專利名稱：一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，所得磨拋光纖維材料具有上光速度快、耗材少、耐摩性好等優(yōu)點，可廣泛應用于工業(yè)領域。
背景技術：
巖石礦物集合體屬于自然界地殼變動形成的一種極為復雜多變的非均質性物質，在地質找礦、巖土工程及環(huán)境保護中，往往需要將礦物巖石集合體磨制成一定厚度的光片、光薄片或拋光面以便進行成因分析，組成成分研究和結構構造研究等。而傳統(tǒng)的拋光工藝是在一金屬圓盤上粘附一層海軍尼、帆布或羊毛氈等組成拋光盤，然后使拋光盤高速旋轉并不斷往上添加拋光料，使得位于拋光盤上的礦物巖石集合體得到拋光。顯然當拋光料對礦物巖石進行拋光時，也對金屬盤上的海軍尼、毛氈等造成嚴重損壞；而且在高速旋轉中添加拋光料會使其中絕大多數被甩出而丟失。具有拋光盤易損壞、勞動強度大、耗材多、污染高、工效低、拋光度差等諸多弊病。專利文獻中有涉及到磨拋光材料的合成改造或結構形體變幻等，如CN1283717公開的功能性羊毛纖維合成絨及其制造方法；CN201287301公開的現場金相用拋光盤；CN3020209335公開的研磨盤(具有散布孔);CN101862994公開的磨料纖維拋光盤、具有其的拋光機以及使用其的拋光方法。這些專利文獻中提出的方法，較以往的方法有了很大改進，但仍還存在著一定的局限性，特別是對于非均質性物質體的拋光處理，文獻中無明確的解決辦法，例如自然形成的巖石、礦石集合體在諸多文獻中沒有較為詳細的論述和解決途徑。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，特別是對于自然形成的巖石、礦石集合體能起到上光速度快、效果好、耗材少、經久耐用等優(yōu)點，并可廣泛應用于其它工業(yè)領域。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，包括以下步驟:
O纖維材料的加工與處理:
將纖維材料打孔成蜂窩狀，然后在拋光劑溶液中進行浸泡，然后取出烘干水分，備用；
2)滲入稀膠:將步驟I)所得物料在60-70°C進行滲膠處理，使得纖維與纖維之間以及纖維與拋光劑之間填充膠液；
3)在60-70°C向步驟2)所得物料中填充由拋光劑、增強劑和粘膠混勻、調制成的復合材料；
4)將步驟3)所得物料在65-75°C恒溫，進行烘干及整體成型，然后冷卻得磨拋光用纖維合成材料。步驟I)所述的拋光劑溶液為重鉻酸銨和草酸配制的水溶液，其中水、重鉻酸銨和草酸的重量比為1000: 20-30: 3-5。
重鉻酸銨在配制之前先在150_160°C焙烤1-3小時。重鉻酸銨通過在150_160°C焙烤，既不影響重鉻酸銨能溶解于水，又可達到對纖維材料的糟慪及改性作用，還能得到較好的拋光效果。步驟2)所述滲膠處理所用的處理液是由三乙醇胺、鄰苯二甲酸二丁脂、松節(jié)油和環(huán)氧樹脂在60-70°C調制而成，其重量比相應為60-80: 50-60: 50-60: 495-505。步驟3)所述的復合材料為采用重量比為250-300: 50-70: 8-10: 8-10: 8-10:60-80: 495-505的三氧化二鉻粉劑、三氧化二鐵粉劑、硅膠粉、白碳黑、滑石粉、三乙醇胺和環(huán)氧樹脂在60-70°C條件下混勻調制而成。所述纖維材料為羊毛氈、棉制纖維品或混合纖維。步驟I)所述浸泡時間為3-4小時，烘干水分的時間為2-3小時。步驟4)所述的恒溫時間為4-5小時。步驟I)所述的材料蜂窩孔徑為4-6mm,孔距8_10mm。本發(fā)明根據物體在磨拋光過程中屬于一種機械摩擦和物理化學共同作用的原理，提供的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，可以制得高強耐摩擦性拋光合成新材料，具有以下有益效果:
1、將纖維原材料加工成蜂窩狀可使浸泡溶液中的成份、復合材料、稀膠等不只是附著在纖維材料之表面，而是大量穿透和充滿纖維制品中；這樣可使纖維制品、拋光材料和粘合劑等最終能凝結成一堅實的整體。
2、纖維材料首先在拋光劑溶液中進行浸泡處理，通過氧化-還原作用改變了纖維材料中的粗糙性，即糟慪改性，同時由于水的滲透性很強，含拋光劑的水溶液，即重鉻酸銨溶液得以滲入纖維材料的縫隙中；烘干后水份蒸發(fā)，而拋光劑卻大部分仍滯留在縫隙中；然后經稀膠滲入便可使拋光劑在纖維材料中初步固定下來；再進一步壓入一種由拋光劑、粘合劑、增強劑等所調制成的粘稠復合材料，經烘干后便使纖維材料、拋光劑、粘合劑以及增強劑等牢牢地固結成一復合整體，而且富有彈性、高強耐磨，無論拋光過程中怎樣高速旋轉，拋光料都不會脫落下來和被拋甩掉，從而也不易對纖維材料造成損壞。3、所發(fā)明的拋光復合材料可根據需要將其制成任意幾何形狀，且工藝簡單、成本較低，易于形成工業(yè)化生產。4、本方法合成的纖維復合拋光材料可廣泛應用于巖石、礦石拋光領域，也可應用于建材行業(yè)、機械行業(yè)、寶玉石加工等多個領域。5、本方法制備的磨拋光用纖維合成材料彌補了傳統(tǒng)方法技術中的不足，如果將本次發(fā)明的新型拋光盤與傳統(tǒng)的拋光盤進行比較，當拋光盤大小一致(Φ=250πιπι)拋光盤運轉速度相同(2500-3000轉/分鐘)，結果表明新型拋光盤的功效是舊拋光盤的5倍以上，材料的耐磨性可提高50倍以上；且拋光度有極大改善和顯著減輕了勞動強度。經一年多的科研制片生產試用，獲得了明顯效果，已在地質找礦科研中發(fā)揮了重要作用。
具體實施例方式下面結合實施例來進一步說明本發(fā)明，但實施例僅在于說明本發(fā)明，而不是對其進行限制。實施例1:一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
I)纖維材料的加工與處理:將厚度為IOmm的羊毛氈裁成直徑為250mm的圓形，并將其打孔成蜂窩狀，蜂窩孔徑為4_，孔距為8_，后置于拋光劑溶液中浸泡3-4小時，然后取出烘干備用。所述拋光劑溶液由水、重鉻酸銨和草酸配制而成，重鉻酸銨在配制之前先在150°C焙烤I小時，其中水與重鉻酸銨以及草酸的重量比相應為1000: 20: 3，使其在常溫下充分溶解。經長達3-4小時的浸泡，使富含重鉻酸銨和草酸的水溶液充滿羊毛氈中的所有縫隙，一方面溶液與羊毛氈中的雜質等發(fā)生氧-還原反應，降低其粗糙性，另一方面以水為載體，巧妙地使拋光劑重鉻酸銨滲入纖維的縫隙中。2)滲入稀膠:稀膠由三乙醇胺、鄰苯二甲酸二丁酯、松節(jié)油和環(huán)氧樹脂(試膠:湖南岳陽E-44型-6101)在60°C調和而成，四者之重量比相應為60: 50: 50: 495 ;滲膠處理的溫度為60°C。由于稀膠的滲透性比較強，故經加熱后羊毛氈的纖維縫隙中以及重鉻酸銨與纖維之間基本上都充滿了稀膠，并且這種稀膠將對整體合成材料產生增塑和耐磨效果O3)壓入拋光復合材料:復合材料由三氧化二鉻粉、三氧化二鐵粉、硅膠粉、白碳黑、滑石粉、三乙醇胺和環(huán)氧樹脂在60°C溫度下混勻調制而成，它們的重量比相應為250: 50: 8: 8: 8: 60: 500，由于拋光復合材料粘性很大，因此需在60°C溫度條件將其反復刮壓到由步驟2)所得物料之中，并使這種拋光復合材料與步驟2)的稀膠等溶為一體。4)在65°C溫度條件下將步驟3)所得物恒溫約4小時烘干，整體固化成型。成品為一厚約IOmm, Φ=250ι πι的圓形薄板狀，即得到磨拋光用纖維合成材料。使用時只需將原拋光機上的金屬圓盤加熱至120°C以上，并在圓盤上涂上一層熔化的浙青，后將本方法制備的拋光用纖維復合材料粘貼其上壓平，冷卻粘牢后便可應用。實施例2:
一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
I)纖維材料的加工與處理:將厚度約IOmm的羊毛氈裁成圓形(Φ=250πιπι)并將其打孔成蜂窩狀，蜂窩孔徑約為5mm,孔距為9mm,后置于浸泡液中浸泡3_4小時,然后取出烘干備用。步驟I)所述浸取液由水、重鉻酸銨和草酸配制而成，重鉻酸銨在配制之前先在155°C焙烤1.5小時，其中水與重鉻酸銨以及草酸的重量比相應為1000: 25: 4，使其在常溫下充分溶解。經長達3-4小時的浸泡，使富含重鉻酸銨和草酸的水溶液充滿羊毛氈中的所有縫隙，一方面溶液與羊毛氈中的雜質等發(fā)生氧-還原反應，降低粗糙性，另一方面以水為載體，使拋光劑重鉻酸銨滲入纖維的所有縫隙中。2)滲入稀膠:稀膠由三乙醇胺、鄰苯二甲酸二丁酯、松節(jié)油和環(huán)氧樹脂(試膠:湖南岳陽E-44型 6101)在65°C調和而成，四者之重量比相應為70: 55: 55: 500，滲膠處理的溫度為65°C。由于稀膠的滲透性比較強，故經加熱后羊毛氈的纖維縫隙中以及重鉻酸銨與纖維之間基本上都充滿了稀膠，并且這種稀膠將對整體合成材料產生增塑和耐磨效果O3)壓入拋光復合材料:復合材料由三氧化二鉻粉、三氧化二鐵粉、硅膠粉、白碳黑、滑石粉、三乙醇胺和環(huán)氧樹脂在65°C溫度下混勻調制而成，它們的重量比相應為275: 60: 9: 9: 9: 70: 500土，拋光復合材料粘性很大，因此需在65°C溫度條件將其反復使勁刮壓到由步驟2)所得物料之中，并使這種拋光復合材料與步驟2)的稀膠等溶為一體。4)在70°C溫度條件下將步驟3)所得物恒溫4.5小時烘干，整體固化成型。成品為一厚約IOmm, Φ=250ι πι的圓形薄板狀，即得到磨拋光用纖維合成材料。使用時只需將原拋光機上的金屬圓盤加熱至130°C，并在圓盤上涂上一層熔化的浙青，后將本方法制備的拋光用纖維復合材料粘貼其上壓平，冷卻粘牢后便可應用。實施例3:
一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
I)纖維材料的加工與處理:將厚度約IOmm的羊毛氈裁成圓形(Φ=250πιπι)并將其打孔成蜂窩狀，蜂窩孔徑為6mm,孔距為IOmm,后置于浸泡液中浸泡3-4小時,然后取出烘干備用。步驟I)所述浸取液由水、重鉻酸銨和草酸配制而成，重鉻酸胺在配制之前先在160°C焙烤3小時，其中水與重鉻酸銨以及草酸的重量比相應為1000: 30: 5，使其在常溫下充分溶解。
經長達3-4小時的浸泡，使富含重鉻酸銨和草酸的水溶液充滿羊毛氈中的所有縫隙，一方面溶液與羊毛氈中的雜質等發(fā)生氧-還原反應，降低粗糙性，另一方面以水為載體，巧妙地使拋光劑重鉻酸銨進入纖維的所有縫隙中。2)滲入稀膠:稀膠由三乙醇胺、鄰苯二甲酸二丁酯、松節(jié)油和環(huán)氧樹脂(試膠:湖南岳陽E-44型6101)在70°C溫度下調和而成，四者之重量比相應為80: 60: 60: 505，滲膠處理的溫度為70°C。由于稀膠的滲透性比較強，故經加熱后羊毛氈的纖維縫隙中以及重鉻酸銨與纖維之間基本上都充滿了稀膠，并且這種稀膠將對整體合成材料產生增塑和耐磨效果。3)壓入拋光復合材料:復合材料由三氧化二鉻粉、三氧化二鐵粉、硅膠粉、白碳黑、滑石粉、三乙醇胺和環(huán)氧樹脂在70°C溫度下混勻調制而成，它們的重量比相應為300: 70: 10: 10: 10: 80: 505，拋光復合材料粘性很大，因此需在70°C溫度條件將其反復刮壓到由步驟2)所得物料之中，并使這種拋光復合材料與步驟2)的稀膠等溶為一體。4)在75°C溫度條件下將步驟3)所得物恒溫5小時烘干，整體固化成型即得到磨拋光用纖維合成材料。成品為一厚約10mm, C>=250mm的圓形薄板狀。使用時只需將原拋光機上的金屬圓盤加熱至140°C，并在圓盤上涂上一層熔化的浙青，后將本方法制備的拋光用纖維復合材料粘貼其上，冷卻粘牢后便可應用。
權利要求
1.一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)纖維材料的加工與處理: 將纖維材料打孔成蜂窩狀，然后在拋光劑溶液中進行浸泡，然后取出烘干水分，備用； 2)滲入稀膠:將步驟I)所得物料在60-70°C進行滲膠處理，使得纖維與纖維之間以及纖維與拋光劑之間填充膠液； 3)在60-70°C向步驟2)所得物料中填充由拋光劑、增強劑和粘膠混勻、調制成的復合材料； 4)將步驟3)所得物料在65-75°C恒溫，進行烘干及整體成型，然后冷卻得磨拋光用纖維合成材料。
2.根據權利要求1所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟I)所述的拋光劑溶液為重鉻酸銨和草酸配制的水溶液，其中水、重鉻酸銨和草酸的重量比為1000: 20-30: 3-5。
3.根據權利要求2所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:重鉻酸銨在配制之前先在150-160°C焙烤1-3小時。
4.根據權利要求1所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟2)所述滲膠處理所用的處理液是由三乙醇胺、鄰苯二甲酸二丁脂、松節(jié)油和環(huán)氧樹脂在60-70°C調制而成，其重量比相應為60-80: 50-60: 50-60: 495-505。
5.根據權利要求1所述的磨拋光·用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟3)所述的復合材料為采用重量比為250-300: 50-70: 8-10: 8-10: 8-10: 60-80: 495-505的三氧化二鉻粉劑、三氧化二鐵粉劑、硅膠粉、白碳黑、滑石粉、三乙醇胺和環(huán)氧樹脂在60-70 0C條件下混勻調制而成。
6.根據權利要求1-5之一所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:所述纖維材料為羊毛氈、棉制纖維品或混合纖維。
7.根據權利要求1-5之一所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟I)所述浸泡時間為3-4小時,烘干水分的時間為2-3小時。
8.根據權利要求1-5之一所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟4)所述的恒溫時間為4-5小時。
9.根據權利要求1-5之一所述的磨拋光用纖維合成材料的制備方法，其特征在于:步驟I)所述的材料蜂窩孔徑為4-6mm,孔距8_10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磨拋光用纖維合成材料的制備方法。其方法步驟和特征是先對纖維材料進行初加工與處理—滲入稀膠—壓入由拋光劑、增強增塑劑、粘合劑混勻調制成的復合材料—恒溫烘干整體而成，使纖維材料與拋光劑、增強增塑劑等牢牢地固結成一個均勻而有彈性的整體。所得合成材料具有上光快、耗材少、經久耐磨、成本低、工藝簡單和易于實現工業(yè)化生活等優(yōu)點。
文檔編號B24D11/00GK103240681SQ201310144660
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者張樹淮, 牛煥友, 鄭楊, 武育寧, 明星 申請人:武漢地質礦產研究所