CN105290988B - 一种可打磨曲面材料的皮革砂纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可打磨曲面材料的皮革砂纸及其制备方法，所述皮革砂纸为由上而下依次设置的磨料层、皮革层、海绵层、防水层和丝拉绒层。所述砂纸的制备方法包括将研磨粒涂料均匀涂布在皮革层表面得研磨皮革复合层；再将研磨皮革复合层的皮革层表面与海绵层压合粘结形成研磨皮革海绵复合层；然后将膜绒复合层的防水层面与研磨皮革海绵复合层的海绵面压合粘结。本发明提供的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法操作简单，制备的皮革砂纸的质量好，适用于工业大规模生产。采用本发明方法制备的皮革砂纸的柔韧性高、打磨缓冲性能良好，皮革砂纸的曲面材料打磨效果好，皮革砂纸的使用稳定性高。

Description

一种可打磨曲面材料的皮革砂纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及研磨材料领域，具体涉及一种可打磨曲面材料的皮革砂纸及其制备方法。

背景技术

砂纸俗称砂皮，是一种供研磨用的材料，用于研磨金属、木材等的表面，使材料表面光滑。

3c电子发展到现在，外壳多采用镁铝合金，且形状要求越来越高，如三星手机的曲面屏，iPhone，ipad的边缘弧度，都需要打磨的砂纸具有一定的柔软性、较大的磨削力、足够的贴附性和硬度；且砂纸打磨过程中，干磨对环境污染比较大，容易引起粉尘***，故砂纸还需耐水。

现有的砂纸中，通常在原纸或塑料薄膜表面粘连各种研磨砂粒，如公开号为CN104416483A的中国专利文献公开了一种防潮砂纸，包括一表面粘附磨砂颗粒的基层，在基层的另一表面粘接一防水层的一表面，防水层的另一表面粘接有耐磨层；所述基层表面中部设置有向外突出用于将磨砂颗粒隔开的凸起部，所述凸起部两侧的磨砂颗粒大小不同。由于基层表面通过凸起部将磨砂颗粒分隔开，且磨砂颗粒的大小不同，这样可以实现对工件表面的粗打磨和精细打磨。

授权公告号为CN103465181A的中国专利文献公开了一种海绵砂纸，包括基材、胶粘材料和磨料组成，所述基材为海绵类，所述胶粘材料为环氧改性树脂，采用海绵类基材，从而相比于传统的海绵砂纸，具有更好的柔韧性，是使用时不易刮花打磨的器材，尤其是对于表面具有凹凸纹路的打磨器材，但该砂纸的强度不高，砂纸的使用寿命有限。

授权公告号为CN204397644U的中国专利文献公开了一种皮革砂纸，包括一皮革层，该皮革层的一侧面舍舟研磨砂粒层，另一侧面涂覆有胶粘剂层。该实用新型的研磨砂粒置于皮革之上，具有较好的柔韧性，但在打磨凹凸面时，缓冲效果差，打磨效果有限，且磨砂粒层容易损伤。

现有打磨材料柔韧性不足，打磨过程中缓冲效果差，不利于打磨曲面材料，特别是表面为不均匀的凹凸面的材料。

发明内容

为了解决现有砂纸的柔韧性不足、曲面材料打磨效果不佳的问题，本发明提供了一种可打磨曲面材料的皮革砂纸及制备方法。

一种可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：研磨皮革复合层的制备：配制研磨粒涂料；然后将研磨粒涂料均匀涂布在皮革层表面，烘干固化得研磨皮革复合层；研磨粒涂料固化形成磨料层；

步骤(2)：研磨皮革海绵复合层的制备：将步骤(1)制备的研磨皮革复合层的皮革层表面涂布一层复合胶，再与海绵层压合粘结，形成研磨皮革海绵复合层；

步骤(3)：膜绒复合层的制备：将防水层的一面涂布一层复合胶，与丝拉绒层复合压合粘结，形成膜绒复合层；

步骤(4)：皮革砂纸的制备：将膜绒复合层的防水层面均匀涂布一层复合胶，然后与研磨皮革海绵复合层的海绵面压合粘结，制得皮革砂纸。

将配制好的研磨粒涂料涂布在皮革层的表面，并在皮革层的表面烘干固化，从而在皮革层面粘连附着一层磨料层；然后将研磨皮革复合层的皮革面与海绵层粘连复合；再将膜绒复合层与上述研磨皮革海绵复合层复合，制得具有五层结构的皮革砂纸。本发明方法没有采用常规的按照砂纸结构逐层粘连的生产方法，而是将研磨皮革海绵复合层的海绵面与膜绒复合层的防水层面相互粘连复合。该方法使复合胶涂布在表面平整性较好的皮革层和防水层中，不仅降低了生产难度，还能很好的解决制备皮革砂纸过程中海绵层与丝拉绒层的粘连均一性差、制备的皮革砂纸的质量不高等问题。

研磨粒涂料的制备过程为：按重量计，将200-350份研磨粒、500-600份酚醛树脂，280-350份环氧树脂混合，添加100-200份挥发性有机溶剂进行稀释，搅拌混合后，添加110-200份固化剂，再搅拌20-40min得所述研磨粒涂料。

本发明方法中，将研磨粒涂料均匀涂布在皮革层的表面，磨料层包括 粘连剂层及部分裸露在粘连剂层上表面的研磨粒。所述的粘连剂层由上述的酚醛树脂、环氧树脂、挥发性有机溶剂、固化剂固化而成。

作为优选，所述研磨粒为金刚石、白刚玉、棕刚玉、绿碳化硅和黑碳化硅的一种或多种。

作为优选，研磨粒的粒径为0.5-150微米。

研磨粒涂料中，酚醛树脂、环氧树脂主要起粘结作用，使研磨粒稳定粘连在皮革基材表面。酚醛树脂与环氧树脂在固化剂作用下相互交联固化，所形成的磨料层具有良好的物理强度和化学稳定性，酚醛树脂赋予磨料层良好的耐高温性能，环氧树脂赋予磨料层良好的柔韧性。

皮革砂纸在打磨过程中放热比较明显，长期高温下作业对砂纸的损害比较大。发热问题可以通过湿磨方法来缓解，但湿磨对打磨砂纸的耐水性能有较高要求。

采用本发明所述的制备方法并结合疏水性研磨粒涂料能赋予磨料层良好的耐水性能。

作为优选，所述酚醛树脂为油溶性酚醛树脂。

油溶性酚醛树脂具有很好的耐水性，耐酸性，耐溶剂性和电绝缘性。与环氧树脂和固化剂交联快，在皮革层的附着力好，制备的磨料层具有较好的硬度和韧性。非水溶性的酚醛树脂和皮革层的粘连强度大，在湿磨过程中，磨料层不易损伤。

现有的油溶性酚醛树脂都可以完成本发明目的。进一步，所述油溶性酚醛树脂优选济南圣泉集团PF-6560、PF-6573、PF-6816、PF-6130或PF-9300。

现有环氧树脂都可完成本发明，但为了提高皮革砂纸的曲面打磨效果，打磨砂纸须具有较好的韧性及强度，环氧度较高或经过增韧改性的环氧树脂的效果会更好些，如经过聚硅氧烷增韧改性的环氧树脂。

优选地，本发明采用高分子量环氧树脂，环氧当量在1650-3300(g/eq)之间。如南亚环氧树脂NPES-607、NPES-627、NPES-628、NPES-629、NPES-619或NPES-669。上述环氧树脂软化点温度为120-150℃，具有良好的加工性能。

所述的固化剂为现有环氧树脂固化剂，如脂肪族多胺、芳香多胺等常 规固化剂，作为优选，所述的固化剂为IPDA、DDM、聚醚胺或聚酰胺。

上述固化剂价格便宜，与上述环氧树脂和酚醛树脂交联度高，固化的磨料层的物理强度高，且韧性强，磨料层不易开裂。

所述挥发性有机溶剂为乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正庚烷、环己酮、丁酮、环己烷的一种或多种。

上述疏水性有机溶剂可以使酚醛树脂、环氧树脂及固化剂相互溶解，使各物料在均相条件下进行交联聚合固化，且上述溶剂沸点适中，升温固化后的磨料层表面形态良好。

作为优选，研磨粒涂料的制备过程为：按重量计，将300份的100微米的白刚玉、500份酚醛树脂，280份环氧树脂混合，添加100-200份乙酸乙酯进行稀释，搅拌混合后，添加110份固化剂，再搅拌20min得所述研磨粒涂料。

作为优选，研磨粒涂料在皮革层的涂布厚度为100-200微米。

此处所述的研磨粒涂料在皮革层的涂布厚度实际上指粘连剂层的厚度。涂布完成后，高温下固化干燥，从而在皮革层的表面粘连一层磨料层。研磨粒涂料在皮革层表面的涂布厚度会一定程度地影响磨料层的切削力和稳定性，涂布厚度过大可能造成磨料层的脱落；涂布厚度过小，磨料层容易磨损，皮革砂纸容易失效，使用寿命短。

进一步优选，研磨粒涂料在皮革层的涂布厚度为140-160微米。

作为优选，步骤(1)中，烘干固化的温度为110-130℃。

研磨粒涂料涂布在皮革层表面后，湿的研磨皮革复合层先经过温度为120-130℃的烘道收卷，然后再进入烘箱中进行固化。烘干温度会较大程度地影响磨料层的质量。温度较低时，烘干时间过长，固化效果较差，所制备的皮革砂纸的切削力不高，打磨效果会比较差。温度过高时，研磨粒涂料中的溶剂挥发太快，容易造成磨料层表面不整洁，且有可能开裂甚至从皮革层脱落。

作为优选，步骤(1)中，烘干固化的时间为30-60h。

进一步优选，步骤(1)中，烘干固化的时间为45-50h。

作为优选，所述的皮革层采用发泡PU或PVC皮革，皮革层厚度为200-800微米。

PU、PVC皮革的成本低，材料环保。磨料层在所述的皮革层的粘连固定作用较好。所述厚度的皮革材料能为皮革砂纸提供良好的柔韧性与抗撕拉强度，从而提高皮革砂纸的曲面打磨效果。

将研磨皮革复合层的皮革面涂布复合胶，经过60-90℃的烘道干燥1-3min，再与海绵层复合。作为优选，所述复合胶为水性复合胶。

水性复合胶主要起粘连作用，现有的水性复合胶都可作为粘连剂应用到本发明中。进一步优选，所述的水性复合胶采用FH-55型(无锡市前洲涂层材料厂)。该胶的胶膜柔软，耐水性能良好，特别适合本发明的皮革层、防水层的粘连。

设置在皮革层下面的海绵层能与皮革层协同提高皮革砂纸的曲面打磨能力，作为优选，所述海绵采用EVA、PE或PU海绵，所述海绵的邵氏硬度为30-70度。

研磨皮革复合层涂布一层复合胶，经烘道烘干后，经过复合辊，与海绵压合粘结，形成研磨皮革海绵复合层。上述材质的海绵表面孔隙适中，有助于提高与皮革层的粘连固定强度，减少生产过程的次品率。上述海绵还具有较好的形变性能，有助于缓冲打磨过程中磨砂层承受的压力；同时具有较好的回弹性能，使物体特别是曲面物体的打磨更加均匀。

上述海绵的邵氏硬度能有效提高皮革砂纸强度，皮革砂纸在打磨过程中的恢复形变性能良好。

作为优选，所述的防水层采用PET，PE或PU弹性膜。

上述材料的弹性膜的拒水效果好，柔韧性和弹性较强。在加工过程中，先将防水层的一面均匀涂布一层复合胶，经烘道烘干后，经过复合辊，与丝拉绒层复合压合粘结，形成膜绒复合层。再将膜绒复合层的弹性膜面均匀涂布一层复合胶，经烘道烘干后，经过复合辊，与研磨皮革海绵复合层的海绵面压合粘结，形成本发明所述的皮革砂纸。

作为优选，所述的防水层的厚度为15-45微米。

进一步优选，所述的防水层的厚度为25微米。

防水层设置在海绵层与丝拉绒层之间，不仅提高了各层的相互粘连稳定性；还防止湿磨过程中，海绵吸附的水进入丝拉绒层，从而减少丝拉绒层因受潮而造成革砂纸脱落的情况。

本发明还包括步骤(5)：将步骤(4)所制得的皮革砂纸按照所需要的尺寸模切成皮革砂纸产品。

本发明还包括一种采用上述制备方法制备的可打磨曲面材料的皮革砂纸，包括由上而下依次设置的磨料层、皮革层、海绵层、防水层和丝拉绒层。

以磨料层作为该皮革砂纸的表面(上面)，通过粘连技术按上述层级相互固定设置。表面的磨料层用于打磨器具，下层的皮革层为磨料层提供良好的柔韧性，有效增加皮革砂纸的强度，从而提高砂纸的打磨性能。在皮革层下设置一层缓冲的海绵层，海绵层与皮革层配合，在保证砂纸的柔韧性的前提下，提升皮革砂纸打磨过程中的磨料层与曲面的贴合强度，提高皮革砂纸的曲面打磨性能；同时还有助于储存水等液体，从而和皮革层、防水层配合，提高皮革砂纸的湿磨能力。防水层还能为下层的丝拉绒层提供平整性，提高丝拉绒层的粘连固定强度。通过丝拉绒层将皮革砂纸活动固定在打磨工具上，提高皮革砂纸在打磨过程中的稳定性。本发明提供的可打磨曲面材料的皮革砂纸具有五层结构，且各层结构相互配合，协同增加所述皮革砂纸的柔韧性、打磨缓冲性，从而实现皮革砂纸的曲面材料打磨效果。

本发明提供的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法操作简单，制备的皮革砂纸的质量好，适用于工业大规模生产。采用本发明方法制备的皮革砂纸的柔韧性高、缓冲性能良好、与曲面材料表面的贴合度高，皮革砂纸的曲面材料打磨效果好，皮革砂纸的使用稳定性高。

附图说明

图1为采用本发明方法所制备的皮革砂纸的结构示意图。

具体实施方式

一种可打磨曲面材料的皮革砂纸，包括由上而下依次粘连的磨料层、皮革层3、海绵层4、防水层5、丝拉绒层6。

磨料层包括粘连剂层1及部分裸露在粘连剂层1上表面的研磨粒1，研磨粒1的粒径为0.5-150微米，采用金刚石、白刚玉、棕刚玉、绿碳化硅和黑碳化硅的一种或多种。磨料层的厚度为100-200微米，优选140-160微米。

皮革层3采用发泡PU或PVC皮革，皮革层3厚度为200-800微米。

海绵层4采用EVA，PE或PU海绵。海绵层4的邵氏硬度为30-70度。

防水层5采用PET，PE或PU弹性膜。防水层5的厚度为15-45微米。

上述结构的皮革砂纸通过以下实施方式制备：

实施例1：

步骤(1)：研磨皮革复合层的制备：

配制研磨粒涂料的制备：按重量计，300份的100微米的白刚玉(河白鸽磨料磨具有限公司)、500份的酚醛树脂(PF-9300；济南圣泉集团股份有限公司)，280份的环氧树脂(NPES-619；南亚环氧树脂(昆山)有限公司)混合，添加100份的乙酸乙酯进行稀释，搅拌混合后，添加110份的可溶性固化剂(R-2015；广州市瑞奇化工有限公司)，再搅拌20-40min得所述研磨粒涂料。具体组分及配比见表1：

表1

组分	重量(g)	非挥发性组分(％)	干燥后重量(g)
				白刚玉	300	100	300
酚醛树脂	500	30	150
				环氧树脂	280	30	84
固化剂	110	60	66

通过精密涂布机，将研磨粒涂料均匀涂布与皮革层之上，将湿的研磨皮革复合层经烘道130℃下表干收卷，磨料层厚度控制在100微米，然后经烘箱120度烘烤48小时，固化剂充分反应后得到研磨皮革复合层。

步骤(2)：研磨皮革海绵复合层的制备：

通过精密涂布机在研磨皮革复合层的皮革层表面涂布一层水性复合胶(FH-55，无锡市前洲涂层材料厂)，经烘道80℃烘烤1min后出烘道，通过压合辊，将邵氏硬度为40度的PU海绵与胶层面压合，得到研磨皮革海绵复合层。

步骤(3)：膜绒复合层的制备：厚度为25微米的PET弹性膜经辊涂方法均匀涂布一层水性复合胶(FH-55，无锡市前洲涂层材料厂)，过烘道，与丝拉绒层复合压合，形成膜绒复合层。

步骤(4)：皮革砂纸的制备：在膜绒复合层的PET弹性膜面均匀涂 布一层水性复合胶(FH-55，无锡市前洲涂层材料厂)，过烘道，经过复合辊，与研磨皮革海绵复合层的海绵面压合粘结，制得皮革砂纸。

步骤(5)：将步骤(4)所制备得到的皮革砂纸根据所需的尺寸模切得到皮革砂纸产品。

实施例2：

和实施例1相比，不同之处在于，采用150微米的白刚玉，其他参数及操作方法参见实施例1。

实施例3：

和实施例1相比，不同之处在于，采用100微米的绿碳化硅(厂家、型号)，其他参数及操作方法参见实施例1。

实施例4：

和实施例1相比，不同之处在于，采用表2的组分及配比制备研磨粒涂料：

表2

组分	重量(g)	非挥发性组分(％)	干燥后重量(g)
				白刚玉	200	100	200
酚醛树脂	500	30	150
				南亚环氧树脂	280	30	84
固化剂	110	60	66

操作方法参见实施例1。

实施例5：

和实施例1相比，不同之处在于，磨料层的厚度为200微米。

实施例6：

和实施例1相比，不同之处在于，采用表3的组分及配比制备研磨粒涂料：

表3

组分	重量(g)	非挥发性组分(％)	干燥后重量(g)
				白刚玉	250	100	200
酚醛树脂	600	30	150
				南亚环氧树脂	350	30	84
固化剂	200	60	66

操作方法参见实施例1。

对比例1：

和实施例1相比，不同之处在于，湿的研磨皮革复合层经在烘箱180度烘烤12小时，固化剂充分反应后得到研磨皮革复合层。

上述实施例及对比例制备的皮革砂纸的指征参数如表4所示：

表4

通过表4可知，本发明方法制备的皮革砂纸具有较好的切削力和弧度合格率，皮革砂纸的曲面材料打磨效果好，皮革砂纸的使用稳定性高。

Claims (8)

1.一种可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：研磨皮革复合层的制备：配制研磨粒涂料；然后将研磨粒涂料均匀涂布在皮革层表面，烘干固化得研磨皮革复合层；研磨粒涂料固化形成磨料层；

步骤(2)：研磨皮革海绵复合层的制备：将步骤(1)制备的研磨皮革复合层的皮革层表面涂布一层复合胶，再与海绵层压合粘结，形成研磨皮革海绵复合层；

海绵采用EVA、PE或PU海绵，所述海绵的邵氏硬度为30-70度；

步骤(3)：膜绒复合层的制备：将防水层的一面涂布一层复合胶，与丝拉绒层复合压合粘结，形成膜绒复合层；

步骤(4)：皮革砂纸的制备：将膜绒复合层的防水层面均匀涂布一层复合胶，所述的防水层采用PET，PE或PU弹性膜，然后与研磨皮革海绵复合层的海绵面压合粘结，制得皮革砂纸。

2.如权利要求1所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，研磨粒涂料的制备过程为：按重量计，将200-350份研磨粒、500-600份酚醛树脂，280-350份环氧树脂混合，添加100-200份挥发性有机溶剂进行稀释，搅拌混合后，添加110-200份固化剂，再搅拌20-40min得所述研磨粒涂料。

3.如权利要求2所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烘干固化的温度为110-130℃。

4.如权利要求3所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，研磨粒涂料在皮革层的涂布厚度为100-200微米。

5.如权利要求1所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，所述研磨粒为金刚石、白刚玉、棕刚玉、绿碳化硅和黑碳化硅的一种或多种。

6.如权利要求5所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，研磨粒的粒径为0.5-150微米。

7.如权利要求1所述的可打磨曲面材料的皮革砂纸的制备方法，其特征在于，所述的皮革层采用发泡PU或PVC皮革，皮革层厚度为200-800微米。

8.如权利要求1-7任一项制备方法制备的可打磨曲面材料的皮革砂纸，其特征在于，包括由上而下依次设置的磨料层、皮革层、海绵层、防水层和丝拉绒层。