CN107584434A - 一种钻石减薄垫及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻石减薄垫及其制造方法，该钻石减薄垫包括基材和附着于基材表面的研磨层，所述的研磨层包括由金刚石形成的研磨凸起部和分布于研磨凸起部之间的排屑通道。本发明通过将金刚石固定到基材上，可以用于代替研磨液，使用时更加环保；同时，本发明的钻石减薄垫研磨效率高，可以用于蓝宝石、陶瓷、强化玻璃等超硬材料的表面处理。

Description

一种钻石减薄垫及其制造方法
技术领域
本发明属于研磨材料领域，具体涉及一种钻石减薄垫及其制造方法。
背景技术
随着材料科学的发展，3C技术领域所用到的材料的硬度越来越高，蓝宝石衬底、蓝宝石玻璃、陶瓷手机后盖、陶瓷指纹识别片和强化玻璃等产品所使用的材料都是莫氏硬度9的材质，在生产过程中经常需要采用磨具对这些产品的表面进行研磨抛光等加工。
超硬材料的广泛使用，对加工提出了较高要求，普通的磨料硬度较低，不太适合于硬度很高的产品的研磨抛光操作，在这种情况下，就要用到大切削力、高自锐性、持续研磨力的特殊磨料，例如：金刚石研磨材料。
目前，聚晶金刚石研磨液一般采用爆轰PCD法制备，该法采用***法，工艺危险复杂，得率低，分级麻烦。此外，采用聚晶金刚石研磨液时，液体废液环境不友好，处理成本高。
发明内容
本发明提供了一种钻石减薄垫及其制造方法，该钻石减薄垫研磨面切削力大，持续研磨力强，并且对环境友好。
一种钻石减薄垫，包括基材和附着于基材表面的研磨层，所述的研磨层包括由金刚石形成的研磨凸起部和分布于研磨凸起部之间的排屑通道。
作为优选，所述的排屑通道的深度为20～50微米。该排屑通道可以保证磨屑及时排除，不会堵塞研磨面，是研磨颗粒保持好的研磨状态，从而保持减薄垫的持续研磨力和效率。
作为优选，所述的研磨凸起部的形状为金字塔型凸起，所述的研磨凸起部的高度为300～500微米。
本发明还提供了一种所述的钻石减薄垫的制备方法，包括以下步骤：
(1)将金刚石微粉、填料与树脂混合，得到金刚石分散液；
(2)将步骤(1)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(3)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
采用本发明的制备方法所得到的金字塔钻石减薄垫中的金字塔有一定的高度(400微米)，所用的树脂为硬脆树脂，在使用的时候有一定的自锐性，可以逐层消耗，逐层漏出新的研磨面，保证减薄垫的持续研磨力和研磨效率；此外，产品表面微单元高度一致，可保证均匀的研磨痕迹，保证产品减薄的性能。
作为优选，步骤(1)中，所述的金刚石的粒径为1～50微米，优选为3～30微米，进一步优选为3、6、9、15或30微米这数种。
作为优选，步骤(1)中，所述的填料为1250目针状硅灰石。
作为优选，步骤(1)中，所述的树脂为硬脆的聚氨酯烯酸酯和2官的稀释剂TPGDA。
作为优选，步骤(1)中，所述的金刚石与树脂的质量比为3:10。
作为优选，步骤(2)中，所述的模板预先采用脱模剂进行处理。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明通过将金刚石固定到基材上，可以用于代替研磨液，使用时更加环保；
(2)本发明的钻石减薄垫研磨效率高，可以用于蓝宝石、陶瓷、强化玻璃等超硬材料的表面处理；
(3)本发明的钻石减薄垫中金刚石结合牢固，持续研磨力强，使用寿命长。
具体实施方式
实施例1
(1)250gUV单体CN975与250gUV稀释剂TP和5g的UV引发剂TPO混合得到UV树脂液；
(2)将9微米金刚石微粉150g和1250目的针状硅灰石350g与步骤(1)得到的UV树脂液混合得到金刚石分散液；
(3)在带有倒金字塔凹槽(深度为400微米)的模板上涂覆脱模剂，将步骤(2)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材PET覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(4)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
将得到的钻石减薄垫用于研磨陶瓷片，研磨30分钟，双面去除4丝(即两面同时研磨，去除量为40微米)；表面粗糙度为20nm。
在明显失去研磨效果前(研磨30分钟，去除量小于0.5丝，可判断为失去研磨效果)，可研磨陶瓷片的数目为5150片。
其中,表面粗糙度的计算方法如下：使用SJ-210型粗糙度仪测量陶瓷片表面粗糙度值，分别在其中心位置和离中心2cm圆周位置选取3点，共计测量4次，然后取其平均值作为该陶瓷片表面粗糙度值。
实施例2
(1)250gUV单体CN975与250gUV稀释剂TP和5g的UV引发剂TPO混合得到UV树脂液；
(2)将30微米金刚石微粉150g和1250目的针状硅灰石350g与步骤(1)得到的UV树脂液混合得到金刚石分散液；
(3)在带有倒金字塔凹槽(深度为400微米)的模板上涂覆脱模剂，将步骤(2)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材PET覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(4)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
将得到的钻石减薄垫用于研磨陶瓷片，研磨30分钟，双面去除4丝(即两面同时研磨，去除量为40微米)；表面粗糙度为25nm。
在明显失去研磨效果前，可研磨陶瓷片的数目为4640片。
实施例2的结果表明，金刚石微粉的粒径会对钻石减薄垫的研磨性能产生一定的影响。
实施例3
(1)250gUV单体CN975与250gUV稀释剂TP和5g的UV引发剂TPO混合得到UV树脂液；
(2)将9微米金刚石微粉150g与步骤(1)得到的UV树脂液混合得到金刚石分散液；
(3)在带有倒金字塔凹槽(深度为400微米)的模板上涂覆脱模剂，将步骤(2)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材PET覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(4)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
将得到的钻石减薄垫用于研磨陶瓷片，研磨30分钟，双面去除4丝(即两面同时研磨，去除量为40微米)；表面粗糙度为28nm。
在明显失去研磨效果前，可研磨陶瓷片的数目为3460片。
实施例3的结果表明，不加入针状硅灰石，钻石减薄垫的研磨寿命明显下降。
实施例4
(1)250gUV单体CN968与250gUV稀释剂TP和5g的UV引发剂TPO混合得到UV树脂液；
(2)将9微米金刚石微粉150g和1250目的针状硅灰石350g与步骤(1)得到的UV树脂液混合得到金刚石分散液；
(3)在带有倒金字塔凹槽(深度为400微米)的模板上涂覆脱模剂，将步骤(2)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材PET覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(4)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
将得到的钻石减薄垫用于研磨陶瓷片，研磨30分钟，双面去除4丝(即两面同时研磨，去除量为40微米)；表面粗糙度为24nm。
在明显失去研磨效果前，可研磨陶瓷片的数目为4890片。
实施例3的结果表明，UV单体的种类也会对钻石减薄垫的研磨性能产生明显的影响。

Claims (9)

1.一种钻石减薄垫，包括基材和附着于基材表面的研磨层，其特征在于，所述的研磨层包括由金刚石形成的研磨凸起部和分布于研磨凸起部之间的排屑通道。
2.根据权利要求1所述的钻石减薄垫，其特征在于，所述的排屑通道的深度为20～50微米。
3.根据权利要求1所述的钻石减薄垫，其特征在于，所述的研磨凸起部的形状为金字塔型凸起。
4.一种如权利要求1～3任一项所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将金刚石微粉、填料与树脂混合，得到金刚石分散液；
(2)将步骤(1)得到的金刚石分散液涂布到模板上，然后将基材覆盖于模板上，进行预固化处理，使金刚石结合到基材上；
(3)将预固化处理的基材和金刚石从模板上脱离，进行固化处理，得到所述的钻石减薄垫。
5.根据权利要求4所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的金刚石的粒径为1～50微米。
6.根据权利要求5所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的金刚石的粒径为3～30微米。
7.根据权利要求4所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的树脂为聚氨酯烯酸酯。
8.根据权利要求4所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的金刚石与树脂的质量比为1:10～3:10。
9.根据权利要求4所述的钻石减薄垫的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的模板预先采用脱模剂进行处理。
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