋利性和自锐性。

其次，本发明利用白刚玉为磨料，以三氧化二铁和氧化铈为抛光剂，引入了抛光盘。通过控制混料工艺，使三氧化二铁和氧化铈均匀包裹在白刚玉的表面，镶嵌在聚氨酯/环氧树脂聚合物互穿网络基体相之中，赋予抛光盘本身具有良好的磨削性和抛光性，而不需要再抛光过程中另加抛光液，高效环保。