[发明专利]以羧酸酯稳定颜色的、酚醛树脂粘合的磨料产品及制备其的方法

说明书

相关申请

本申请要求于2008年11月17日提交的美国临时申请号61/199,472的权益。以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。

技术领域

术语“酚醛树脂”描述了获得自酚类和醛类反应产物的多种多样的树脂产品。在酸性和碱性条件下酚类与甲醛类均发生反应。若在酚与甲醛的一种碱催化的混合物中对每摩尔的酚含有一摩尔或多摩尔的甲醛，则将产生一种热固性(一步)树脂，或“甲阶酚醛树脂”。用作甲阶酚醛树脂的催化剂的、常见的碱类化合物包括碱金属(如钠、钾、或锂)的氢氧化物。虽然碱金属氢氧化物催化的酚醛树脂在商业上是有用的，但是当它们老化、被加热或以其他方式固化时，它们具有一种令人不希望的颜色变暗的趋势。已知变暗的程度依赖于该树脂的固化或使用温度以及暴露于这一温度下的时间。

碱金属氢氧化物催化的酚醛树脂常用作磨料产品结合系统的一种组分，如涂覆的、结合的、以及三维的低密度磨料产品。树脂变暗这一问题在涂覆的磨料和三维低密度磨料产品中尤其显著，因为结合系统的存在更为直观。同样，由于这种变暗随着温度和暴露时间而增加，产品的温度曲线上的任何变化都导致产品自身之内的颜色变化。对于浅颜色的产品，颜色变化是特别引人注目的，这导致人们由于美学或其他原因不能接受此类产品。

此外，磨料结合系统可以包括着色剂以标识制造商、产品类型、应用、等等。树脂的变暗可能干扰所希望的着色、从而导致最终产品具有与所加入的着色剂不同的颜色。例如，在固化之后正常情况下变黄的一种树脂，当与一种蓝色染料或颜料组合使用时会产生一种绿颜色的产品。另一方面，如果同一种黄色树脂与一种绿色染料或颜料结合使用时，该树脂典型地将导致完全另一种绿色色调。

背景技术

用来向酚醛树脂类的甲阶酚醛树脂赋予颜色稳定性的一种已知的方法包括向配制品中添加三聚氰胺甲醛树脂。虽然这实现了颜色稳定性，但它还赋予了脆性、延长了固化时间、并且导致机械性弱点并且因此导致最终产品的研磨性能降低。

所建议的另一种方法包括向该酚醛树脂类的甲阶酚醛树脂中加入一种基于铵的盐。然而，这种方法对于稳定具有某些着色剂(如浅蓝和橙色的颜料或染料)的酚醛树脂产品的颜色并不足够有效。

所需要的是一种有效的酚醛树脂颜色稳定剂，该颜色稳定剂减少了上述问题而不向最终产品赋予不希望的特性。

发明内容

在一方面，本发明是针对一种颜色稳定的磨料物品，该磨料物品包括一种酚醛树脂粘合剂、一种颜色稳定剂、一种着色剂、以及磨料颗粒。该颜色稳定剂包括至少一种羧酸酯、酯、羧酸、或一个二酮或丙烯酸基团。

在另一方面，本发明是针对一种制备颜色稳定的磨料物品的方法，该方法包括以下步骤：将一种甲阶酚醛树脂与一种颜色稳定剂共混以形成一种甲阶酚醛树脂组合物；使多个磨料颗粒与该甲阶酚醛树脂组合物接触，并且将该甲阶酚醛树脂组合物固化以生产该颜色稳定的磨料物品。该颜色稳定剂包括至少一种羧酸酯、酯、羧酸、或一个二酮或丙烯酸基团。

在又另一个方面，本发明是针对一种对工件表面进行研磨的方法，该方法包括在研磨运动中将颜色稳定的磨料物品施用在一个工件表面上，以除去该工件表面的一部分。该磨料产品包括：一种粘合剂，该粘合剂具有一种酚醛树脂；一种颜色稳定剂，该颜色稳定剂包括至少一种羧酸酯、酯、羧酸、或一个二酮或丙烯酸基团；以及磨料颗粒。

由此提供了颜色稳定的、酚醛树脂粘合的磨料以及用于制备此类磨料的方法，这些磨料能耐受随时间的以及暴露于高温时的颜色变化并且维持酚醛树脂的机械强度。

附图说明

从以下对本发明的示例性实施方案的更具体的说明中上述内容将是清楚的，这些实施方案是如附图中所展示的，其中贯穿这些不同的视图中类似的参考符号指代相同的部分。这些图并不必须是按比例的，而是将重点放在展示本发明的多个实施方案上。

图1是本发明的一种涂覆的磨料工具的一个实施方案的截面图的示意图。

图2是本发明的一种涂覆的磨料工具的另一个实施方案的截面图的示意图。

图3包含将不含有颜色稳定剂以及含有本发明的颜色稳定剂的固化的酚醛树脂样品进行比较的多张照片。

图4包含将本发明的一个实施方案与一种对照物在固化过程中随时间的颜色变化进行比较的多张照片。

图5是图4的样品随时间的颜色变化的图示。

具体实施方式