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申请号:    201710385670.3    

申请人:    江苏省江南新型复合研磨材料及制品工程技术研究中心有限公司    

发明人:    王荣生    

摘要：

        本发明公开了一种高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，高强度防水抗氧化酚醛树脂层包括基体、防水层、抗氧化层、磨料层以及粘结剂，基体的上表面与下表面均与防水层相连接，上防水层的上表面与下防水层的下表面均与抗氧化层相连接，上抗氧化层的上表面与下抗氧化层的下表面均连接设有磨料层，每一层之间均通过粘结剂相连接，本发明不仅提高了工作效率，而且减小了对环境的污染，加强了砂布的实用性，省时省力，高效节能。

主权利要求：

        1.一种高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：高强度防水抗氧化酚醛树脂层 包括基体、防水层、抗氧化层、磨料层以及粘结剂，所述基体的上表面与下表面均与防水层 相连接，所述上防水层的上表面与下防水层的下表面均与抗氧化层相连接，所述上抗氧化 层的上表面与下抗氧化层的下表面均连接设有磨料层，所述每一层之间均通过粘结剂相连 接；所述防水层由甲乙两组分按甲：乙=1:2的比例复合而成，所述甲乙以质量份数计包含以 下组分：所述甲组分中按质量份数计包括以下组分：聚芳醚砜酮改性树脂：11-19份，碳化硅微 粉：17-21份，氟化石墨：7-10份，黑碳化硅：15-18份，细晶氧化铝：8-13份，碳酸亚丙脂：2-9 份，乙酸甲酯：3-8份，三氯乙烯：10-13份，苯乙烯：11-14份，分散剂：8-14份，成膜助剂：11- 19份，消泡剂：9-14份；所述乙组分中按质量份数计包括以下组分：环氧二丙烯酸酯：2-9份，聚氨酯：12-19份， 晶型改性剂：5-9份，载体：11-13份，无碱玻纤：3-9份，改性氨基硅油：16-19份，氨基硅乳：9- 13份，固化剂：13-18份，偶联剂：3-9份，阻燃剂：7-11份；所述抗氧化层包括以下几种组分：去离子水：8-12份，填料：5-10份，石灰粉：9-14份，钙 锌复合稳定剂：13-18份，硅烷偶联剂：12-19份，木质纤维粉：18-22份，碳纤维粉：4-9份，气 相缓蚀剂：9-13份，粘结剂：7-13份，消光剂：6-10份，辅料：18-20份，固化剂：6-13份，消泡 剂：5-9份；所述的碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为7-11μm；所述的氟化石墨粒径为2-5μm；所述的 分散剂为三聚磷酸钠、四聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种；所述的成膜助剂均为乙二醇乙 醚、乙二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一种；所述的消泡剂均为二甲基硅油、有机硅、聚醋酸 乙烯酯中的一种；所述的固化剂均为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性 胺、二氨基二苯基甲砜DDS中的一种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或锆类偶联剂中的至少一 种；所述的阻燃剂为磷酸三酯；所述的颜料为钛白粉、氧化铁红、炭黑、硫酸钡或氧化铬绿中 的一种；所述的气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑、6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐、 6-羟甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐、6-羟甲基-氨基 苯并噻唑马来酸盐中的一种或几种混合物；所述的辅料为复合稀土，所述复合稀土按质量 百分比计包括以下组分：镝：15-18%，铈：7-10%，镨：12-14%，钕：2-5%，其余为镧元素，以上镧 系稀土各组分之和为100%。

        2.根据权利要求1所述的高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：高强度防水抗 氧化酚醛树脂层包括基体、防水层、抗氧化层、磨料层以及粘结剂，所述基体的上表面与下 表面均与防水层相连接，所述上防水层的上表面与下防水层的下表面均与抗氧化层相连 接，所述上抗氧化层的上表面与下抗氧化层的下表面均连接设有磨料层，所述每一层之间 均通过粘结剂相连接；所述防水层由甲乙两组分按甲：乙=1:2的比例复合而成，所述甲乙以 质量份数计包含以下组分：所述甲组分中按质量份数计包括以下组分：聚芳醚砜酮改性树脂：11份，碳化硅微粉： 17份，氟化石墨：7份，黑碳化硅：15份，细晶氧化铝：8份，碳酸亚丙脂：2份，乙酸甲酯：3份，三 氯乙烯：10份，苯乙烯：11份，分散剂：8份，成膜助剂：11份，消泡剂：9份；所述乙组分中按质量份数计包括以下组分：环氧二丙烯酸酯：2份，聚氨酯：12份，晶型 改性剂：5份，载体：11份，无碱玻纤：3份，改性氨基硅油：16份，氨基硅乳：9份，固化剂：13份， 偶联剂：3份，阻燃剂：7份；所述抗氧化层包括以下几种组分：去离子水：8份，填料：5份，石灰粉：9份，钙锌复合稳 定剂：13份，硅烷偶联剂：12份，木质纤维粉：18份，碳纤维粉：4份，气相缓蚀剂：9份，粘结剂： 7份，消光剂：6份，辅料：18份，固化剂：6份，消泡剂：5份；所述的碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为7μm；所述的氟化石墨粒径为2μm；所述的分散 剂为三聚磷酸钠、四聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种；所述的成膜助剂均为乙二醇乙醚、乙 二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一种；所述的消泡剂均为二甲基硅油、有机硅、聚醋酸乙烯 酯中的一种；所述的固化剂均为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二 氨基二苯基甲砜DDS中的一种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或锆类偶联剂中的至少一种；所 述的阻燃剂为磷酸三酯；所述的颜料为钛白粉、氧化铁红、炭黑、硫酸钡或氧化铬绿中的一 种；所述的气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑、6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐、6-羟 甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐、6-羟甲基-氨基苯并 噻唑马来酸盐中的一种或几种混合物；所述的辅料为复合稀土，所述复合稀土按质量百分 比计包括以下组分：镝：15%，铈：7%，镨：12%，钕：2%，其余为镧元素，以上镧系稀土各组分之 和为100%。

        3.根据权利要求1所述的高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：高强度防水抗 氧化酚醛树脂层包括基体、防水层、抗氧化层、磨料层以及粘结剂，所述基体的上表面与下 表面均与防水层相连接，所述上防水层的上表面与下防水层的下表面均与抗氧化层相连 接，所述上抗氧化层的上表面与下抗氧化层的下表面均连接设有磨料层，所述每一层之间 均通过粘结剂相连接；所述防水层由甲乙两组分按甲：乙=1:2的比例复合而成，所述甲乙以 质量份数计包含以下组分：所述甲组分中按质量份数计包括以下组分：聚芳醚砜酮改性树脂：19份，碳化硅微粉： 21份，氟化石墨：10份，黑碳化硅：18份，细晶氧化铝：13份，碳酸亚丙脂：9份，乙酸甲酯：8份， 三氯乙烯：13份，苯乙烯：14份，分散剂：14份，成膜助剂：19份，消泡剂：14份；所述乙组分中按质量份数计包括以下组分：环氧二丙烯酸酯：9份，聚氨酯：19份，晶型 改性剂：9份，载体：13份，无碱玻纤：9份，改性氨基硅油：19份，氨基硅乳：13份，固化剂：18 份，偶联剂：9份，阻燃剂：11份；

      所述抗氧化层包括以下几种组分：去离子水：12份，填料：10份，石灰粉：14份，钙锌复合 稳定剂：18份，硅烷偶联剂：19份，木质纤维粉：22份，碳纤维粉：9份，气相缓蚀剂：13份，粘结 剂：13份，消光剂：10份，辅料：20份，固化剂：13份，消泡剂：9份；所述的碳化硅微粉为黑碳化硅且粒径为11μm；所述的氟化石墨粒径为5μm；所述的分散 剂为三聚磷酸钠、四聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种；所述的成膜助剂均为乙二醇乙醚、乙 二醇丁醚、乙二醇或丙二醇中的一种；所述的消泡剂均为二甲基硅油、有机硅、聚醋酸乙烯 酯中的一种；所述的固化剂均为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二 氨基二苯基甲砜DDS中的一种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂或锆类偶联剂中的至少一种；所 述的阻燃剂为磷酸三酯；所述的颜料为钛白粉、氧化铁红、炭黑、硫酸钡或氧化铬绿中的一 种；所述的气相缓蚀剂为6-羟甲基-氨基苯并噻唑、6-羟甲基-氨基苯并噻唑肉桂酸盐、6-羟 甲基-氨基苯并噻唑硝基苯甲酸盐、6-羟甲基-氨基苯并噻唑琥珀酸盐、6-羟甲基-氨基苯并 噻唑马来酸盐中的一种或几种混合物；所述的辅料为复合稀土，所述复合稀土按质量百分 比计包括以下组分：镝：18%，铈：10%，镨：14%，钕：5%，其余为镧元素，以上镧系稀土各组分之 和为100%。

        4.根据权利要求1所述的高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：所述防水层的 制备方法包括以下几个步骤：

        （一）将聚芳醚砜酮改性树脂以及碳化硅微粉加入到反应釜中，然后加入氟化石墨，通 过水浴加热至60-75℃，并将电动搅拌机的转速设置为550-600r/min，聚合反应30-40min 后，用恒压漏斗滴加助溶剂，控制在10min滴加完毕，然后平衡33-45min；

        （二）在装有搅拌器、温度计、冷凝管、恒压滴定漏斗的四口烧瓶中加入黑碳化硅、细晶 氧化铝、碳酸亚丙脂、乙酸甲酯、三氯乙烯以及苯乙烯单体混合后用乳化剂进行乳化，采用 磁力搅拌机预乳化25-35min，然后在采用数显高速分散剂进行高速预乳化，速度设定为 1500-1700r/min，接着将步骤（1）制备的混合物装进恒压滴定漏斗，控制在1h内滴加完，滴 加完毕后，将体系升温到85℃，保温2-3h后降温出料，最后加入分散剂、成膜助剂以及消泡 剂搅拌至合适黏度，即可得到防水层中的甲组分待用；

        （三）向环氧二丙烯酸酯加入聚氨酯以及晶型改性剂并送入搅拌机，搅拌40-45min，搅 拌速度为500-600r/min，然后加入载体、无碱玻纤以及改性氨基硅油，搅拌30-40min，搅拌 速度为800-880r/min，等充分混合均匀后将氨基硅乳以及固化剂加入搅拌机中，在高剪切 力作用下高速搅拌25-35min，搅拌速度为900-950r/min，最后添加适量偶联剂以及阻燃剂 调节涂料至合适黏度,过滤即可得到防水层中的乙组份待用；

        （四）将制备好的甲组份与乙组份相互搅拌，直至搅拌均匀即可得到防水层；

        其中，所述的环氧二丙烯酸酯和聚氨酯以及晶型改性剂的质量比为3:5:11，所述的乳 化剂为乳化剂ER-30和乳化剂SR-10按质量比1.5:2的混合物，所述的助溶剂为乙醇或丙二 醇甲醚。

        5.根据权利要求1所述的高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：所述抗氧化层 的制备方法包括以下几个步骤：

        （一）采用核壳乳液聚合方式制备抗氧化层；

        （二）去离子水、填料与石灰粉单体共聚反应从而制得抗氧化层的基料，然后在基料中 混入钙锌复合稳定剂以及硅烷偶联剂搅拌40-45min，搅拌速度为880-900r/min；

        （三）向步骤（二）中依次加入木质纤维粉、碳纤维粉、气相缓蚀剂以及粘结剂搅拌，搅拌 时间为50-85min，搅拌速度为650-700r/min，在搅拌过程中缓慢加入消光剂，搅拌均匀；

        （四）向搅拌均匀后的产物中投入辅料、固化剂以及消泡剂并送入反应釜反应，反应时 间为80-90min，加热温度为90-95℃，反应后降温到室温即可得到抗氧化层；

        （五）调节 PH 值：加入中和化合物，调节涂料的 PH 值为 7-8，其中中和化合物为盐酸 或氢氧化钠；

        （六）检测，出成品。

        6.根据权利要求1所述的高强度防水抗氧化酚醛树脂砂布，其特征在于：所述高强度防 水抗氧化酚醛树脂砂布的制备方法，具体包括以下几个步骤：

        （一）选用合适的材料作为基体，在基体的上表面以及下表面均刷涂粘结剂，通过粘结 剂粘结制备好的防水层，然后烘干20-30min，烘干温度为65-75℃；

        （二）在上防水层的上表面以及下防水层的下表面上均涂刷上粘结剂，待半干时涂覆上 制备好的抗氧化层，然后烘干50-60min，烘干温度为45-50℃；

        （三）待步骤（二）中的抗氧化层未完全干时继续涂刷粘结剂，边刷边将磨料层的磨料颗 粒铺设于抗氧化层的外表面，用75-85℃的热风吹干燥，然后涂覆覆胶，使覆胶嵌于磨料颗 粒中，在80-90℃的温度下固化45-60min；

        在散布磨料颗粒时具体为：磨料颗粒盛于手用筛中，旋振筛子，使磨料颗粒借助自身的 重量，均匀地嵌于水平摆放着的抗氧化层表面的粘结剂上；

        （四）对步骤（三）中形成磨料层后的基体依次进行后固化工序、揉曲带水工序、激光切 割工序、基材防形变处理工序和存储工序进而制得研成品。