一種研磨墊及其制作方法與流程

本發明涉及一種研磨墊及其制作方法。

背景技術：

由于先進陶瓷材質具有高硬度、高脆性、高耐磨性、高耐腐蝕性等特性，故很難被機械加工。

針對先進陶瓷的研磨加工，目前行業內主要有金屬研磨盤和金剛石研磨墊兩種。金屬研磨盤的缺點在于加工表面損傷層較深、粗糙度較大等。金剛石研磨墊的缺點在于研磨墊壽命低、且成本過高等。

由此可見，目前業內普通使用的研磨墊皆存在較大的不足。

因此，提供一種研磨加工高效率、高質量、低成本的研磨墊具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種研磨墊及其制作方法，采用該研磨墊，可解決現有研磨墊研磨加工的成本高、產品質量差、加工壽命短等問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種研磨墊，包括研磨層，所述研磨層的材料包含按總質量百分比計的聚氨酯樹脂30％-60％、立方氮化硼磨料10％-50％、碳化硅10％-30％、鋁粉1％-15％、石墨1％-15％，所述研磨層中形成有均勻分布的氣泡。

所述聚氨酯樹脂包含按質量百分比計的異氰酸酯成分40％-80％、多元醇成分10％-50％、擴鏈劑0.1％-5％。

所述研磨層的材料還包含按總質量百分比計的表面改性劑0.5％-5％，優選地，所述表面改性劑為聚硅氧烷類表面活性劑。

優選地，所述研磨層的材料還包含按總質量百分比計的分散助劑0.5％-5％，所述分散助劑為焦磷酸鹽分散助劑。

所述研磨層的上表層開設有由所述研磨層的中心向外螺旋式延伸的螺旋形槽；優選地，所述螺旋形槽的寬度為1.0-3.0mm,深度為0.5-1.5mm,徑向的相鄰槽間距為10-25mm。

所述研磨層為圓形，所述研磨層的上表層還開設有由所述研磨層的中心向外發散延伸的一組扇面分割槽，所述扇面分割槽將所述研磨層的上表層分割成多個渦輪扇面形，且使所述螺旋形槽由內自外徑向貫通；優選地，所述扇面分割槽的寬度為1.0-3.0mm,深度為0.5-1.5mm；優選地，所述研磨層為中空的圓環形，所述螺旋形槽和所述扇面分割槽均自所述研磨層的內圓邊延伸到所述研磨層的外圓邊。

所述研磨層中，立方氮化硼的平均粒徑為30-100μm，鋁粉的平均粒徑為10-30μm，石墨的平均粒徑為20-50μm，碳化硅的平均粒徑為40-60μm，氣泡的平均粒徑為10-100μm。

還包括無紡布緩沖層和基板層，所述無紡布緩沖層通過雙面膠粘接在所述基板層上，所述研磨層粘結在所述無紡布緩沖層上，優選地，所述無紡布緩沖層為所述聚酯無紡布層，厚度為50-250μm，所述基板層為pc基板，厚度為250-1000μm，所述研磨層的厚度為200-1000μm，所述雙面膠的厚度為200-280μm。

一種所述的研磨墊的制作方法，包括形成研磨層的步驟，用于形成所述研磨層的材料包含按總質量百分比計的聚氨酯樹脂30％-60％、立方氮化硼磨料10％-50％、碳化硅10％-30％、鋁粉1％-15％、石墨1％-15％。

一種所述的研磨墊的制作方法，包括以下步驟：

步驟一，預處理：根據配方按比例將聚氨酯樹脂的各成分混入容器中進行反應，然后添加表面改性劑，混合攪拌后加入氮氣，使其形成微小氣泡而分散，制成氣泡分散液；

步驟二，混料：將研磨層的其它原料混合至另一容器進行攪拌，然后將步驟一所得的氣泡分散液加入到該另一容器中，進行混合后制成發泡反應液；

步驟三，固化成型：將發泡反應液對注入到模具中，進行加熱使其反應固化，同時對模具內部進行壓力調節，直至發泡反應液不能流動并保持該狀態；

步驟四，粘貼緩沖層：將固化成型后的研磨層下表面均勻地刷涂一層粘結劑，然后將無紡布緩沖層與研磨層粘結；

步驟五，熱壓固化成型：將步驟四所得的產品移至固化爐中進行熱壓固化；

步驟六，粘貼基板層：通過雙面膠將緩沖層與基板層進行粘貼；

步驟七，開槽：在所述研磨層的上表層上加工出由所述研磨層的中心向外螺旋式延伸的螺旋形槽，以及加工出將所述研磨層的上表層分割成多個渦輪扇面形的扇面分割槽。

步驟一中，混合攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；步驟三中，發泡反應液填充到模具中的填充速度0.5-10l/min，攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；加熱溫度80-120℃，時間12h，模壓機壓力5-10bar；步驟五中，加熱溫度80-90℃，時間1-2h。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種高效率、高質量、低成本的研磨墊以及該研磨墊的制備工藝，使用該研磨墊能夠有效解決傳統的研磨墊研磨加工成本高、產品質量差、加工壽命短等問題。本發明改變研磨層的材質，包含按總質量百分比計的聚氨酯樹脂30％-60％、立方氮化硼磨料10％-50％、碳化硅10％-30％、鋁粉1％-15％、石墨1％-15％，并且在研磨層中形成有均勻分布的氣泡，所形成的基于氮化硼磨料的研磨墊，機械強度高，研磨質量好，使用壽命長，相對于金剛石研磨墊成本更低。本發明的研磨墊作為固定式研磨墊，不需要像游離磨料式研磨墊那樣使用價格高、壽命短的研磨液配合使用，從而降低了加工成本。

在優選的實施例中，本發明改變研磨層結構，將以往網絡型開槽結構/方塊凹凸結構改為螺旋型開槽結構，從而提高研磨墊的機械強度，有效延長其使用壽命，提升其加工質量。進一步地，螺旋式開槽結構加上扇面分割槽結構，相對以往的開槽結構不僅有效地提升了研磨墊的整體強度，使其加工壽命提到提升，其研磨層磨損更均勻，故加工后表面平整度高，而且，這種開槽孔隙結構有利于散熱以及排屑，從而保證了磨削品質以及磨削效率，減少研磨液的使用。有效地降低了加工成本。

本發明的研磨墊制作方法操作簡便、成本低廉，易實現工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明研磨墊一種實施例的剖面結構示意圖；

圖2為本發明研磨墊一種實施例中的研磨層的螺旋型開槽結構示意圖；

具體實施方式

以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

在一種實施例中，一種研磨墊，包括研磨層，所述研磨層的材料包含按總質量百分比計的聚氨酯樹脂30％-60％、立方氮化硼磨料10％-50％、碳化硅10％-30％、鋁粉1％-15％、石墨1％-15％，所述研磨層中形成有均勻分布的氣泡。

在優選實施例中，所述聚氨酯樹脂包含按質量百分比計的異氰酸酯成分40％-80％、多元醇成分10％-50％、擴鏈劑0.1％-5％。

在優選實施例中，所述研磨層的材料還包含按總質量百分比計的表面改性劑0.5％-5％。在一個較佳的實施例中，所述表面改性劑為聚硅氧烷類表面活性劑。

優選地，所述研磨層的材料還包含按總質量百分比計的分散助劑0.5％-5％，所述分散助劑為焦磷酸鹽分散助劑。

如圖1所示，在優選實施例中，所述研磨層1的上表層100開設有由所述研磨層1的中心向外螺旋式延伸的螺旋形槽101，形成螺旋型開槽結構；特別優選地，所述螺旋形槽101的寬度為1.0-3.0mm,深度為0.5-1.5mm,徑向的相鄰槽間距為10-25mm。

如圖1所示，在更優選實施例中，所述研磨層1為圓形，所述研磨層1的上表層100還開設有由所述研磨層1的中心向外發散延伸的一組扇面分割槽102，所述扇面分割槽102將所述研磨層1的上表層100分割成多個渦輪扇面形，且使所述螺旋形槽101由內自外徑向貫通；特別優選地，所述扇面分割槽102的寬度為1.0-3.0mm,深度為0.5-1.5mm。

如圖1所示，在更優選實施例中，所述研磨層1為中空的圓環形，所述螺旋形槽101和所述扇面分割槽均自所述研磨層1的內圓邊延伸到所述研磨層1的外圓邊。

在特別優選實施例中，所述研磨層1中，立方氮化硼的平均粒徑為30-100μm，鋁粉的平均粒徑為10-30μm，石墨的平均粒徑為20-50μm，碳化硅的平均粒徑為40-60μm，氣泡的平均粒徑為10-100μm。

如圖2所示，在優選實施例中，研磨墊包括研磨層1、無紡布緩沖層2和基板層3，所述無紡布緩沖層通過雙面膠4粘接在所述基板層上，所述研磨層1粘結在所述無紡布緩沖層上。更優選地，所述無紡布緩沖層為所述聚酯無紡布層，厚度為50-250μm，所述基板層為pc基板，厚度為250-1000μm，所述研磨層1的厚度為200-1000μm，所述雙面膠的厚度為200-280μm。所述研磨層1可通過樹脂粘結劑粘接在聚酯無紡布層上。

另外，基板層3的下表面也可以設置雙面膠4，如圖2所示，從而可通過雙面膠粘接在研磨基座上，形成固定的研磨墊。

在一種實施例中，一種所述研磨墊的制作方法，包括形成研磨層的步驟，用于形成所述研磨層的材料包含按總質量百分比計的聚氨酯樹脂30％-60％、立方氮化硼磨料10％-50％、碳化硅10％-30％、鋁粉1％-15％、石墨1％-15％。

在一種實施例中，一種所述研磨墊的制作方法，包括以下步驟：

步驟一，預處理：根據配方按比例將聚氨酯樹脂的各成分混入容器中進行反應，然后添加表面改性劑，混合攪拌后加入氮氣，使其形成微小氣泡而分散，制成氣泡分散液；

步驟二，混料：將研磨層的其它原料混合至另一容器進行攪拌，然后將步驟一所得的氣泡分散液加入到該另一容器中，進行混合后制成發泡反應液；

步驟三，固化成型：將發泡反應液對注入到模具中，進行加熱使其反應固化，同時對模具內部進行壓力調節，直至發泡反應液不能流動并保持該狀態；

步驟四，粘貼緩沖層：將固化成型后的研磨層下表面均勻地刷涂一層粘結劑，然后將無紡布緩沖層與研磨層粘結；

步驟五，熱壓固化成型：將步驟四所得的產品移至固化爐中進行熱壓固化；

步驟六，粘貼基板層：在研磨層的下表面通過雙面膠粘接基板層；

步驟七，開槽：可通過機械切削加工,在所述研磨層的上表層上加工出由所述研磨層的中心向外螺旋式延伸的螺旋形槽，以及加工出將所述研磨層的上表層分割成多個渦輪扇面形的扇面分割槽。

優選的實施例還包括步驟八，裁剪成型：通過裁剪獲得圓環形結構的研磨墊。

在特別優選的實施例中，步驟一中，混合攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；步驟三中，發泡反應液填充到模具中的填充速度0.5-10l/min，攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；加熱溫度80-120℃，時間12h，模壓機壓力5-10bar；步驟五中，加熱溫度80-90℃，時間1-2h。

實施例1

如圖1和圖2所示，一種可用于加工陶瓷、藍寶石的研磨墊，包括由上而下依次層疊設置的研磨層1、緩沖層2、雙面膠層4、基板層3。

研磨層的原料按質量百分比包括：聚氨酯樹脂：40％，立方氮化硼：35％，碳化硅：10％，鋁粉5％、石墨10％，聚硅氧烷類表面活性劑5％，焦磷酸鹽分散助劑1.0％。

研磨墊的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，《預處理》：根據配方按比例將聚氨酯樹脂中各成分混入容器a中進行反應，然后添加聚硅氧烷類表面活性劑，混合攪拌后加入氮氣，使其形成微小氣泡而分散，制成氣泡分散液。攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；

步驟二，《混料》：將研磨層的其它原料混合至容器b進行攪拌，然后反步驟一所得的氣泡分散液流入到容器b中，進行混合后制成發泡反應液。最后填充到模具中，進行模具的合模；填充速度0.5-10l/min，攪拌速率1000-5000rpm,攪拌時間5-15min；

步驟三，《固化成型》：對注入到模具中的發泡反應液進行加熱使其反應固化，同時對模具內部進行壓縮或減壓，直至發泡反應液不能流動并保持該狀態。加熱溫度80-120℃，時間12h。模壓機壓力5-10bar；

步驟四，《粘貼緩沖層》：將固化成型后的研磨層下表面均勻地刷涂一層樹脂粘結劑，然后將聚酯無紡布與研磨層進行粘結；

步驟五，《熱壓固化成型》：將上述所得混合層移至固化爐中進行熱壓固化。加熱溫度80-90℃，時間1-2h；

步驟六，《粘貼pc板》：將上述所得研磨墊的下底面貼上雙面附膠的pc板，然后用滾筒進行壓平處理；

步驟七，《開槽》：使用預定尺寸的車刀等工具進行機械切削加工；

步驟八，《裁剪成型》：通過裁剪獲得圓環形結構的研磨墊；

表一為可用于加工氧化鋯陶瓷的本發明實施例的研磨墊與金剛石研磨墊的對比數據；

從表一中可以看出，本發明實施例的研磨墊與金剛石研磨墊相比，產品平面度、研磨墊壽命皆得到了顯著提升。

表一

以上內容是結合具體/優選的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發明的保護范圍。