磨料制品及其制造方法 发明的背景技术
1.发明的领域
本发明涉及磨料制品，更具体地说涉及含磨粒、粘合剂和助磨剂的磨料制品。
2.现有技术的讨论
磨料制品一般包括固定在粘合剂中的磨粒。在粘接磨料中，粘合剂将磨粒粘接成有形物体。所述的有形物体一般是轮形，因此它通常称为磨轮。在非织造磨料中，粘合剂将磨粒粘接到膨松而富有弹性的网眼纤维衬底上。在涂敷磨料中，粘合剂将磨粒粘接到衬底即背衬上。涂敷磨料可含有与背衬的一个表面粘接的第一涂层(通常称为初始接合涂层)、用初始接合涂层粘接到背衬上的至少一层磨粒及覆盖在磨粒上的第二涂层。第二涂层通常称为胶结涂层；它增强了磨粒的保持力。涂敷磨料可以另有覆盖在胶结涂层上的上胶结涂层。上胶结涂层可含有时在研磨时有用的助磨剂。
磨料粘合剂一般由明胶或树脂粘合剂构成，有时还有其它成分。树脂粘合剂包括酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂和脲甲醛树脂。典型添加剂的例子包括助磨剂、填料、湿润剂、表面活性剂、颜料、偶合剂和染料。
加入助磨剂可以显著地影响金属研磨的化学和物理过程，从而提高性能。可以认为，助磨剂(1)减少了磨粒与被研磨工件间的摩擦，(2)防止磨粒“被盖帽”，即防止金属颗粒粘接到磨粒顶部，(3)降低磨粒与工件界面的温度，和/或(4)降低所需的研磨力。助磨剂在研磨金属如不锈钢或钛的过程中特别有用。在某些情况下，加入助磨剂可以显著地提高所得涂敷磨料地磨削速率即研磨性能，在这方面优于不含助磨剂的涂敷磨料。磨料工业一直在寻找通过使用助磨剂来提高磨料产品效率的方法。
在某些情况下，助磨剂和磨料粘合剂是不相容的。这种不相容性可能在加工过程中产生问题，最终降低研磨性能。因此，磨料工业正在考虑进一步优化现有助磨剂的方法。
发明的概述
本发明的特点是可以加入较多助磨剂的磨料制品。在一个方面，本发明的特点在于提供一种具有适于接触和研磨工件的外表面的磨料制品，所述的磨料制品含有许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒(coated grinding aid particles)和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中。
在另一方面，本发明的特点在于提供一种具有适合于接触和研磨工件的表面的涂敷磨料制品，所述的涂敷磨料制品包括有一个主表面的背衬、许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中。
在再一个方面，本发明的特征在于提供一种具有适于接触和研磨工件的表面的涂敷磨料制品，所述的涂敷磨料制品包括有一个主表面的背衬、许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用选自脂肪酸、脂肪酸盐和油的物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中。
本发明的特征还在于提供一种具有适于接触和研磨工件的表面的粘接磨料制品，所述的粘接磨料制品包括许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中，粘合剂将所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒粘接成有形物体。
在另一个方面，本发明的特征在于提供一种具有至少一个主表面和内部区域的非织造磨料制品，所述的磨料制品包括膨松而富有弹性的网眼有机纤维织物、许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中，粘合剂将所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒粘接到所述膨松而富有弹性的网眼织物上。
因此，本发明的磨料制品可以是(1)涂敷磨料制品，磨粒和助磨剂颗粒被粘合剂粘接到背衬上(因此称为“涂敷”磨料制品)；(2)粘接磨料制品，磨粒和助磨剂颗粒被粘合剂粘接成多孔有形物体(因此称为“粘接”磨料制品)；或(3)非织造磨料制品，磨粒和助磨剂颗粒被粘合剂粘接到膨松而富有弹性的网眼非织造织物的纤维上(因此称为“非织造”磨料制品)。
本发明也涉及一种涂敷助磨剂颗粒，它是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，并涉及一种可磨蚀团粒(agglomerate)，它是用惰性疏水含烃物质涂覆的许多助磨剂颗粒粘聚而成的。所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒。
本发明的特征还在于提供用磨料制品研磨工件的方法，所述的磨料制品具有适于接触和研磨工件的表面，所述的磨料制品含有许多磨粒、许多涂敷助磨剂颗粒和粘合剂，所述的涂敷助磨剂颗粒是用惰性疏水含烃物质涂覆的助磨剂颗粒，所述的磨粒和涂敷助磨剂颗粒分散在所述的粘合剂中，所述的方法是当所述工件与所述磨料制品的表面作相对运动时，使所述工件与所述表面接触，并以足够的力研磨所述工件。
本发明还涉及制造磨料制品的方法，所述的磨料制品具有适于接触和研磨工件的表面，所述的方法包括用惰性疏水含烃物质涂覆许多助磨剂颗粒，以提供许多涂敷助磨剂颗粒；提供许多磨粒；将涂敷助磨剂颗粒和磨粒分散在粘合剂前体中；及固化所述的粘合剂前体。
发明的详细描述
现就涂敷磨料制品对本发明的磨料制品进行说明。然而这些描述(包括对磨粒和助磨剂颗粒的描述)可应用于所有的实施方案，
涂敷磨料一般包括初始接合涂层(make coating)和胶结涂层(size coating)，也可包括上胶结涂层(supersize coating)。这些层中每一层都含有粘合剂。在涂敷磨料制品行文中所用的术语“分散有所述助磨剂颗粒的粘合剂”是指用于初始接合涂层、胶结涂层和上胶结涂层(如有)中粘合剂的总称。本文所用的术语“分散”并不一定指均匀分散。
背衬可以是与粘合剂相容的任何常规磨料制品用的背衬。它的例子包括聚合物膜、上有底层涂料的聚合物膜、加固热塑材料、布、纸、硬化纸板、非织造材料以及它们的复合材料。特别优选的背衬如含有纤维增强材料的热塑材料背衬。也可对背衬进行处理，以密闭其表面的孔隙和/或改善其某些物理性质。这些处理在本技术领域中是已知的。
背衬也可在其后表面上具有将所得涂敷磨料制品固定于支承垫或支持垫的连接装置。该连接装置可以是压敏粘合剂或用于钩圈连接的毛圈织物。或者可以是受让人的美国专利5,201,101中所述的啮合连续系统。
磨粒的粒度一般为0.1-1500微米，通常为0.1-400微米，较好为0.1-100微米，最好为0.1-50微米。优选磨粒的莫氏硬度至少为8，9以上更佳。合适磨粒的例子包括熔凝氧化铝(它包括棕色氧化铝、热处理氧化铝和白色氧化铝)、陶瓷氧化铝、绿色氧化铝、黑色碳化硅、氧化铬、氧化铝-氧化锆、金刚石、氧化铁、二氧化铈、立方氮化硼、碳化硼、石榴石及它们的复合物。磨粒也可以用由许多单个磨粒粘接而成的磨料团粒。因此，本文所用的术语“磨粒”既包括单个磨粒，也包括由许多磨粒构成的多磨粒团粒(multigrain granule)。
可用于本发明的助磨剂包括元机卤素盐、卤代的化合物和聚合物、含硫的有机和无机材料。优选的助磨剂是卤素盐，具体为四氟硼酸钾(KBF4)、冰晶石(Na3AlF6)和铵冰晶石[(NH4)3AlF6]。可以用作助磨剂的其它卤素盐包括氯化钠、钾冰晶石、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾和氯化镁。其它优选的助磨剂包括含水溶性或非水溶性助磨剂颗粒的助磨剂团粒。其它有用的助磨剂团粒是用粘合剂将许多助磨剂颗粒粘接而成的团粒，所述的粘合剂描述于例如受让人于1994年3月16日提交的申请USSN08/213,550和Gagliardi，Chesley，Houck，Harmer和Olson于1995年2月10提交的题目为“磨料制品”的USSN中。未用有机基粘合剂的可磨蚀助磨剂团粒描述于美国专利5,269,821中。本文所用的术语“可磨蚀”是指团粒会由于机械应力而可控制地碎裂和/或通过在湿的研磨条件下完全或部分溶解而可控制地消耗。“湿”是指采用喷水的研磨条件。
用作助磨剂的卤代聚合物的例子包括聚卤乙烯(如聚氯乙烯)和聚偏二卤乙烯；高度氯化石蜡；完全氯化烃类树脂；和氟烃如聚四氟乙烯和聚氯化三氟乙烯。
用作助磨剂的含硫无机物质包括元素硫、硫化铜、硫化钼、硫酸钾等。用于本发明的有机含硫物质包括如硫脲。
助磨剂颗粒的平均粒度为约1-100微米，更好为5-50微米。为提高研磨效率，应在磨料制品中加入足量的助磨剂颗粒。
具有本发明疏水涂层的助磨剂颗粒减少了颗粒与颗粒间的吸引作用。因此，当用含水树脂体系处理助磨剂颗粒后，就会有更高的稳定性和相容性。结果，减少了用于制造胶结涂层或上胶结涂层的含水树脂体系中消泡剂或湿润剂的用量，所述的胶结涂层和上胶结涂层中含有涂敷助磨剂颗粒。另外，助磨剂颗粒表面上的疏水涂层可提高助磨剂层的磨蚀度，因此提高了磨料制品的性能。还有，当施涂了疏水涂层后，可以将较大的助磨剂颗粒(如平均粒度大于100微米的助磨剂颗粒)加入到优选的热塑粘合剂前体中，这样就减少了粉碎助磨剂的能耗费用，并减少了随后加入湿润剂的需要。湿润剂对于分散粗的助磨剂颗粒往往是无效的。
本发明用于描述涂敷助磨剂颗粒的术语“涂敷”是指在至少一部分助磨剂颗粒上涂有厚度小于约20微米的涂层。
本文所用的术语“惰性”是指该物质对磨料制品用的一般粘合剂是化学惰性的。本文所用的术语“疏水”是指该物质不吸附水，也不吸收水。本文所用的术语“含烃”是指该物质至少包括仅含碳和氢的八碳基团。该烃基可以是环状或非环状的，直链或支链的，饱和或不饱和的。
优选的惰性疏水含烃物质包括那些非聚合物质并且不能转化成聚合物的物质。在一个优选的实施方案中，所用的疏水物质是脂肪酸或脂肪酸盐。优选的盐包括锂盐、锌盐、钠盐、铝盐、镍盐、铅盐、镁盐、钙盐和钡盐。在另一个优选的实施方案中，疏水物质是油如矿物油或花生油。这种油最好是非水溶性的，并能溶于醇如异丙醇中。
本文所用的术语“脂肪酸”是指含有羧基和至少八个碳原子的直链或基本上直链的烃。脂肪酸可以是饱和的或不饱和的。
本文所用的术语“油”包括二类物质：(1)甘油的脂肪酸酯；(2)源自石油及其沸点高于300℃的产品的多环烃。
优选的脂肪酸(和脂肪酸盐)含有12-20个碳原子。优选的脂肪酸盐包括硬脂酸的钙盐、锂盐、铝盐、镍盐、铅盐和钡盐。更优选的脂肪酸盐包括锌盐和镁盐。脂肪酸盐的熔点最好在100-150℃之间。熔点可按ASTM 324-79(1989年重新批准的)进行测量。
在研磨过程中，会产生相当多的热量。这种热可以将涂敷助磨剂颗粒软化到大大降低涂敷磨料性能的程度。如果脂肪酸盐的熔点太低，涂敷助磨剂颗粒可能被涂抹到研磨的工件上。另外，如果脂肪酸盐的熔点太低，它还会影响粘合剂的固化。硬脂酸金属盐的熔点一般在120-200℃之间。涂敷助磨剂颗粒上的涂层也可是不同脂肪酸盐的混合物。除硬脂酸金属盐以外，其它脂肪酸盐也可用于本发明中。例如，棕榈酸金属盐、肉蔻酸金属盐、月桂酸金属盐、癸酸金属盐和辛酸金属盐。脂肪酸也可以是不饱和的，例如十一碳烯酸金属盐或油酸金属盐。助磨剂颗粒上的涂层也可起润滑剂作用，提高磨料制品的性能。
当在助磨剂颗粒上涂敷涂层时，大多数助磨剂颗粒会在一定程度上有涂层。然而，由于涂敷方法的效率有限，总有一部分助磨剂颗粒(或单个颗粒上的一部分)没有涂层。但是，为了改变助磨剂颗粒的湿润性，仅需涂敷这些颗粒的部分表面。然而，优选的是涂敷所有的助磨剂颗粒。另外，涂层一般覆盖着助磨剂颗粒表面积的至少50％，较好至少60％，更好至少80％，最好至少95％。
疏水涂层就有足够的厚度，以使：(1)将粘合剂和助磨剂颗粒间的任何不需要的反应减少到最低程度；(2)在制造磨料制品过程中提供更好的工艺性能；和/或(3)提高磨料制品的最终性能。更好的工艺性能可能与助磨剂颗粒的较好流变性和较少结块等有关。涂层厚度部分地与涂层材料的化学组成、涂层材料的尺寸和粘合剂有关。然而，涂层的平均厚度较好约0.5-20微米，更好为1-10微米。应该注意的是，最小涂层厚度相当于惰性疏水涂层材料颗粒的平均粒度或分子尺寸。
惰性疏水涂料可以用任何常规方法涂敷，如滚涂、喷涂和旋转涂等。如有必要，惰性疏水涂料还可含有有机溶剂。涂敷后，除去溶剂。惰性疏水涂料也可在非均相介质如气体或液相中在位产生。
特别优选的磨料制品上具有含助磨剂颗粒和粘合剂的外表面涂层。外表面涂层在研磨过程中与工件接触。在涂敷磨料制品中，术语“外表面涂层”一般指的是磨料制品表面上的胶结涂层或上胶结涂层，即最外面涂层。外表面涂层中最好含有热固粘合剂。优选的外表面涂层含有用疏水物质涂敷的四氟硼酸钾颗粒和热固性树脂如酚醛树脂或环氧树脂。
本文所用的术语“热固”(thermoset)树脂是指在某种能源(如热和/或辐射)照射后不能流动即已固体的树脂。术语“热固性”(thermosetting)树脂是指未固化的热固树脂。
例如，涂敷磨料制品上也可以有涂在胶结涂层上的上胶结涂层。上胶结涂层最好包括涂有疏水物质的助磨剂颗粒；在本实施方案中胶结涂层可以不用涂敷助磨剂颗粒，但胶结涂层和/或上胶结涂层较好含有10-95重量％，更好30-80重量％，最好50-80重量％的涂敷助磨剂颗粒。余量是粘合剂和其它添加剂。胶结涂层和/或上胶结涂层可以含有其它添加剂或成分，如填料、纤维、润滑剂、湿润剂、触变剂、表面活性剂、颜料、染料、抗静电剂、偶合剂、增塑剂和悬浮剂。
粘合剂可以是任何用在涂敷磨料制品中的常规树脂粘合剂或明胶粘合剂。树脂粘合剂的例子包括酚醛树脂、脲甲醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、环氧树脂、胶乳及它们的混合物。
涂敷磨料制品可用常规方法制造。例如，涂敷磨料制品可用如下方法制备，即(1)将初始接合涂料前体涂在背衬上；(2)将磨粒用滴涂法(drop coatig)或静电法涂布到该前体上；(3)使初始接合涂料前体部分固化；(4)涂以胶结涂料前体，该前体含有用疏水物质涂敷的助磨剂颗粒；和(5)使初始接合涂料前体和胶结涂料前体完全固化。第2步可以包括涂敷涂有疏水物质的粗助磨剂颗粒(与磨粒的粒度相同)的混合物。
涂敷磨料制品上可以有粘接在背衬上的非随机研磨复合体阵列。每个研磨复合体可以包括磨粒、本发明的涂敷助磨剂颗粒和粘合剂。该粘合剂将磨粒和涂敷助磨剂颗粒粘合成具有精确形状的许多研磨复合体。类似地，这些涂敷磨料制品可包括粘接在背衬上的随机研磨复合体阵列。
也可以将一些涂敷助磨剂颗粒结合成可磨蚀助磨剂团粒，该团粒一般也含有将助磨剂颗粒粘接在一起的粘合剂。然后又可将那些可磨蚀助磨剂团粒加入到涂敷磨料制品中。可磨蚀助磨剂团粒可以加入初始接合涂层、胶结涂层和/或上胶结涂层中。助磨剂团粒可加到磨粒之间、之上和/或之下。可磨蚀助磨剂团粒较好含有50-99重量％助磨剂颗粒和1-50重量％粘合剂。可磨蚀团粒的优选平均粒度为20-750微米，更好为100-700微米。
本发明的涂敷磨料制品可用于研磨金属，包括不锈钢和钛。本文所用的术语“研磨”一般用于概括磨削、抛光和精磨等。涂敷磨料制品可以制成带形、盘形和片形等。
研磨金属工件的大多数通用方法是在磨料制品的外表面和工件作相对运动时，令工件与磨料制品的外表面接触，用足够的力研磨金属。工件或磨料制品有一个最好是固定的。
研磨金属的一般性描述可见由涂敷磨料制造商研究所于1958年出版的题目为“涂敷磨料制品-工业的现代工具”一书的第7章，第150-200页。如该书所述，对于每个用途而言，需采用一定等级的特定涂敷磨料制品，并采用适当类型的设备，这样就会在生产率、光洁度和成本方面获得最好的结果。需要考虑的因素是工件的金属种类和金相特征；工件的形状、尺寸和条件；所用设备的功率；所用接触轮的类型及所需的工件光洁度。
在磨料制品是连续磨料带的实施方案中，须根据所需的磨削速率和工件上的最终表面光洁度选择接触轮、所用的力和磨料带的速度，此时应注意勿使工件产生损坏。接触轮可以是平的，也可以是锯齿状的。磨料制品作用在工件(反之亦然)上的力可为0.05-150千克，一般较好为0.1-100千克。带速为350-3050表面米/分，更好为约415-2134表面米/分。
其它的一些实施方案包括在权利要求书中。例如，可将磨料颗粒和本发明的涂敷助磨剂颗粒加入到粘接磨料制品中。助磨剂颗粒连同磨粒可分散在整个用于形成粘接磨料制品的粘合剂中。另外，其中混有助磨剂颗粒的粘合剂前体可作为外表面涂料涂在粘接磨料制品上，或分布(void)在粘接磨料制品内部；然后此粘合剂前体可用已知的方法固化。粘接磨料制品可以采用弹性聚氨酯用作粘合剂基质的常规柔性粘接磨料制品。聚氨酯粘合剂基质可以是发泡材料，聚氨酯粘合剂也可以是实心体。
制造含本发明涂敷助磨剂的粘接磨料制品的通用方法是先将粘合剂前体、磨粒、涂敷助磨剂颗粒和任选的添加剂混合成均匀的混合物。然后将该混合物模塑成所需的形状和大小；再将粘合剂前体固化成粘接磨料制品。
本发明的助磨剂颗粒也可加入到非织造磨料制品中。非织造磨料制品一般包括膨松而富有弹性的有机纤维三维网眼织物，纤维在其接触点处被磨料粘合剂粘接在一起。这些织物可用含本发明助磨剂颗粒的粘合剂前体组合物滚涂、喷涂或其它方法涂敷，然后在足以固化该树脂的条件下进行处理。
制备含本发明涂敷助磨剂的非织造磨料制品的一般方法是先将粘合剂前体、磨粒、涂敷助磨剂颗粒和任选的添加剂混合成均匀的混合物。然后将此混合物喷或涂到膨松而富有弹性的非织造衬底上；再将粘合剂前体固化成非织造磨料制品。
以下的实施例和试验方法将进一步说明优选的磨料制品、制备方法及其用途。
试验方法I
将每个实施例的涂敷磨料制品制成7.6cm×335cm的环状磨料带。在恒定载荷平面磨床上试验每个实施例的两条带子。将预先称重的304不锈钢工件(约2.5cm×5cm×18cm)安装在垂直安置的夹具中，其2.5cm×18cm的面对着直径约为36cm的60肖氏A硬度计的锯齿形橡胶接触轮(其台肩一个叠着一个)，该接触轮上装着涂敷磨料带。然后使工件以20来回/分的速率在18cm长的途径上作垂直往复运动，在磨料带以约2050米/分的速度转动时，有个弹簧加压柱塞以11.0千克的力将工件压在磨料带表面上。30秒钟研磨时间过后，拆下工件夹具装置，重新称重，从原重中减去研磨后的重量计算磨掉的材料重量。然后将一个预先称重的工件连同夹具安装在该磨床上。试验中的实验误差约为10％。总磨削量是整个试验中磨掉的不锈钢总重量的一个量度。当最后的磨削量少于最初二个连续30秒磨削量的1/3时，试验就认为结束。
试验方法II
将直径为17.8cm，厚度为0.76mm，中心开有直径为2.2cm孔的涂敷磨料研磨盘装在一个滑动试验机上。习惯上先将研磨盘进行挠曲，使其中硬的粘接树脂产生有控制的破裂，然后将其安装在倾斜的铝制背衬垫上，用来研磨304不锈钢工件(尺寸为1.25cm×19.8cm)的表面。当以5500rpm的转速驱动纤维盘时，使研磨盘铺在背衬垫的倾斜边缘上的那部分以5.91千克的压力接触工件，产生约140cm2的盘磨损路径。每个盘用来研磨一个单独的工件1分钟。每个盘用来研磨的总时间为10分钟。
材料BBAW： 含双酚A环氧树脂的二缩水甘油基醚的可水涂组合物(固体
含量约为60％，含水量为40％)。该组合物(商品名称为
CMD35201)购自Rhone-Poulenc，Inc.，Louisville，
Kentucky。该组合物还含一种非离子乳化剂。环氧当量约
为600-700。RPI： 含75％固体(非挥发性的)的可溶酚醛树脂EMI： 2-乙基-4-甲基咪唑。该固化剂(商品名为EMI-24)可购自Air
Products，Allentown，Pennsylvania。KBF4-102 纯度为98％的四氟硼酸钾粉末，其中至少90重量％的颗粒
能通过200目的筛网。该颗粒的平均粒度约为50微米。该
组合物(商品名称为Potassium Fluroborate Spec 102)购自
Atotech USA，Somerset，NJ。KBF4-104 纯度为98％的四氟硼酸钾粉末，其中至多2重量％的颗粒
比60目粗，至少25重量％的颗粒能通过200目的筛网，至
多5重量％的颗粒通过325目的筛网。该颗粒的平均粒度约
为125微米。该组合物(商品名为Potassium Fluroborate Spec
104)购自Atotech USA，Somerset，NJ。CRY： 冰晶石(六氟铝酸三钠)。IO： 红色氧化铁。HP： 85％2-甲氧基丙醇和 5％ H2O的混合物，购自Worum
Chemical Co.，St.Paul，MN。AOT： 分散剂(硫代丁二酸二辛酯钠？)(商品名为Aerosol OT)购自
Rohm and Haas公司。Zn(St)2： 硬脂酸锌42粉末。99.9重量％的粉末能通过325目的筛
网。该颗粒的平均粒度为5-10微米。该粉末购自Organic
Division，Witco，Perth Amboy，NJ。NaSt： 硬脂酸钠T-1粉末。93重量％的粉末能通过100目的筛网
(该颗粒的粒度不大于149微米)。该粉末购自Witco，Perth
Amboy，NJ。Mg(St)2： 硬脂酸镁NF Hyqual粉末。至少99.5重量％的粉末能通过
325筛网(粒度不大于44微米)。该粉末购自Mallinckrodt，
Chesterfield，MO。Al(St)3： 硬脂酸铝#132D粉末。95％的粉末能通过200目的筛网
(粒度不大于74微米)。该粉末购自Witco，Perth Amboy，
NJ。StA： 硬脂酸，CAS57-11-4，粉末。购自EM Science，Cherry Hill，
NJ。MO： 矿物油#79300。购自Paddock，Minneapolis，MN。PnO： 100％纯花生油。购自Planters，Winston-Salem，NC。
制备涂敷磨料制品(带)的一般方法
对于用本方法制备的如下实施例，每个涂敷磨料制品的背衬均是Y重量的有四上一下织纹(four over one weave)的织造聚酯布。每块背衬均先用胶乳/酚醛树脂饱和，然后放在烘箱中使树脂部分地固化。接着，将碳酸钙填充的胶乳/酚醛树脂预处理涂料涂在每块背衬的背面。将每块背衬加热到约120℃，并在该温度下维持到树脂固化至无粘性状态。最后，将胶乳/酚醛树脂预处理涂料涂在每块背衬的正面，然后加热到约120℃，并在该温度下维持到树脂预固化至无粘性状态。用本方法制备的每块背衬都经过了完全预处理，下一步即可涂以初始接合涂料。
用于制备每块涂敷背衬的初始接合涂料的可涂布混合物可按如下方法制备：将69份固含量为70％的酚醛树脂(48份酚醛树脂)、52份非造粒碳酸钙填料(干重)和足量的90份水/10份乙二醇单乙醚的溶液混合成每个实施例用的初始接合涂料，该涂料的固体含量为84％，湿涂层重量为155克/米2。在每个实施例中初始接合涂料均用刮涂法涂敷。已涂有初始接合涂层的背衬置于环境条件下干燥过夜。
接着，将粒度等级为36(ANSI标准B74.18，平均粒度为545微米)的陶瓷氧化铝磨粒以827克/米2的重量滴涂在尚未固化的初始接合涂层上。
然后将所得的结构在65℃预固化15分钟，再在88℃预固化75分钟。
将适于形成胶结涂层的固含量约为82％的可涂敷混合物(具有如下实施例中所述的组成)用双辊涂布器涂敷在磨粒/初始接合涂层结构上。每个实施例中的湿胶结涂层重量约为465克/米2。这样所产生的涂敷磨料制品在88℃热固化处理30分钟，再在100℃热固化处理12小时。
热固化后，将此涂敷磨料制品单次挠曲(即以90℃的角度通过一个辊子，使初始接合涂层和胶结涂层产生有控制地破裂)，然后将其切成7.6cm×335cm的涂敷磨料带。
制备涂敷磨料制品(盘)的一般方法
涂敷磨料盘按如下方法制备。用常规碳酸钙填充的可溶酚醛树脂(83重量％的固体)涂敷厚度为0.76cm、中心开有直径为2.2cm孔的硬化纸板背衬，从而形成初始接合涂层。湿的涂层重量约为164克/米2。将粒度等级为36的陶瓷氧化铝磨粒以约740克/米2的重量静电涂布在初始接合涂层上。这样产生的磨料制品在93℃预固化150分钟。再将含32％ RP1、50.2％ CRY、1.5％ IO和16.3％HP的胶结涂料组合物以约699克/米2的平均涂敷重量涂在磨粒和初始接合涂层的上面，形成胶结涂层。所得产品在93℃固化11-1/2小时。这一步骤后，将制得的涂敷磨料盘进行挠曲，再在45％的相对湿度下增湿一星期后，即可进行测试。
制备涂敷助磨剂的方法
将疏水组分分散在溶剂中。然后在搅拌条件下将助磨剂慢慢加入分散液中。将该浆料转移到铝盘中，放入90℃烘箱蒸发除去溶剂。筛除过量的固体疏水组分，即没有淀积到助磨剂颗粒上的物质。
一种类似的方法还包括另一个步骤，即将硝酸银溶液慢慢加入到含硬脂酸钠(参见G-2)的混合物中，形成凝固胶乳型产物。将总混合物按上述方法干燥。
表1列出了用于本专利申请实施例中的涂敷助磨剂的配方(G-1至G-9)
表I
助磨剂的涂料1 G-1 G-2 G-3 G-4 G-5 G-6 G-7 G-8 G-9助磨剂KBF4 20 20 20 20 - - 100 100 20CRY - - - - 100 100 - - -涂料组合物Zn(St)2 1 - - - 2 - - - 0.4NaSt - 0.5 - - - - - - -Al(St)3 - - - 1 - - - - -MO - - - - - - 3 - -Mg(St)2 - - 1 - - - - - -PnO - - - - - - - 3 -StA - - - - - 2 - - -溶剂甲醇 10 - 10 10 - - - - 10异丙醇 - - - - 50 50 50 50 -水 - 25 - - - - - - -添加剂NH4OH - - - - - - - - -硝酸锌 - 0.2 - - - - - - -分离方法* D P/D D D D D D D D
*D指烘箱中干燥
P/D指淀积后在烘箱中干燥
1单位是重量份
St表示硬脂酸
表II
胶结树脂配方2 A 1 6 7 8 9RP1 32.0 38.5 32.0 32.0 32.0 32.0IO 1.5 1.8 1.5 1.5 1.5 1.5HP 13.9 16.8 13.9 13.9 13.9 13.9W 2.4 2.9 2.4 2.4 2.4 2.4CRY 50.2 - - - - -G-1 - 40.0 - - - -G-5 - - 50.2 - - -G-6 - - - 50.2 - -G-7 - - - - 50.2 -G-8 - - - - - 50.2
2表中的量是重量百分数
表III
上胶结树脂配方3 B 2 3 4 5 10 11BPAW 29.2 28.2 22.0 28.2 28.2 24.9 26.9EMI 0.35 0.30 0.25 0.3 0.3 0.33 0.33W 14.1 13.6 10.5 13.6 13.6 12.1 13.0AOT 0.75 0.70 0.55 0.7 0.7 0.67 0.67IO 2.3 2.2 1.7 2.2 2.2 2.0 2.1KBF4 53.3 - - - - - -G-1 - 55.0 65.0 - - 60.0 -G-3 - - - 55.0 - - -G-4 - - - - 55.0 - -G-9 - - - - - - 57.03表中的量是重量百分数实施例1和对比例A
根据制备涂敷磨料制品(盘)的一般方法制备实施例1和对比例A的涂敷磨料制品。这些实施例对本发明涂敷磨料制品的研磨性能进行比较。涂敷磨料制品用表II所示的配方涂以胶结涂层，实施例1用的配方含有40重量％涂有硬脂酸锌的KBF4-104，而对比例A用的配方含有50.2重量％冰晶石。试验方法II用于测试这些实施例。结果列于表IV中。
表IV
胶结涂层中Zn(St)2/KBF4-104的作用 编号 最初磨削量 (％对照) 最终磨削量 (％对照) 总磨削量 (％对照) 对比例A 100 100 100 实施例1 94 108 107实施例2-5和对比例B
根据制备涂敷磨料制品(盘)的一般方法制备实施例2-5和对比例B的涂敷磨料制品。这些实施例对本发明涂敷磨料制品的研磨性能进行比较。涂敷磨料盘用表III所示的配方涂以上胶结涂层，该表配方包括助磨剂(KBF4)的浓度变量和涂在KBF4上硬脂酸盐涂层的类型(即Zn(St)2或Mg(St)2或Al(St)3)。试验方法II用于测试这些实施例。结果列于表V中。
表V
上胶结涂层中涂有硬脂酸盐的KBF4-104的作用实施例编号 最初磨削量 (％对照) 最终磨削量 (％对照) 总磨削量 (％对照) 对比例B 100 100 100 2 106.2 185.9 146.5 3 111.0 189.6 153.1 4 102.9 98.5 98.6 5 83.6 93.5 81.5
实施例4和5表明：其它的硬脂酸盐(Mg和Al)固然也可使用，只是所得结果不如硬脂酸锌好。基于该结果，在此情况下优选的硬脂酸盐是锌盐。实施例6-9和对比例A
根据制备涂敷磨料制品(盘)的一般方法制备实施例6-9和对比例A的涂敷磨料制品。这些实施例比较本发明涂敷磨料制品的研磨性能。涂敷磨料盘用表II所示的配方涂以胶结涂层，实施例6和7中的冰晶石上有硬脂酸盐型涂层，实施例8和9中的KBF4-102上有油型涂层，为对比起见，对比例A中的冰晶石未经涂敷。试验方法II用于测试这些实施例。结果列于表VI中。
公开时漏了本页
表VII
Zn(St)2/KBF4-104对上胶结涂层的作用(带的试验)实施例编号 最初磨削量 (％对照) 最终磨削量 (％对照) 总磨削量 (％对照) 对比例C 100.0 100.0 100.0 10 102.0 105.2 107.6 11 97.1 96.8 88.6
用于实施例10的涂料G-1含有5.0％硬脂酸锌，而用于实施例11的涂料G-9含有2.0％硬脂酸锌。因此，在此情况下，实施例G-11较低的磨削性能可能与助磨剂上的涂料量有关。
总之，结果表明：含涂有惰性疏水含烃物质的助磨剂颗粒的磨料制品至少在一个应用方面(如果不是几个的话)比含未经涂敷的助磨剂的磨料制品有了改进。