[发明专利]用于磨料制品的防填塞组分

说明书

发明的背景

发明的领域

本发明涉及包括粘合剂、磨粒和含有防填塞组分的外表面涂层的磨料制品。

现有技术的描述

现已存在各种磨料制品。例如，它们通常包括粘结在一起的磨粒的粘结磨料制品，磨粒粘结在背衬上的涂覆磨料制品，或者磨粒粘结在三维非织造基材上或基材中的非织造磨料制品。各种磨料制品也可以有各种形态。例如，涂覆磨料制品可包括第一层(也称为构造涂层(make coat))，该层上或该层中粘结有许多磨粒，以及第二层(也称为上胶涂层)。在某些情况下，在所述上胶层上可施涂第三层(也称为超级上胶层)。或者，涂覆磨料制品可以是一种研磨抛光的涂覆的磨料，它包括粘结在背衬上的磨料涂层(也称为磨料层)，所述磨料涂层包括分散在粘合剂中的许多磨粒。另外，涂覆的磨料制品可以是结构磨料，它包括许多粘结在背衬上的精确成形的磨料复合物。在这种情况下，所述磨料复合物包括许多磨粒。

磨料制品用于研磨由例如木材、塑料、玻璃纤维或软金属合金制成的各种基材或工件，或者用于研磨各种具有搪瓷层或油漆层的基材或工件。通常，这些磨粒之间具有某种程度的空隙。在研磨过程中，从基片或工件上磨下的物质(也称为碎屑)会填入磨粒之间的空隙中。碎屑填入磨粒之间的空隙并随后积聚被称为填塞。填塞关系重大，因为它会降低磨料制品的寿命，使磨料制品的切削速率下降(因此研磨时需要更大的力)。另外，填塞存在指数问题，一旦碎屑填入磨粒之间的空隙中，对于随后的填塞初始的碎屑会起“种子”或“核”的作用。

磨料工业已探寻防填塞材料用于磨料制品。已投入使用的防填塞材料包括脂肪酸金属盐、脲醛树脂、蜡、矿物油、交联的硅烷、交联的硅氧烷和含氟化合物。较好的物质是硬脂酸锌和硬脂酸钙。硬脂酸金属盐成功地作为防填塞剂的一种理论是在研磨过程中硬脂酸金属盐涂层会变成粉末从涂覆磨料表面上掉落，从而造成碎屑也成粉末从表面上掉落，从而减少了填塞量。

防止填塞的硬脂酸盐涂层在磨料工业上已使用了数十年。通常使用一种粘合剂与硬脂酸盐一起将涂层施涂至磨料表面并保留之。这些年来通过使用高熔点的硬脂酸盐(硬脂酸钙或锂)，和通过混入添加剂(如含氟化合物)以增加防填塞性能而进行了一些细小的改进。

解决填塞问题的具体尝试可参见美国专利2,768,886(Twombly)；2,893,854(Rinker等)和3,619,150(Rinker等)。美国专利2,768,886公开了一种带有微小的固体颗粒涂层的磨料制品，所述颗粒主要由硬脂酸盐或棕榈酸盐组成。美国专利2,893,854公开了一种涂覆有连续的树脂膜的磨料制品，所述连续膜中均匀地分散有非水溶性饱和脂肪酸金属皂的微小固体颗粒，所述脂肪酸具有16-18个碳原子。美国专利3,619,150公开了一种有非填塞涂层的涂覆磨料制品，所述涂层包括热固性树脂与热塑性树脂或弹性体树脂和水可分散的金属皂的混合的树脂组合物，特别是分散在整个树脂组合物中的非水溶性C₁₆-C₁₈饱和脂肪酸金属皂。

美国专利4,609,380(Barnett)公开了一种具有粘合剂体系的磨轮，所述粘合剂体系包括粘合剂和减少污斑(amear-reducing)的相容聚合物以及常规的润滑剂(包括硬脂酸金属盐，如硬脂酸锂)。

美国专利4,784,671(Elbel)公开了一种改进多孔陶瓷或塑料粘结的磨料或搪磨体的研磨性能的方法，它包括用至少一种金属皂填入空穴空隙的至少一部分中，所述金属皂包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山嵛酸的脂肪酸盐和皂。所公开的研磨性能改进是减少了研磨体阻塞的空穴，避免相互粘结和形成片状金属外壳。

美国专利4,988,554(Peterson等)公开了一种具有背衬的涂覆研磨制品，在背衬的一面上有一层磨粒，在该层磨粒上涂覆含脂肪酸锂盐的防填塞涂层，在另一面上具有压敏粘合剂。

美国专利4,396,403(Ibrahim)公开了一种涂覆的磨料制品，它不需金属硬脂酸盐或任何其它材料的超级上胶涂层，而在涂覆磨料制品的制造过程中混入磷酸、部分酯化的磷酸、磷酸和其部分酯的胺盐，和/或在氨基树脂上至少具有一个长的取代基的季铵盐或上胶粘合剂。