阅读说明：本技术 一种百洁布增强有机陶瓷磨具及其制备方法 (Scouring pad reinforced organic ceramic grinding tool and preparation method thereof ) 是由 郭泽雄 徐莹 张玉秀 江文亮 林侠 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法,包括步骤：(1)将液体环氧树脂、改性环氧树脂、双氰胺粉末、硅烷偶联剂混合,得到混合物A；(2)将磨料与混合物A混合,得到陶瓷基体原料；(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂陶瓷基体原料,百洁布为含氧化铝磨粒或者碳化硅磨粒的工业百洁布；(4)将该百洁布烘烤以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；(5)将至少两个百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起,对其进行热压固化成型,得到百洁布增强有机陶瓷磨具。该方法制备的百洁布增强有机陶瓷磨具研磨性优良、不会产生划痕、使用寿命更长、去铜能力更强、抛光效果更好。本发明还提供一种由上述制备方法制得的百洁布增强有机陶瓷磨具。(The invention provides a preparation method of a scouring pad reinforced organic ceramic grinding tool, which comprises the following steps: (1) mixing liquid epoxy resin, modified epoxy resin, dicyandiamide powder and a silane coupling agent to obtain a mixture A; (2) mixing the grinding material with the mixture A to obtain a ceramic matrix raw material; (3) respectively spraying ceramic matrix raw materials on the front surface and the back surface of the scouring pad, wherein the scouring pad is an industrial scouring pad containing alumina abrasive grains or silicon carbide abrasive grains; (4) baking the scouring pad to form a scouring pad reinforced organic ceramic prepreg; (5) and (3) overlapping at least two scouring pad reinforced organic ceramic prepregs together, and carrying out hot-pressing curing molding on the prepregs to obtain the scouring pad reinforced organic ceramic grinding tool. The scouring pad reinforced organic ceramic grinding tool prepared by the method has the advantages of excellent grindability, no scratch, longer service life, stronger copper removal capability and better polishing effect. The invention also provides a scouring pad reinforced organic ceramic grinding tool prepared by the preparation method.)

一种百洁布增强有机陶瓷磨具及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷磨具制备技术领域，具体地涉及一种百洁布增强有机陶瓷磨具及其制备方法。

背景技术

21世纪人类进入高度信息化社会，在信息产业中，印刷线路板(PCB)是一个不可缺少的重要支柱产业。顺应技术的潮流，PCB产品也越来越丰富，对研磨工艺及技术提出更高及更新的要求。对于去塞孔树脂和去毛刺以及使用寿命是现在所关注的重点问题。

目前，研磨磨具主要为尼龙磨刷、不织布磨刷和陶瓷磨刷，尼龙磨刷和不织布磨刷虽然使用寿命长，但是通常存在掉屑塞孔且切削力不强的缺点，不可以去除毛刺和塞孔树脂，而陶瓷磨刷可以实现去塞孔树脂和毛刺，但是超强的切削力会损坏印刷线路板表面，以产生划痕或者过度切削表面铜，导致表面铜厚过薄，并且现有的陶瓷磨刷寿命短，在PCB生产过程中更换频繁，降低PCB的生产效率。

因此，亟需一种百洁布增强有机陶瓷磨具及其制备方法以克服上述现有技术的不足。

申请内容

本发明的目的在于，提供一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，通过该方法制备的百洁布增强有机陶瓷磨具研磨性优良、不会产生划痕、使用寿命更长、去铜能力更强、抛光效果更好。

本发明的另一个目的在于，提供一种采用上述制备方法制得的百洁布增强有机陶瓷磨具。

为实现上述目的，本发明提供了一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将40-70份的液体环氧树脂、30-60份的改性环氧树脂、3-8份的双氰胺粉末、0.5-3份的硅烷偶联剂混合并搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将55-80份的磨料与所述混合物A混合并搅拌均匀，得到所述陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，所述百洁布为含氧化铝磨粒或者碳化硅磨粒的工业百洁布，且含所述氧化铝磨粒量或者碳化硅磨粒量为10-50％；

(4)将含所述陶瓷基体原料的所述百洁布烘烤以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将至少两个所述百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后对其进行热压固化成型，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1-10，n＝0-10。比如，m可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10；n可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。

与现有技术相比，本发明提供的百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法中，先采用液体环氧树脂、改性环氧树脂、双氰胺粉末、硅烷偶联剂和磨料制得陶瓷基体原料，然后将百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，进行烘烤以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片，将若干百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后对其进行热压固化成型，得到百洁布增强有机陶瓷磨具。由于采用了百洁布作为增强材料既增加了有机陶瓷磨具的研磨性，又延长其使用寿命。由于双氰胺粉末的使用，使其固化结构对印刷线路板表面不会划伤，避免产生划痕。尤其是通过百洁布和陶瓷基体原料结合，以叠加的形式层层相扣，通过调节百洁布的层数来制得不同硬度和使用寿命的需求，即使产生划痕可通过复刷覆盖恢复。因此，通过该方法制备的百洁布增强有机陶瓷磨具研磨性优良、不会产生划痕、使用寿命更长、去铜能力更强、抛光效果更好。

较佳地，液体环氧树脂在25℃时粘度为8000-20000cps。进一步，所述液体环氧树脂包括液体双酚A环氧树脂、液体双酚F环氧树脂、液体苯酚酚醛环氧树脂中的至少一种。

较佳地，所述双氰胺粉末的粒径D₅₀为3-15μm。

较佳地，所述磨料选自绿碳化硅、黑碳化硅、氧化铝、二氧化硅、氮化硼中的任意一种或一种以上。其中，二氧化硅选用二氧化硅粉末或空心二氧化硅，优选为空心二氧化硅，氧化铝选用氧化铝粉末或氧化铝空心球，优选为氧化铝空心球。

较佳地，所述磨料的粒径D₅₀为1-120μm。

较佳地，所述烘烤的温度为100-150℃。

较佳地，所述热压固化成型的温度为160-200℃。

较佳地，所述百洁布的纤维材质包括聚酯纤维、尼龙纤维、玻璃纤维中的任意一种或一种以上。

相应地，本发明还提供了一种通过上述有机陶瓷磨刷的制备方法制得的百洁布增强有机陶瓷磨具。

具体实施方式

为详细地说明本发明的技术方案、构造特征、所实现的技术效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参考图1-图2，本发明的百洁布增强有机陶瓷磨具100包括至少2个叠加的百洁布增强有机陶瓷半固化片10，百洁布增强有机陶瓷半固化片10包括百洁布11及位于百洁布11正面和背面的半固化层13，半固化层13由陶瓷基体原料烘烤形成，在百洁布增强有机陶瓷磨具100中，半固化层13和半固化层13叠加后经热固化成型为固化层20。其中，百洁布11为含氧化铝磨粒或者碳化硅磨粒的工业百洁布，且含氧化铝磨粒量或者碳化硅磨粒量为10-50％，使得百洁布11的正面或背面呈镂空结构。当陶瓷基体原料喷涂在百洁布的正面或背面时，陶瓷基体原料部分会嵌入至百洁布11中，以提高附着力。

其中，百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将40-70份的液体环氧树脂、30-60份的改性环氧树脂、3-8份的双氰胺粉末、0.5-3份的硅烷偶联剂混合并搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将55-80份的磨料与所述混合物A混合并搅拌均匀，得到所述陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，所述百洁布为含氧化铝磨粒或者碳化硅磨粒的工业百洁布，且含所述氧化铝磨粒量或者碳化硅磨粒量为10-50％；

(4)将含所述陶瓷基体原料的所述百洁布烘烤以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将至少两个所述百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后对其进行热压固化成型，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1-10，n＝0-10。

下面将结合具体实施例对本发明的百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法进行详细说明，实施例中所有试剂均可从市售获得。

实施例1

一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将60份的液体双酚A环氧树脂、60份的改性环氧树脂、5份的双氰胺粉末、1份的硅烷偶联剂混合并用桨式搅拌机搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将65份的绿碳化硅与混合物A用行星搅拌机中混合5分钟，搅拌均匀，得到陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，百洁布为含氧化铝磨粒的工业百洁布，且含氧化铝磨粒量为20％；

(4)将含所述陶瓷基体原料的所述百洁布在烘箱中150℃烘烤10分钟，以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将2个所述百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后放入20吨的压力和180℃温度下的压力机中热压20分钟，使其固化成型，冷却后脱模，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1，n＝1。

实施例2

一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将70份的液体双酚F环氧树脂、30份的改性环氧树脂、3份的双氰胺粉末、1份的硅烷偶联剂混合并用桨式搅拌机搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将65份的氧化铝粉末与混合物A用行星搅拌机中混合7分钟，搅拌均匀，得到陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂陶瓷基体原料，百洁布为含碳化硅磨粒的工业百洁布，且含碳化硅磨粒量为40％；

(4)将含陶瓷基体原料的百洁布在烘箱中140℃烘烤20分钟，以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将4个百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后放入20吨的压力和170℃温度下的压力机中热压30分钟，使其固化成型，冷却后脱模，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝2，n＝1。

实施例3-5

实施例3-5与实施例1的制备方法基本相同，不同点在于：百洁布增强有机陶瓷半固化片叠加层数不相同，实施例3-5中百洁布增强有机陶瓷半固化片叠加层数分别为3、4、5。

实施例6

实施例6与实施例2的制备方法基本相同，不同点在于：本实施例中步骤(2)采用的是氧化铝空心球，而实施例2中步骤(2)采用的是氧化铝粉末。

实施例7

一种百洁布增强有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将60份的液体双酚A环氧树脂、60份的改性环氧树脂、5份的双氰胺粉末、1份的硅烷偶联剂混合并用桨式搅拌机搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将10份空心二氧化硅与混合物A用行星搅拌机中搅拌均匀，然后加入65份的绿碳化硅继续混合5分钟，搅拌均匀，得到陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，百洁布为含氧化铝磨粒的工业百洁布，且含氧化铝磨粒量为20％；

(4)将含所述陶瓷基体原料的所述百洁布在烘箱中150℃烘烤10分钟，以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将2个所述百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后放入20吨的压力和180℃温度下的压力机中热压20分钟，使其固化成型，冷却后脱模，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1，n＝1。

对比例1

本对比例有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将60份的液体双酚A环氧树脂、60份的改性环氧树脂、5份的双氰胺粉末、1份的硅烷偶联剂混合并用桨式搅拌机搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将65份的绿碳化硅与混合物A用行星搅拌机中混合5分钟，搅拌均匀，得到陶瓷基体原料；

(3)将陶瓷基体原料放入20吨的压力和180℃温度下的压力机中热压20分钟，使其固化成型，冷却后脱模，得到有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1，n＝1。

对比例2

本对比例有机陶瓷磨具的制备方法，包括步骤：

(1)将60份的液体双酚A环氧树脂、60份的改性环氧树脂、5份的双氰胺粉末、1份的硅烷偶联剂混合并用桨式搅拌机搅拌均匀，得到混合物A；

(2)将65份的绿碳化硅与混合物A用行星搅拌机中混合5分钟，搅拌均匀，得到陶瓷基体原料；

(3)于百洁布的正面和背面分别喷涂所述陶瓷基体原料，百洁布不含氧化铝磨粒；

(4)将含所述陶瓷基体原料的所述百洁布在烘箱中150℃烘烤10分钟，以形成百洁布增强有机陶瓷半固化片；

(5)将2个所述百洁布增强有机陶瓷半固化片叠合在一起，然后放入20吨的压力和180℃温度下的压力机中热压20分钟，使其固化成型，冷却后脱模，得到百洁布增强有机陶瓷磨具；

其中，改性环氧树脂的结构式为：

其中，m＝1，n＝1。

对实施例1-实施例7和对比例1-2中制得的有机陶瓷磨具进行性能测试，测试项目及条件如下，测试结果见表1。

硬度：邵氏硬度D针测试。

研磨力：单刷研磨机测试：使用铜厚测试仪分别在整张板面均匀的取20点，求平均值，计算研磨前和研磨后的厚度差值，得到去铜研磨力，其中采用1.2mm厚度的覆铜板。

薄板表观：单刷研磨机测试：研磨2000次板面，用游标卡尺测量陶瓷块研磨前的厚度A及消耗掉的厚度B，寿命＝2000/B*A，得到寿命，其中采用0.15mm厚度的覆铜板。

表1百洁布增强有机陶瓷磨具性能测试结果

从表1数据中可看出，实施例1-7中制得的有机陶瓷磨具具有很强的优势。由实施例1及实施例3-5可知，随着百洁布增强有机陶瓷半固化片叠加层数的增加，有机陶瓷磨具的使用寿命逐渐增加。由实施例2与实施例6相比，实施例2中制得的有机陶瓷磨具的寿命较实施例6具有很强的优势，实施例2的采用氧化铝粉末，成型密度更高，因此寿命更长，相应的由于密度更高孔隙率下降，因此研磨力比采用空心氧化铝的实施例6低。实施例1与实施例7相比，实施例7中制得的有机陶瓷磨具的寿命较实施例1具有很强的优势，实施例1未采用空心材料，成型密度更高，因此寿命更长，相应的由于密度更高孔隙率下降，因此研磨力比采用空心二氧化硅的实施例7低。对比例1中未添加百洁布，有机陶瓷磨具的硬度比较高，但是对薄板有划伤，且寿命只有实施例1的一半左右。对比例2中百洁布不含氧化铝磨粒，其硬度和使用寿命较实施例1差别不大，但基本上没有什么研磨力。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明做了详细的说明，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。