建材磨削用的含高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块及制造方法

摘要

一种建筑材料磨削用的含高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块，它要解决的技术问题是提高碳化硅磨料在菱苦土磨块中的利用率；在机磨削所磨下的废料要大幅度降低，有利于环保。为此，在现有菱苦土磨块基料中加入重量百分比为3－65％的高分子耐磨颗粒；所述耐磨颗粒为磨料和结合剂；结合剂主要为聚烯烃类塑料或不饱和聚酯树脂或酚醛树脂，还可加入硬化剂、添加剂、填充料。含高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的制造方法为：(1)制备高分子耐磨颗粒；(2)在菱苦土磨块基料浆料中加入3－65％(重量百分比)的高分子耐磨颗粒并搅拌均匀成混合浆料；(3)将上述混合浆料浇注到塑料模具中待其反应固化，脱模后得到成品。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料磨削具技术领域，特别是一种建筑材料磨削用的含有高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块及其制造方法。

背景技术

现有的应用于陶瓷地砖和石材及微晶玻璃磨削抛光的菱苦土磨块是以重量百分比为42-57％的氧化镁、30-35％氯化镁溶液做结合剂、8-28％的碳化硅砂做磨料，经混合成浆，浇注成型，自然反应固化，存放15天以上才能使用。这种磨块存在以下不足之处：

(1)价格最贵的磨料碳化硅砂子，利用率低，这是由于结合剂对颗粒小且表面较为圆滑的碳化硅砂子的粘附力不强，磨块成型仅靠自然反应固化，因此其磨料容易脱离磨块被冷却水冲走，利用率不足50％，浪费极大。

(2)磨块耐用度低，每块磨块在机磨削时间仅2小时左右就报废。由于磨块使用时间短，需要频繁更换，浪费了时间、水电，磨机常做无用功，又增加了工人的劳动强度。

(3)由于所使用的胶联结合剂不能将磨料形成坚固的整体，磨块在磨削过程中受压力、转速、皮带压力的作用下，加上砖坯的摩擦力，造成了磨块磨料快速磨脱。按28头磨机计算，每小时直接磨耗为84公斤干砂粉，加上冷却水，则每小时不少于250公斤砂浆排出，污染环境，带来严重的环保问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：(1)提高碳化硅磨料在菱苦土磨块中的利用率，从而提高其耐用度；(2)在机磨削所磨下的废料比原有采用的菱苦土磨块要大幅度降低，从而大大减少了工业污染，有利于环保。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种建筑材料磨削用的含高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块，由重量百分比为42-57％的氧化镁和30-35％的氯化镁溶液做结合剂、8-28％的碳化硅砂做磨料制备成菱苦土磨块基料，加有高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的化学组分为(重量百分比)：

菱苦土磨块基料35-97％，高分子耐磨颗粒3-65％。

上述高分子耐磨颗粒的化学组分为(重量百分比)：

磨料  5-79％；结合剂  21-95％。

上述高分子耐磨颗粒的磨料的化学组分为(重量百分比)：

碳化硅  80-100％；棕刚玉粒料或粉体  0-20％。

上述高分子耐磨颗粒的结合剂主要为聚烯烃类塑料或不饱和聚酯树脂或酚醛树脂。

在上述高分子耐磨颗粒的结合剂中还加入有硬化剂和/或添加剂和/或填充料。

所述硬化剂主要有乌洛托品或过氧化甲乙酮或过氧化环己酮，占该高分子耐磨颗粒的重量百分比为0-12％。

所述添加剂主要有葡萄糖酸钠或水或三乙醇胺或辛酸钴或环烷酸钴，占该高分子耐磨颗粒的重量百分比为0-8％。

所述填充料的化学组分为(填充料重量百分比)：

氧化镁  0-23％，碳酸钙  0-16％，石英砂(粉)  0-18％，铜粉0-39％，铝粉  0-12％，663青铜粉  0-39％，铁粉  0-18％，重晶石粉  0-32％，萤石粉  0-26％，滑石粉  0-22％，氯化钠  0-5％，氯化钡  0-5％；

上述填充料占该高分子耐磨颗粒的重量百分比为0-62％。

采用不同结合剂制造高分子耐磨颗粒的具体方法及其工艺步骤也会有所不同，分别叙述如下：

(1)主要以聚烯烃类塑料为结合剂的高分子耐磨颗粒制造工艺步骤为：

①将添加剂、填充料和硬化剂按上述配比混和用球磨机磨碎至80-600目粒度；

②按上述配比称量相应粒度的磨料，按配比加入水把磨料润湿均匀，再将上述配料、结合剂和润湿好的磨料混合，用混料机拌匀；

③将上述拌合好的配料加入到挤出机料筒熔融塑化后(熔融塑化温度范围为155℃-205℃)，通过口径为φ3-20mm的挤出口挤出成条状塑料后自然冷却；

④把上述冷却后的条状塑料根据需要用破碎机破碎成一定大小的颗粒，其颗粒体积范围为1mm³-3500mm³。

(2)主要以不饱和聚酯树脂为结合剂的高分子耐磨颗粒制造工艺步骤为：

①将固体填充料按上述配比混和用球磨机磨碎至80-600目粒度，再和相应粒度的磨料按上述配比混和均匀；

②按上述配比称量液态的不饱和聚酯树脂、添加剂和硬化剂，混合搅拌均匀；

③将上述混和均匀的固体填充料和磨料加入到液态的不饱和聚酯树脂中搅拌，搅拌均匀后把混合浆料注入成型模具反应固结成型；

④将反应固结成型后的混合体根据需要用破碎机破碎成一定大小的颗粒，其颗粒体积范围为1mm³-3500mm³。

(3)主要以酚醛树脂为结合剂的高分子耐磨颗粒制造工艺步骤为：

①选80-600目粒度的填充料和硬化剂按上述配比混和均匀；

②按上述配比将相应粒度的磨料和添加剂混合均匀；

③将上述混合好的填充料、硬化剂加入到与添加剂混合均匀的磨料中，混合均匀，再按上述配比加入酚醛树脂粉，并混合均匀；

④将上述混合好的固体材料加到压注模具热压(热压温度范围为150℃-190℃)成型；

⑤把压成的混合体根据需要用破碎机破碎成一定大小的颗粒，其颗粒体积范围为1mm³-3500mm³。

一种建材磨削用的含高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的制造方法及工艺步骤为：

(1)制备高分子耐磨颗粒；

(2)在预先制备的菱苦土磨块基料的浆料中加入3-65％(重量百分比)的高分子耐磨颗粒并搅拌均匀成混合浆料；

(3)将上述混合浆料浇注到塑料模具中待其反应固化，脱模后得到成品。

图1为高分子耐磨颗粒与菱苦土磨块基料浆料混合加工成磨具，基料2用来自然反应固化后与加入的高分子耐磨颗粒1构成磨块。图1中的高分子耐磨颗粒1是破碎成体积为1mm³-3500mm³的颗粒与能自然反应固化的菱苦土磨块基料构成本磨块。塑料卡座3用于把磨块固定在磨机的机头上。

用上述方法制造的高分子耐磨颗粒经破碎后其体积范围为1mm³-3500mm³，其形状为不规则形状。

在上述高分子耐磨颗粒中加入填充料为的是降低制造成本以及调整高分子耐磨颗粒的相关性能，例如：强度、耐热性能、磨削性能等。

添加剂的加入有利于与制造耐磨高分子颗粒过程中的材料混合或成型。

硬化剂的加入有利于高分子结合剂交联固化，加强结合剂对磨料的粘结力和高分子耐磨颗粒的硬度，从而保持高分子颗粒结构的稳定性。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明使用高分子结合剂能够使碳化硅磨料及辅助材料形成坚固的整体，提高了磨块的耐用度，每块烧结磨块在机磨削时间由原来的约2小时左右提高到3-10小时，大大减少了更换磨块的次数，提高了磨削设备的利用率。

(2)提高了碳化硅磨粒的利用率，从原来不足50％提高到70％以上；与此同时，在机磨削所磨下的废料比原来的大约降低50％之多，大大减少了工业区污染，有利于环保。

本实用新型主要应用于陶瓷地砖、石材、微晶玻璃等建筑材料的磨削抛光。

附图说明

图1是本发明的一种高分子耐磨颗粒与菱苦土磨块基料氧化镁、氯化镁溶液、碳化硅混合反应固结成的装有塑料安装卡的磨具立体图。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅5％；

结合剂：聚丙烯塑料95％；

(2)制备高分子耐磨颗粒的工艺步骤：

①按上述配比将磨料和结合剂混合，用混料机拌匀；

②将上述拌合好的配料慢慢加入到挤出机料筒，经过料筒预热熔融，螺杆塑化后，通过出料口挤出成条状塑料混合体，料筒温度在160℃-180℃之间，螺杆转速在25-60转/分钟，出料口口径根据需要在φ6-15mm之间选择；

③待上述挤出的条状塑料混合体冷却后，用破碎机把塑料条破碎成粒径为6-10mm的塑料颗粒即为上述的高分子耐磨颗粒。

二、加入上述高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的制造工艺步骤：

①将上述高分子耐磨颗粒按3％(重量百分比)加入到制造菱苦土磨块基料的浆料(其重量百分比为97％)中搅拌均匀；

②把上述混合浆料浇注到塑料模具中待浆料反应固化，脱模后得到成品，参见图1所示。

实施例2

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅21％；棕刚玉1％；

结合剂：聚丙烯塑料46％；

填充料20％，其化学组分为(填充料重量百分比)：莹石69％，重晶石粉22％，石英粉3％，滑石粉6％；

添加剂：葡萄糖酸钠1.5％；水1.5％；

硬化剂：乌洛托品9％。

(2)制造高分子耐磨颗粒的工艺步骤：

首先，将填充料、硬化剂和添加剂按上述配比混和用球磨机磨碎至600目细度(如果原料材粒度细于600目可过筛后使用，不用球磨)；

以下步骤与例1同，只是螺杆转速要调到25-45转/分钟内，出料口口径也要增大到8-16mm范围内，破碎后的塑料颗粒粒径为8-12mm。

二、制造加入上述高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，不同的是加入的高分子耐磨颗粒量为15％(重量百分比)。

实施例3：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅43％；

结合剂：196不饱和聚酯树脂30％；

填充料：26.55％，其化学组分为(填充料重量百分比)：氧化镁50％，碳酸钙25％，石英粉22％，氯化钠3％；

添加剂：辛酸钴  0.15％；

硬化剂：过氧化甲乙酮  0.3％。

(2)制造上述高分子耐磨颗粒的工艺步骤：

①将100目粒度的填充料和磨料按上述配比混和均匀；

②按上述配比称量196不饱和聚酯树脂液、添加剂和硬化剂，把添加剂加入196不饱和聚酯树脂液里搅拌均匀后，再加入硬化剂搅拌均匀；

③将上述配比的填充料和磨料加入到步骤②所准备的196不饱和聚酯树脂中搅拌，搅拌均匀后把混合浆料注入成型模具；

④待混合浆料反应固结成型后，把所得的树脂混合体脱了模具，再用破碎机将其破碎成粒径为6-10mm的颗粒即为上述的高分子耐磨颗粒。

二、制造加入上述耐磨高分子颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，只是加入的高分子耐磨颗粒量为45％(重量百分比)。

实施例4：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅  42％，棕刚玉  11％；

结合剂：196不饱和聚酯树脂  39％；

填充料：7.1％，其化学组分为(填充料重量百分比)：氧化镁98％，氯化钡2％；

添加剂：环烷酸钴  0.3％；

硬化剂：过氧化环己酮  0.6％。

(2)制造高分子耐磨颗粒的工艺步骤与例3同。

二、制造加入上述高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，只是加入的高分子耐磨颗粒量为55％(重量百分比)。

实施例5：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅  35％；

结合剂：酚醛树脂粉  23％；

填充料：38.5％，其化学组分为(填充料重量百分比)：铜粉60％，铁粉  20％，铝粉  10％，石英粉  10％；

添加剂：三乙醇胺  1.5％；

硬化剂：乌洛托品  2％。

(2)制造上述高分子耐磨颗粒的工艺步骤：

①将添加剂和磨料按上述配比混和均匀；

②按上述配比称量各填充料，把填充料加入混好添加剂的磨料中搅拌均匀；

③称量步骤②混合好的材料加入模具中热压成型，成型温度在165-175℃之间，成型密度在2.66-2.72g/cm³之间，热压时间为20-30分钟；

④把压成的树脂混合体脱出模具，再用破碎机将其破碎成粒径为6-15mm的颗粒即为上述的高分子耐磨颗粒。

二、制造加入上述耐磨高分子颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，只是加入的高分子耐磨颗粒量为30％(重量百分比)。

实施例6：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅  23％；

结合剂：酚醛树脂粉  21％；

填充料：52.5％，其化学组分为(填充料重量百分比)：铜粉50％，663青铜粉  44％，石英粉  6％；

添加剂：三乙醇胺  1.5％；

硬化剂：乌洛托品  2％。

(2)制造上述高分子耐磨颗粒的工艺步骤与例5相同，只是树脂混合体的成型密度范围改为2.93-2.99g/cm³之间。

二、制造加入上述高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，只是加入的高分子耐磨颗粒量为65％(重量百分比)。

实施例7：

一、制备高分子耐磨颗粒：

(1)高分子耐磨颗粒化学组分(重量百分比)：

磨料：碳化硅  21％；

结合剂：酚醛树脂粉  79％；

(2)制造上述高分子耐磨颗粒的工艺步骤与例5相同，只是树脂混合体的成型密度改为在2.38-2.44g/cm³之间，成型温度在180-185℃之间，热压时间为25-35分钟。

二、制造加入上述高分子耐磨颗粒的菱苦土磨块的工艺步骤与例1同，只是加入的高分子耐磨颗粒量为20％(重量百分比)。

图1所示为破碎后的无规则高分子耐磨颗粒与氧化镁、氯化镁溶液混合成的无机结合剂结合自然反应固结成磨具。由于破碎后的高分子耐磨颗粒形状无规则和凹凸不平的表面使高分子耐磨颗粒能与无机结合剂坚固地结合在一起，而高分子结合剂又能很好地把磨料把持住，使得磨块充分发挥磨料的磨削效果，达到耐磨、切削效率高的效果。