一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单组分聚氨酯‑沥青抛光膜的制备方法，包括沥青改性、固化、精加工、配制单组分聚氨酯并利用聚氨酯喷涂机喷涂至沥青抛光膜表面进行发泡成聚氨酯膜等步骤。单组分聚氨酯包括以下质量分数的组分：复合催化剂1‰~5‰、复合溶剂40~60%、抛光粉5~20%、消泡剂1‑3%、余量为异氰酸酯和多元醇，所述异氰酸酯中异氰酸酯基官能团摩尔数与多元醇中羟基官能团的摩尔数比为2~5:1。本发明专利技术抛光膜附着效果好，粘接牢固且不易滑移、脱落，抛光效果好，工艺简单，成本低廉，施工方便，可以高效的抛光形状复杂、精度要求高的光学组件，并且抛光膜可以长时间使用，有效提升抛光加工过程的稳定性和生产效率。

A single component polyurethane pitch polishing film preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法
本专利技术涉及光学加工
，具体涉及一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法。
技术介绍
沥青抛光膜配合抛光液可以抛光各种光学玻璃、晶体材料以及抛光结构复杂等制件。抛光过程借助沥青的流变性、以及抛光液的化学刻蚀作用进行抛光，需要熟练的操作工人，利用这种方法抛出较为理想的表面效果(优于0.3nm)。但是，由于长时间的摩擦沥青产生流变性，造成表面及亚表面损伤，并且沥青表面吸附大量的抛光碎屑和抛光粉料；另外，抛光结果的好坏非常依赖于工人的个人经验，很不符合现代社会对产品加工自动化、简单化、快速化的要求。当前技术，光学组件大多采用传统抛光法来加工。在传统抛光过程中，抛光膜的工作面的主要材料为沥青，沥青可以用于抛光结构复杂的光学组件，但由于沥青是一种热熔型材料，在高速摩擦的过程中，会使沥青产生微变型，平均只能连续使用3小时左右，就必须对抛光膜进行重新修整，使其抛光膜达到所需的形状和精度。聚氨酯抛光膜多用于精度较低的光学组件，可以连续工作1个月以上，但其抛光精度远远不及沥青抛光膜。并且现有的聚氨酯均为双组分的，如将黑白料（双组分）混合均匀后再施工发泡成膜；聚氨酯膜分子量低，脆性大，粘接效果差，操作时间短，反应放热导致低沸点溶剂挥发对人体有害等特点。为了改善沥青抛光膜效率，中国专利文献CN102814766A通过将沥青加入松香、蜂蜡、硫酸镁、石油脂、水合硅酸制得抛光膜，在表面形成硅酸胶层，来减缓了抛光过程中产生的切向力。此种方式，所得到的抛光膜其内部磨料分布不均一，易有团聚现象，使得膜组的稳定性较差，受温度影响大，易变形不易存放，且容易在光学组件表面产生抛光擦痕。中国专利文献CN105602454A通过在沥青中添加绒毛、白炭黑，增加抛光物料的运动轨迹，从而提高抛光速率。此种方式虽然提高生产效率，但其主要方式仍需靠沥青抛光膜与光学组件的直接接触，工作时间仍无法过长。中国专利文献CN102975136B通过将阻尼布平贴于沥青上，来减低沥青抛光膜的受热影响，提高工作效率与使用寿命，该方法需要24小时来使阻尼布有效的黏贴于沥青抛光膜；此外，由于阻尼布厚薄影响，阻尼布黏贴和抛光过程中易造成或皱褶、均匀性且无法有效的立即判断；待24小时完成黏贴后，可能需要重新黏贴，造成工序稍复杂，以致前期等待工作的时程过长。另外，由于受阻尼布的干扰，无法进行形状复杂的光学组件。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，解决现有的沥青抛光膜不能长时间使用和聚氨酯抛光膜不能满足高精度的抛光问题，还提供了一种单组分聚氨酯的制备方法，解决现有聚氨酯膜分子量低，脆性大，粘接效果差，操作时间短，反应放热导致低沸点溶剂挥发对人体有害等问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将常温状态为固体的沥青加热至70~80℃，使沥青完全熔化后按照配比加入沥青改性剂，待熔融后搅拌均匀，得到混合液；步骤2：对抛光膜基板预热，将步骤1得到的混合液倒于抛光膜基板的工作面上至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；或者将步骤1得到的混合液取少量均匀平铺于抛光膜基板的工作面上，并将玻纤布覆于其表面，重复以上步骤至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；步骤3：将步骤2固化好的沥青膜表面加工至与待抛光光学组件的面形一致，得到沥青抛光膜；步骤4：将单组分聚氨酯装入聚氨酯喷涂机，均匀的喷涂至步骤3制备的沥青抛光膜的表面至所需厚度；待喷涂于沥青抛光膜表面的单组分聚氨酯发泡成型后，即得到单组分聚氨酯-沥青抛光膜。进一步，所述的沥青与沥青改性剂的质量份数比为10:1~2。进一步，所述的沥青为70#、55#、64#或75#；所述的沥青改性剂为石油树脂、虫胶、松香、食品级白油、蜂蜡中的一种或多种。进一步，所述的单组分聚氨酯包括以下质量分数的组分：复合催化剂1‰~5‰、复合溶剂40~60%、抛光粉5~20%、消泡剂1-3%、余量为异氰酸酯和多元醇，所述异氰酸酯中异氰酸酯基官能团与多元醇中羟基官能团的摩尔比为2~5:1。所述的单组分聚氨酯的固含量为20-60%。进一步，所述的多元醇为聚醚二元醇、油酸酯（PEG400）、聚乙二醇、1,4-丁二醇（BDO）、三羟甲基丙烷（TMP）、聚丙二醇、二甘醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚酯多元醇中的一种或多种，所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚二苯基甲烷二异氰酸酯（PMDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、TDI类型的芳香族聚异氰酸酯（L75）中的一种或多种；所述的复合催化剂为二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺、三乙胺中的两种或三种。所述的聚醚二元醇的分子量为1000~3000，如聚醚二元醇1000D（N210）、聚醚二元醇2000D、聚醚二元醇3000D；所述的聚乙二醇的分子量为600~4000，如聚乙二醇600D（PEG600）、聚乙二醇1000D（PEG1000）、聚乙二醇1500D（PEG1500）、聚乙二醇2000D（PEG2000）、聚乙二醇4000D（PEG4000）；所述的聚丙二醇的分子量为1000~4000，如聚丙二醇1000D（PPG1000）、聚丙二醇2000D（PPG2000）、聚丙二醇3000D（PPG2000）、聚丙二醇4000D（PPG2000）；所述的聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇聚酯二醇或聚己二酸乙二醇酯二醇。进一步，所述的抛光粉为氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬中的一种或多种。进一步，所述的复合溶剂分为高沸点复合溶剂和低沸点复合溶剂，所述高沸点复合溶剂与低沸点复合溶剂的质量比为1~5:2。进一步，所述的高沸点复合溶剂为丙酮或醋酸乙酯，所述的低沸点复合溶剂为二氯甲烷。进一步，单组分聚氨酯按照上述配比关系进行制备，包括如下步骤：1）称取异氰酸酯并除水后放入水氧含量均低于0.1ppm的超级净化手套箱中，然后将异氰酸酯放入密闭干燥的容器A内，再将容器A放入摇床上振动混合均匀；2）分别称取多元醇、消泡剂和复合催化剂并除水后放入水氧含量均低于0.1ppm的超级净化手套箱中，然后将多元醇、消泡剂和复合催化剂放入密闭干燥的容器B内，再将容器B放入摇床上振动混合均匀；3）分别称取抛光粉和复合溶剂并与容器A、容器B放入水氧含量均低于0.1ppm的超级净化手套箱中；首先向容器B中加入高沸点复合溶剂，然后再将容器A中的溶液转入容器B中，混合均匀，待体系稳定后，再向容器B中加入低沸点复合溶剂和抛光粉，混合均匀，密封保存即制备得到单组分聚氨酯相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术方法制备的单组分聚氨酯-沥青抛光膜，是结合沥青抛光膜和聚氨酯抛光膜的优势，开发一种新合成的单组分聚氨酯包覆改性沥青的新工艺。其中沥青经过添加石油树脂、虫胶、蜂蜡、松香和食品级白油等进行改性处理后，沥青的再加工性能和热稳定性能等均有所改善，也可以改变改性剂的种类和用量来调控沥青的塑性、韧性和强度。抛光过程借助沥青的流变性、聚氨酯膜的耐磨性以及抛光液的化学刻蚀作用，大大的提高了抛光膜的综合性能。因此本专利技术可以高效抛光各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单组分聚氨酯‑沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将常温状态为固体的沥青加热至70~80℃，使沥青完全熔化后按照配比加入沥青改性剂，待熔融后搅拌均匀，得到混合液；步骤2：对抛光膜基板预热，将步骤1得到的混合液倒于抛光膜基板的工作面上至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；或者将步骤1得到的混合液取少量均匀平铺于抛光膜基板的工作面上，并将玻纤布覆于其表面，重复以上步骤至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；步骤3：将步骤2固化好的沥青膜表面加工至与待抛光光学组件的面形一致，得到沥青抛光膜；步骤4：将单组分聚氨酯装入聚氨酯喷涂机，均匀的喷涂至步骤3制备的沥青抛光膜的表面至所需厚度；待喷涂于沥青抛光膜表面的单组分聚氨酯发泡成型后，即得到单组分聚氨酯‑沥青抛光膜。

【技术特征摘要】
1.一种单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将常温状态为固体的沥青加热至70~80℃，使沥青完全熔化后按照配比加入沥青改性剂，待熔融后搅拌均匀，得到混合液；步骤2：对抛光膜基板预热，将步骤1得到的混合液倒于抛光膜基板的工作面上至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；或者将步骤1得到的混合液取少量均匀平铺于抛光膜基板的工作面上，并将玻纤布覆于其表面，重复以上步骤至所需厚度，自然冷却，直到沥青硬化成型；步骤3：将步骤2固化好的沥青膜表面加工至与待抛光光学组件的面形一致，得到沥青抛光膜；步骤4：将单组分聚氨酯装入聚氨酯喷涂机，均匀的喷涂至步骤3制备的沥青抛光膜的表面至所需厚度；待喷涂于沥青抛光膜表面的单组分聚氨酯发泡成型后，即得到单组分聚氨酯-沥青抛光膜。2.根据权利要求1所述单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，所述的沥青与沥青改性剂的质量份数比为10:1~2。3.根据权利要求1所述单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，所述的沥青为70#、55#、64#或75#；所述的沥青改性剂为石油树脂、虫胶、松香、食品级白油、蜂蜡中的一种或多种。4.根据权利要求1所述单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，所述的单组分聚氨酯包括以下质量分数的组分：复合催化剂1‰~5‰、复合溶剂40~60%、抛光粉5~20%、消泡剂1-3%、余量为异氰酸酯和多元醇，所述异氰酸酯中异氰酸酯基官能团与多元醇中羟基官能团的摩尔比为2~5:1。5.根据权利要求4所述单组分聚氨酯-沥青抛光膜的制备方法，其特征在于，所述的多元醇为聚醚二元醇、油酸酯、聚乙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、聚丙二醇、二甘醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚酯多元醇中的一种或多种，所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚二苯基甲烷二异氰酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹智挥，夏益青，刘平，李新跃，陈建，
申请(专利权)人：四川理工学院，中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51