彩色樹(shù)脂砂輪制造材料選擇及應(yīng)用技巧

　　一、樹(shù)脂砂輪著色劑

　　彩色樹(shù)脂砂輪的生產(chǎn)主要運(yùn)用了樹(shù)脂著色技術(shù)。

　　樹(shù)脂著色就是利用加入著色劑對(duì)日光的減色混合而使制品著色。亦即通過(guò)改變光的吸收和反射而獲得不同的顏色，如吸收所有的光時(shí)呈現(xiàn)黑色，如果只吸收一部分光(某一波長(zhǎng)的光)，并且散射光的數(shù)量很小，那么著色物變成有色透明，而形成的顏色取決于反射光的波長(zhǎng);若全部反射則著色物呈白色。如未被吸收的光全部反射，那么著色物則變成“有色不透明”的，其顏色也取決于未被吸收光的波長(zhǎng)。反射光表現(xiàn)為實(shí)色，散射光則為明色。通常將純度較好，明度較大的紅、黃、藍(lán)三色稱為原色，三原色中的任意兩種相互調(diào)合，可以得到的各種不同顏色稱為間色(二次色)，一種原色一種間色調(diào)合而成的顏色為再問(wèn)色(三次色)，每個(gè)間色把合成它的二原色以外的原色稱為干擾色，在配色時(shí)應(yīng)防止干擾色的引入，否則會(huì)使原有色光變得暗鈍，影響顏色的明亮度。

　　用于樹(shù)脂砂輪的著色物質(zhì)有染料或顏料，染料一般能均勻溶于水中或特殊溶液中，或借助于適當(dāng)化學(xué)藥品而成可溶物，以達(dá)到著色的目的，它不單能使樹(shù)脂表面著色，而且內(nèi)部亦被浸入。顏料需調(diào)和于展色劑(油或樹(shù)脂)中制成油墨、油漆等，涂于制品表面使其著色，也可將極細(xì)微的顆粒或膏狀物等混于樹(shù)脂內(nèi)進(jìn)行內(nèi)外著色。

　　(一)酚醛樹(shù)脂的著色原理

　　酚醛樹(shù)脂的染色是靠溫度或載體使結(jié)構(gòu)緊密的聚酯鏈段出現(xiàn)“空隙”，讓疏水性分散染料吸附-擴(kuò)散-固著在被染基質(zhì)內(nèi)部，這種被染基質(zhì)(固體)吸收的染料(固體)完全是處于溶解狀態(tài)的。

　　酚醛樹(shù)脂用分散染料染色機(jī)理是依靠末端亞甲基對(duì)染料產(chǎn)生氫鍵和范德華力結(jié)合，加之染色時(shí)染浴的pH值適應(yīng)范圍較廣，所以分散染料對(duì)酚醛有良好的覆蓋性。弱酸性染料或中性染料著色酚醛樹(shù)脂，與顏色種類和使用量有密切關(guān)系，如果想著色達(dá)到美觀艷麗必須選擇好品種和用量。

　　酚醛樹(shù)脂也普遍采用醇溶性染料染色，利用它們分子中存在的部分官能團(tuán)與染料結(jié)合來(lái)達(dá)到染色的目的，在染色液中還可以加入一定量的樹(shù)脂，以確保染料能堅(jiān)牢地固著在制品的表面上，顏色的濃淡決定于制品本身的“凝固”程度。

　　(二)酚醛樹(shù)脂的原液著色原理

　　帶有各種色彩的樹(shù)脂砂輪，是顏料顆粒在樹(shù)脂砂輪中均勻分散所致，其著色效果取決于它的擴(kuò)散，同時(shí)與顏料的性質(zhì)、介質(zhì)、加工溫度、粒子細(xì)度均有關(guān)系。

　　為了使顏料的擴(kuò)散效果提高，酚醛樹(shù)脂有粉末狀著色劑、糊狀著色劑、液狀著色劑等多種形式。其中粉狀顏料加分散劑直接著色，或者用于不揮發(fā)的有機(jī)溶劑中以及高濃度顏料分散于有機(jī)溶劑中等多種方法。

　　經(jīng)過(guò)多個(gè)廠家驗(yàn)證，粉狀顏料著色是應(yīng)用***廣泛的技術(shù)。

　　由于酚醛樹(shù)脂做結(jié)合劑的樹(shù)脂砂輪制作技術(shù)的局限性(結(jié)合劑含量低，主體材料為無(wú)機(jī)材料等)，因此色母粒著色在樹(shù)脂砂輪的生產(chǎn)中很少使用。

　　干混法(浮染法)著色原理是借助旋轉(zhuǎn)混合，使樹(shù)脂之間相互摩擦，產(chǎn)生較高的摩擦熱量，再輔以表面活性劑(分散劑)使著色染顏料粉末牢固地粘附在樹(shù)脂表面。因此著色劑在樹(shù)脂表面的覆蓋程度與拌色溫度、時(shí)間、著色劑濃度、著色劑本身熔點(diǎn)、樹(shù)脂外形等有密切關(guān)系。在一定著色劑濃度和混合時(shí)間時(shí)，被覆蓋程度隨拌色溫度升高而提高，隨拌色時(shí)間延長(zhǎng)而增加，隨著色劑濃度增加而下降，隨樹(shù)脂比表面積的增大而下降，隨熔點(diǎn)增高而下降。此方法在樹(shù)脂結(jié)合劑超硬磨具中使用，如磨塊、水磨片等。

　　液狀著色劑著色的原理是將色素與分散性表面活性劑用蝶式混合器混合，再用三輥碾壓機(jī)混煉制成液狀著色劑。再將著色劑與樹(shù)脂用管輪泵或齒輪泵自動(dòng)計(jì)量后再成型制成要求的著色塑料制品。液狀著色劑可避免因染料飛揚(yáng)而導(dǎo)致的環(huán)境污染，避免色母粒著色時(shí)因色母粒與本色樹(shù)脂相對(duì)密度不同、形狀不同，產(chǎn)生流動(dòng)特性變化而導(dǎo)致的色差等。因?yàn)榭刂浦Α?duì)砂輪性能有影響等原因，應(yīng)用也不多。

　　(三)著色劑種類

　　著色劑主要分顏料和染料兩種。顏料是不能溶于普通溶劑的著色劑，故要獲得理想的著色性能，需要用機(jī)械方法將顏料均勻分散于著色物中。按結(jié)構(gòu)可分為有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。無(wú)機(jī)顏料熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性優(yōu)良，價(jià)格低，但著色力相對(duì)差，相對(duì)密度大;有機(jī)顏料著色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對(duì)密度小，缺點(diǎn)為耐熱性、耐候性和遮蓋力方面不如無(wú)機(jī)顏料。染料是可用于大多數(shù)溶劑和被染色物體的有機(jī)化合物，優(yōu)點(diǎn)為密度小、著色力高、透明度好，但其一般分子結(jié)構(gòu)小，著色時(shí)易發(fā)生遷移。

　　白色顏料主要有鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白三種。鈦白粉分金紅石型和銳鈦型兩種結(jié)構(gòu)，金紅石型鈦白粉折射率高、遮蓋力高、穩(wěn)定、耐候性好。因此，樹(shù)脂砂輪著色多用金紅石型鈦白粉。

　　炭黑是常用黑色顏料，價(jià)格便宜，另外還具有對(duì)著色物的紫外線保護(hù)(抗老化)作用和導(dǎo)電作用，不同生產(chǎn)工藝可以得到粒徑范圍極廣的各種不同炭黑，性質(zhì)差別也很大。炭黑按用途分有色素炭黑和橡膠補(bǔ)強(qiáng)用炭黑，色素炭黑按其著色能力又分為高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。炭黑粒子易發(fā)生聚集，要提高炭黑的著色力，就要解決炭黑的分散性。樹(shù)脂砂輪著色多采用高色素炭黑，也有采用橡膠補(bǔ)強(qiáng)炭黑的。

　　(四)著色技術(shù)

　　由于酚醛樹(shù)脂尤其是液體酚醛樹(shù)脂硬化過(guò)程中，會(huì)變成深棕色，因此要保證樹(shù)脂砂輪的鮮艷顏色必須要有合適的工藝才行。

　　1、要保證顏料分散效果好

　　如果顏料分散效果不好，會(huì)導(dǎo)致如下結(jié)果：

　　1)顏料強(qiáng)度不穩(wěn)定;

　　2)顏料色澤及鮮艷度不符合要求;

　　3)出現(xiàn)色澤不均，如條紋等;

　　4)砂輪破裂強(qiáng)度降低;

　　5)由于顏料包覆不好而導(dǎo)致耐磨性能降低。

　　2、優(yōu)化混料工藝，掌握正確的物料加入次序

　　混料次序：磨料+樹(shù)脂液+淺色遮蓋劑+著色劑，混料時(shí)間15分鐘左右后，加入混合粉。

　　(五)樹(shù)脂砂輪著色的特點(diǎn)

　　彩色樹(shù)脂砂輪因外觀美觀，使用性能有特點(diǎn)，在今后的樹(shù)脂砂輪發(fā)展中市場(chǎng)總量一定會(huì)增長(zhǎng)。

　　二、彩色樹(shù)脂砂輪用酚醛樹(shù)脂/網(wǎng)片

　　(一)玻璃纖維網(wǎng)片

　　(二)酚醛樹(shù)脂(結(jié)合劑)

　　主要包括：液體、粉體。

　　三、彩色樹(shù)脂砂輪制造技術(shù)要求及特點(diǎn)

　　(一)彩色樹(shù)脂砂輪生產(chǎn)技術(shù)要求

　　(二)彩色樹(shù)脂砂輪配方設(shè)計(jì)

　　四、彩色樹(shù)脂砂輪制造中常見(jiàn)問(wèn)題應(yīng)用探討

　　(一)顏色鮮艷及穩(wěn)定性如何保持

　　彩色樹(shù)脂砂輪的顏色鮮艷及穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在如下兩方面：

　　1)彩色樹(shù)脂砂輪顏色鮮艷，放置一段時(shí)間后顏色無(wú)變化;

　　2)彩色樹(shù)脂砂輪在生產(chǎn)周期內(nèi)(如一年內(nèi)不同季節(jié))每批次砂輪強(qiáng)度和切磨削性能的變化不大。

　　上述兩種情況，均可以用實(shí)測(cè)強(qiáng)度保持率和切磨削性能下降率來(lái)表示。

　　要保證彩色樹(shù)脂砂輪品質(zhì)穩(wěn)定性要重視原材料的正確選擇：

　　1、酚醛樹(shù)脂

　　液體酚醛樹(shù)脂一定要選擇淺色液體酚醛樹(shù)脂如氫氧化鋇催化的，樹(shù)脂的固含量必須大于75%;

　　粉體酚醛樹(shù)脂要選擇流動(dòng)性好的(流長(zhǎng)大于35毫米)，膠化時(shí)間適宜的。

　　2、網(wǎng)片技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定

　　網(wǎng)片***初應(yīng)用在樹(shù)脂砂輪中，***重要的作用是提高砂輪的強(qiáng)度。隨著樹(shù)脂砂輪性能的不斷提高，網(wǎng)片在樹(shù)脂砂輪中的作用顯得十分重要。

　　制作彩色樹(shù)脂砂輪網(wǎng)片含膠量的要求，內(nèi)網(wǎng)含膠量不能太高，建議不大于25%;外網(wǎng)含膠量不易太低，建議大于28%。

　　3、著色劑

　　建議選擇有機(jī)著色劑如酞青類著色劑，使用時(shí)必須選擇質(zhì)量?jī)?yōu)異的遮蓋劑。