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，簡稱倒角輪，主要用于瓷磚在磨邊后的倒角，利于瓷磚在儲(chǔ)運(yùn)和安裝過程的安全以及安裝使用者的安全。倒角輪按照結(jié)合劑來分，可以分為金屬結(jié)合劑金剛石倒角輪、樹脂結(jié)合劑金剛石倒角輪以及樹脂結(jié)合劑碳化硅倒角輪三類[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。

樹脂結(jié)合劑金剛石倒角輪，磨削工作層采用樹脂粉、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。

樹脂結(jié)合劑碳化硅倒角輪[3]，磨削工作層采用樹脂液、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。

但就目前來說：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)樹脂結(jié)合劑金剛石倒角輪的需求會(huì)越來越多，而且隨著市場(chǎng)競(jìng)爭的加劇，對(duì)性價(jià)比也提出了越來越高的要求。

2 樹脂粉的性價(jià)比選用

2.1 實(shí)驗(yàn)原材料和設(shè)備

2.1.1 原材料

(1)四種主要熱固性樹脂粉[5-6]性能如表1所示。

表1 四種主要樹脂來源

(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)樹脂結(jié)合劑金剛石倒角輪

圖1 樹脂結(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的樹脂粉，以完全相同體積百分比的樹脂粉、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)樹脂粉的熱壓和二次后固化工藝制作倒角輪，生產(chǎn)出來的產(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)果見表2。

表2 四種主要樹脂結(jié)合劑性能

2.4 結(jié)果分析

樹脂結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持力，直接影響樹脂金剛石倒角輪磨削使用壽命。由于在高速磨削過程中會(huì)大量產(chǎn)生熱量，樹脂結(jié)合劑耐溫低的話，最先開始碳化、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，樹脂粉的耐熱性能是直接影響樹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(聚酰亞胺樹脂粉)耐熱性比C(新酚復(fù)合樹脂粉)高，但由于本身采購價(jià)格高，而C(新酚復(fù)合樹脂粉)中新酚復(fù)合樹脂粉是新酚樹脂與改性酚醛樹脂按一定比例復(fù)合而成的，采購價(jià)格低，但使用壽命相差不大，顯然，C(新酚復(fù)合樹脂粉)具有更高的產(chǎn)品性價(jià)比。

圖4 熱重曲線

3 增強(qiáng)助劑金屬粉性價(jià)比選用

采用表1的C(新酚復(fù)合樹脂粉)，以完全相同體積百分比的樹脂粉、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)果見表3。

表3 兩種主要樹脂結(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，但兩者的磨削性價(jià)比相近。

4 研發(fā)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)使用效果

通過樹脂結(jié)合劑金剛石倒角輪的深入研究開發(fā)，生產(chǎn)出來的高性價(jià)比產(chǎn)品，不僅滿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。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年增加銷售8萬件，產(chǎn)生了120萬銷售額。

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脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂，再到新酚復(fù)合樹脂作結(jié)合劑的過程，金屬粉選用方面是從耐磨增強(qiáng)材料銅粉到鋁粉的過渡，最終研發(fā)生產(chǎn)出了性價(jià)比高的樹脂結(jié)合劑金剛石倒角砂輪，分析得出以下結(jié)論：

(1)從三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂，再到新酚復(fù)合樹脂作結(jié)合劑，制作了樹脂結(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)合樹脂粉具有更高的性價(jià)比，具有良好的應(yīng)用前景。

(2)對(duì)于同樣的樹脂結(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，但兩者的磨削性價(jià)比相近。