周 華,歐春林,黃天柱

(廣東省奔朗新材料股份有限公司，佛山 順德 528313)

1 前言

陶瓷與石材在建筑、裝飾領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代建筑對(duì)于陶瓷和石材邊角質(zhì)量有了更高的要求。目前陶瓷與石材加工中所使用的倒角磨具，簡(jiǎn)稱(chēng)倒角輪，主要用于瓷磚在磨邊后的倒角，利于瓷磚在儲(chǔ)運(yùn)和安裝過(guò)程的安全以及安裝使用者的安全。倒角輪按照結(jié)合劑來(lái)分，可以分為金屬結(jié)合劑金剛石倒角輪、樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角輪以及樹(shù)脂結(jié)合劑碳化硅倒角輪三類(lèi)[1-2]。

金屬結(jié)合金剛石倒角輪，磨削工作層采用金屬粉末、金剛石燒結(jié)而成，適用粗磨倒大角，一般用于陶瓷磚拋光前的倒角，保證粗磨邊時(shí)不會(huì)出現(xiàn)磨磚崩釉面。如果要求不高，部分也可用于拋光后的倒角，但倒角比較粗糙，不夠細(xì)膩光滑。

樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角輪，磨削工作層采用樹(shù)脂粉、金剛石、增強(qiáng)助劑，熱模壓而成，適用于陶瓷磚的精細(xì)倒角，倒角鋒利，平直光滑，連續(xù)使用時(shí)間較長(zhǎng)。

樹(shù)脂結(jié)合劑碳化硅倒角輪[3]，磨削工作層采用樹(shù)脂液、碳化硅、增強(qiáng)填料熱模壓而成，適用于陶瓷磚的普通倒角，不鋒利、倒角較小，稍欠平直光滑，連續(xù)使用時(shí)間較短。

但就目前來(lái)說(shuō)：由于高檔釉面陶瓷磚需要精細(xì)倒角，有更高的質(zhì)量要求，加之?dāng)?shù)控智能磨邊倒角機(jī)[4]的使用，精密磨削這種加工方式在質(zhì)量和節(jié)省成本方面都對(duì)樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角輪的需求會(huì)越來(lái)越多，而且隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，對(duì)性?xún)r(jià)比也提出了越來(lái)越高的要求。

2 樹(shù)脂粉的性?xún)r(jià)比選用

2.1 實(shí)驗(yàn)原材料和設(shè)備

2.1.1 原材料

(1)四種主要熱固性樹(shù)脂粉[5-6]性能如表1所示。

表1 四種主要樹(shù)脂來(lái)源

(1)金剛石磨料和增強(qiáng)助劑：

金剛石，粒度180～400#目；綠碳化硅，粒度180#～400#；金屬粉為Cu粉(-325目)，Al粉(-200目)，其它氧化鋅增強(qiáng)助劑[1-2]。

2.1.2 儀器設(shè)備

(1)熱模壓制使用：鄭州金海威科技、樹(shù)脂砂輪自動(dòng)熱壓機(jī)RH200J；

(2)二次后固化使用：吳江市華銀烘箱廠、遠(yuǎn)紅外鼓風(fēng)干燥箱；

(3) 產(chǎn)品測(cè)試在：科達(dá)制造股份、全自動(dòng)智能磨邊倒角機(jī)。

2.2 主要產(chǎn)品圖

(1)樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角輪

圖1 樹(shù)脂結(jié)合金剛石倒角輪Y3(Φ130)

(2)陶瓷磚倒角加工現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 倒角加工現(xiàn)場(chǎng)圖

(3)倒角加工陶瓷磚

圖3 倒角加工的陶瓷磚圖

2.3 測(cè)試結(jié)果

采用表1的樹(shù)脂粉，以完全相同體積百分比的樹(shù)脂粉、同粒度金剛石，同粒度綠碳化硅，相同金屬粉及其它氧化鋅等增強(qiáng)助劑，以對(duì)應(yīng)樹(shù)脂粉的熱壓和二次后固化工藝制作倒角輪，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，拿到陶瓷磚智能磨邊倒角機(jī)[7]上使用，并測(cè)試其使用壽命，其生產(chǎn)成本、使用壽命記錄，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 四種主要樹(shù)脂結(jié)合劑性能

2.4 結(jié)果分析

樹(shù)脂結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持力，直接影響樹(shù)脂金剛石倒角輪磨削使用壽命。由于在高速磨削過(guò)程中會(huì)大量產(chǎn)生熱量，樹(shù)脂結(jié)合劑耐溫低的話(huà)，最先開(kāi)始碳化、分解或軟化，從而導(dǎo)致部分金剛石以及結(jié)合劑在磨削過(guò)程中脫落及磨耗。因此，在相同金剛石及結(jié)合助劑的情況下，樹(shù)脂粉的耐熱性能是直接影響樹(shù)脂金剛石倒角輪磨削使用壽命的一大主要因素。

從圖4分析，盡管D(聚酰亞胺樹(shù)脂粉)耐熱性比C(新酚復(fù)合樹(shù)脂粉)高，但由于本身采購(gòu)價(jià)格高，而C(新酚復(fù)合樹(shù)脂粉)中新酚復(fù)合樹(shù)脂粉是新酚樹(shù)脂與改性酚醛樹(shù)脂按一定比例復(fù)合而成的，采購(gòu)價(jià)格低，但使用壽命相差不大，顯然，C(新酚復(fù)合樹(shù)脂粉)具有更高的產(chǎn)品性?xún)r(jià)比。

圖4 熱重曲線(xiàn)

3 增強(qiáng)助劑金屬粉性?xún)r(jià)比選用

采用表1的C(新酚復(fù)合樹(shù)脂粉)，以完全相同體積百分比的樹(shù)脂粉、同粒度金剛石，相同體積金屬粉：銅粉或鋁粉，其它相同助劑，相同的熱壓和二次后固化工藝制作倒角輪，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，拿到陶瓷磚智能磨邊倒角機(jī)上使用，并測(cè)試其使用壽命，其生產(chǎn)成本、使用壽命記錄，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 兩種主要樹(shù)脂結(jié)合劑性能

從表 3分析，盡管E(銅粉325目)價(jià)格比F(鋁粉200目)高，耐磨性能好，但兩者的磨削性?xún)r(jià)比相近。

4 研發(fā)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)使用效果

通過(guò)樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角輪的深入研究開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)出來(lái)的高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品，不僅滿(mǎn)足了目前建筑陶瓷對(duì)于邊角質(zhì)量更高的要求：精細(xì)倒角、平直光滑，而且產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)耐用，連續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng)。不僅促進(jìn)智能磨邊倒角機(jī)的大規(guī)模推廣使用，減少陶瓷生產(chǎn)線(xiàn)上操作工數(shù)量、降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了陶瓷磚的質(zhì)量，而且產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，2020年增加銷(xiāo)售8萬(wàn)件，產(chǎn)生了120萬(wàn)銷(xiāo)售額。

5 結(jié)論

本文研發(fā)試驗(yàn)在結(jié)合劑方面經(jīng)歷了從三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂，再到新酚復(fù)合樹(shù)脂作結(jié)合劑的過(guò)程，金屬粉選用方面是從耐磨增強(qiáng)材料銅粉到鋁粉的過(guò)渡，最終研發(fā)生產(chǎn)出了性?xún)r(jià)比高的樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角砂輪，分析得出以下結(jié)論：

(1)從三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂，再到新酚復(fù)合樹(shù)脂作結(jié)合劑，制作了樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石倒角砂輪，對(duì)比了生產(chǎn)成本與產(chǎn)品磨削使用壽命，確認(rèn)新酚復(fù)合樹(shù)脂粉具有更高的性?xún)r(jià)比，具有良好的應(yīng)用前景。

(2)對(duì)于同樣的樹(shù)脂結(jié)合劑配方，采用銅粉和鋁粉作耐磨增強(qiáng)劑進(jìn)行對(duì)比分析，盡管銅粉價(jià)格比鋁粉高，耐磨性能好，但兩者的磨削性?xún)r(jià)比相近。