涂覆的磨料聚集體和包含其的產(chǎn)品的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供包含不含甲醛的聚合物粘合劑和多個(gè)磨料顆粒的磨料聚集體和固定的磨料制品，其特別適合用于其中實(shí)施研磨以移除材料和改善表面品質(zhì)的機(jī)械加工操作。一些實(shí)施方案將磨料顆粒和不含甲醛的聚合物粘合劑組合，所述磨料顆?？梢詾槲⒘Ｐ问剑霾缓兹┑木酆衔镎澈蟿┛梢詾榫酆衔飿?shù)脂和交聯(lián)劑的形式。任選地，所述磨料聚集體可以包含第二交聯(lián)劑、或功能性填料例如研磨助劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】涂覆的磨料聚集體和包含其的產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本公開(kāi)內(nèi)容大體上涉及磨料粒狀材料、用于制造磨料粒狀材料的方法、引入磨料粒狀材料的磨料產(chǎn)品、和用磨料粒狀材料對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工的方法。
【背景技術(shù)】[0002]磨料產(chǎn)品通常包含磨料粒狀材料或由磨料粒狀材料形成。這樣的磨料粒狀材料可以用作自由磨料，例如漿料形式的，或固定磨料，典型地為涂覆的磨料或粘結(jié)的磨料制品。磨料產(chǎn)品用在多種工業(yè)中以對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工，例如通過(guò)磨光(lap)、研磨或拋光進(jìn)行。利用磨料制品的機(jī)械加工跨越寬的工業(yè)范圍，包括金屬制造工業(yè)。機(jī)械加工，例如用手的或使用商購(gòu)得到的工具例如軌道式拋光機(jī)(隨機(jī)和固定軸兩者)、以及帶式和振動(dòng)式砂磨機(jī)的，也通常由消費(fèi)者在家庭應(yīng)用中完成。在這些實(shí)例的每一個(gè)中，使用磨料移除大塊材料和/或影響產(chǎn)品的表面特性(例如，平坦度、表面粗糙度)。[0003]表面特性包括光澤、紋理和均勻性。例如，金屬部件的制造商使用磨料制品以精細(xì)拋光表面，并時(shí)常地期望均勻地光滑的表面。類(lèi)似地，光學(xué)器件制造商期望產(chǎn)生無(wú)缺陷的表面以防止光衍射和散射的磨料制品。因此，磨料制品的磨料表面通常影響表面品質(zhì)。[0004]制造商還期望對(duì)于一些應(yīng)用具有高的原料移除速率的磨料制品。然而，通常存在移除速率與表面品質(zhì)之間的折衷。較細(xì)的顆粒(grain)磨料制品典型地產(chǎn)生較光滑的表面，但具有較低的原料移除速率。較低的原料移除速率導(dǎo)致較低的生產(chǎn)率和增加的成本。[0005]表面特性和材料移除速率還可以受磨料制品的耐久性影響。容易地磨損或損失顆粒的磨料制品可以呈現(xiàn)低的材料移除速率且可以引起表面缺陷。磨料制品上的快的磨損可以導(dǎo)致材料移除速率的降低，導(dǎo)致磨料制品的頻繁調(diào)換。此外，不想要的表面缺陷可以導(dǎo)致另外的拋光步驟。磨料制品的頻繁調(diào)換和另外的拋光步驟兩者都導(dǎo)致較低的生產(chǎn)率和與丟棄的磨料制品有關(guān)的增加的廢物。[0006]磨料粒子形成，例如通過(guò)化學(xué)合成路線(xiàn)或通過(guò)大塊材料加工路線(xiàn)(例如，熔化和粉碎)，被認(rèn)為是相當(dāng)好的開(kāi)發(fā)的且成熟的【技術(shù)領(lǐng)域】。因此，顯著的開(kāi)發(fā)資源已被致力于宏觀(guān)結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)，例如在涂覆的磨料和特別的三維結(jié)構(gòu)的情況中的工程磨料產(chǎn)品以及在粘結(jié)的磨料的情況中的配方的開(kāi)發(fā)。盡管有持續(xù)的開(kāi)發(fā)，但是在本領(lǐng)域中仍然存在對(duì)于改善的粒狀材料的需要。[0007]磨料粒狀材料包括基本上單相的無(wú)機(jī)材料例如氧化鋁、碳化硅、二氧化硅、二氧化鈽，以及更硬的高性能超級(jí)磨料顆粒例如立方氮化硼和金剛石。通過(guò)復(fù)合粒狀材料的開(kāi)發(fā)已實(shí)現(xiàn)了提升的且甚至更復(fù)雜的磨料性質(zhì)。這樣的材料包括聚集體(aggregate)的形成，其可以通過(guò)漿料加工途徑形成，所述漿料加工途徑包括通過(guò)揮發(fā)或蒸發(fā)除去液體載體，留下未處理的(green)附聚物(agglomerate),隨后高溫處理(即,燒結(jié))以形成有用的燒結(jié)的附聚物。[0008]另外，已采用一些依賴(lài)于酚醛樹(shù)脂體系的聚集體，但典型的交聯(lián)劑釋放甲醛，這對(duì)工人造成危險(xiǎn)且受制于較大的環(huán)境規(guī)章。[0009]這樣的復(fù)合附聚物已在多種磨料產(chǎn)品運(yùn)用中找到商業(yè)應(yīng)用。然而，工業(yè)仍然要求甚至進(jìn)一步改善的粒狀材料，且特別是可提供提升的機(jī)械加工性能的復(fù)合聚集體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，聚集體形成混合物包含約80.0-約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒；和約20.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體。所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體可以包括水性聚合物樹(shù)脂分散體，其中所述水性聚合物樹(shù)脂分散體具有至少約20重量％至不大于約65%重量％的固體物含量。所述水性聚合物樹(shù)脂分散體可以具有在約2.0-約11范圍內(nèi)的pH。
[0011]根據(jù)另一實(shí)施方案，聚集體形成混合物包含:多個(gè)微粒磨料顆粒；和不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體按照在不小于約4:1至不大于約99:1范圍內(nèi)的比例存在。
[0012]根據(jù)另一實(shí)施方案，聚集體形成混合物包含水基(基于水的)聚合物樹(shù)脂分散體，所述水基聚合物樹(shù)脂分散體包括淀粉接枝的樹(shù)脂。所述淀粉接枝的樹(shù)脂可以包括淀粉接枝的聚苯乙烯樹(shù)脂。所述混合物可以進(jìn)一步包含選自如下的第一(primary)交聯(lián)劑:聚酰氨基酰胺表氯醇(polyamidoamide epichlorohydrin) > TACT三嗪交聯(lián)劑、環(huán)氧硅烷、碳酸鋯銨、乙二醛、封端乙二醛、水分散的封端異氰酸酯、水分散性環(huán)氧樹(shù)脂、和水分散性異氰酸酯。
[0013]在另一實(shí)施方案中，具有水性聚合物樹(shù)脂分散體的聚集體形成混合物包含改性聚羧酸樹(shù)脂。所述混合物進(jìn)一步包含第一交聯(lián)劑，所述第一交聯(lián)劑為醇，其中所述醇為多元醇。
[0014]在另一實(shí)施方案中，聚集體形成混合物進(jìn)一步包含:約0.01重量％ -約0.15重量％的第二(secondary)交聯(lián)劑。所述第二交聯(lián)劑可以為有機(jī)硅烷、氨基硅烷、或氨基丙基
三乙氧基硅烷。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方案中，聚集體前體(precursor)包含:約80.0重量約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約20.0-約0.5重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的混合物,其中所述混合物基本上不含水。當(dāng)所述聚集體前體具有小于1.0重量％的水時(shí)，其基本上不含水。
[0016]根據(jù)另一實(shí)施方案，聚集體前體包含:多個(gè)微粒磨料顆粒；和不含甲醛的聚合物樹(shù)脂，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂按照在不小于約4:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在。
[0017]在又一實(shí)施方案中，固化的聚集體包含:約95.0-約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒；和約5.0-約0.5重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。所述不含甲醛的聚合物粘合劑可以包括淀粉接枝的粘 合劑，例如淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑。所述淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑可以為用由如下組成的組中之一使淀粉接枝的聚苯乙烯樹(shù)脂交聯(lián)的反應(yīng)產(chǎn)物:聚酰氨基酰胺表氯醇、TACT三嗪交聯(lián)劑、環(huán)氧硅烷、碳酸鋯銨、乙二醛、封端乙二醛、水分散的封端異氰酸酯、水分散性環(huán)氧樹(shù)脂、和水能分配的(dispensable)異氰酸酯。所述淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑可以包括如下之一:聚酰氨基酰胺基團(tuán)、TACT三嗪基(triazyl)、甲硅烷基、乙二醛基、封端乙二醛基、封端氨基甲酸酯基團(tuán)、a -羥基-烷氧基、或氨基甲酸酯基團(tuán)。[0018]在另一實(shí)施方案中，具有不含甲醛的聚合物粘合劑的固化的聚集體包含改性聚羧酸粘合劑。所述改性聚羧酸粘合劑可以為用醇使改性聚羧酸樹(shù)脂交聯(lián)的反應(yīng)產(chǎn)物。所述改性聚羧酸粘合劑為至少部分酯化的聚羧酸粘合劑。所述醇可以為多元醇。
[0019]在另一實(shí)施方案中，以上中的任意的固化的聚集體進(jìn)一步包含約0.01重量％ -約0.15重量％的第二交聯(lián)劑。所述第二交聯(lián)劑可以為有機(jī)硅烷、氨基硅烷、或氨基丙基三乙氧基硅烷。
[0020]在另一實(shí)施方案中，固化的聚集體，其中所述固化的聚集體具有至少約65%、至少約60%、至少約55%、至少約45%、至少約35%、或至少約25%的破碎％ (crush% )，其中破碎％是在5Mpa的負(fù)載和(-35/+45)的篩目大小下測(cè)量的。所述固化的聚集體還可以具有小于或等于1.2的松裝密度。
[0021]在另一實(shí)施方案中，固化的聚集體具有在不小于約10微米至不超過(guò)約2500微米范圍內(nèi)的平均尺寸。所述固化的聚集體可以具有擁有在不小于約30微米至不大于約500微米范圍內(nèi)的平均粒度的微粒磨料顆粒。所述微粒磨料顆粒為由如下組成的組中的一種:氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氧氮化物、碳氧化物、金剛石、及其組合。
[0022]在另一實(shí)施方案中，以上中的任意的固化的聚集體具有有機(jī)硅烷涂層。
[0023]磨料制品，包含:多個(gè)固化的磨料聚集體，其中所述固化的磨料聚集體包含約95.0-約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約5.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。所述多個(gè)固化的磨料聚集體可以粘結(jié)到基底或固定在基體材料內(nèi)。所述磨料制品可以為涂覆的磨料制品或粘 結(jié)的磨料制品。
[0024]根據(jù)另一實(shí)施方案，聚集體包含:多個(gè)微粒磨料顆粒；和不含甲醛的聚合物粘合劑，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物粘合劑按照在不小于約9:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在。
[0025]在另一實(shí)施方案中，磨料制品具有比對(duì)比磨料制品的累積磨削速率(cut rate)的110%大的累積磨削速率，所述對(duì)比磨料制品的唯一差別是存在酚醛樹(shù)脂粘合劑代替不含甲醛的聚合物粘合劑。所述磨料制品具有比對(duì)比磨料制品的研磨比(G-比)的110%大的研磨比，所述對(duì)比磨料制品的唯一差別是存在酚醛樹(shù)脂粘合劑代替不含甲醛的聚合物粘合劑。
[0026]在另一實(shí)施方案中，形成磨料聚集體的方法包括:將多個(gè)磨料顆粒粒子、水性的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂和第一交聯(lián)劑混合在一起以形成混合物，和使所述混合物成形以形成磨料聚集體前體。所述方法可以進(jìn)一步包括在所述混合期間，添加第二交聯(lián)劑。所述方法可以進(jìn)一步包括，在所述混合期間，添加研磨助劑。所述方法可以進(jìn)一步包括使磨料聚集體前體固化以形成磨料聚集體。所述方法可以進(jìn)一步包括以硅烷層涂覆磨料聚集體。以硅烷層涂覆固化的磨料顆粒的方法可以包括將固化的磨料聚集體浸潰在已被調(diào)節(jié)到約6-約7的PH的有機(jī)硅烷的含水分散體中。
[0027]在另一實(shí)施方案中，形成磨料制品的方法包括:將多個(gè)磨料聚集體結(jié)合到基底，其中所述磨料聚集體包含約90.0-約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約10.0-約0.5重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。
[0028]根據(jù)另一實(shí)施方案，磨料制品包含:多個(gè)固化的磨料聚集體，其中所述固化的磨料聚集體包含多個(gè)微粒磨料顆粒和不含甲醛的聚合物粘合劑，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物粘合劑按照在不小于約9:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]通過(guò)參考附圖，可更好地理解本公開(kāi)內(nèi)容，且使其許多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明晰的。
[0030]圖1-為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的形成聚集體的一種方法的流程圖。
[0031]圖2-為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的形成聚集體的另一方法的流程圖。
[0032]圖3-為比較在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間實(shí)現(xiàn)的累積質(zhì)量移除速率的圖。
[0033]圖4-為比較在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間經(jīng)歷的相對(duì)帶磨損的圖。
[0034]圖5-為比較在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間表面的平均表面粗糙度(Ra)的圖。
[0035]圖6-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的磨料聚集體的磨料帶的橫截面的掃描電子顯微鏡圖。
[0036]圖7-為顯示與圖6相同的磨料帶的橫截面，但是在更高放大倍率下的掃描電子顯微鏡圖。
[0037]圖8-為比較在根據(jù)本 公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間實(shí)現(xiàn)的累積質(zhì)量移除速率的圖。
[0038]圖9-為比較在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間經(jīng)歷的相對(duì)帶磨損的圖。
[0039]圖10-為比較在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制備的涂覆的磨料帶和商購(gòu)得到的采用玻璃粘結(jié)的聚集體的帶的研磨測(cè)試期間表面的平均表面粗糙度(Ra)的圖。
[0040]圖11-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第一類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0041]圖12-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第二類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0042]圖13-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第三類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0043]圖14-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第四類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0044]圖15-為顯示根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第五類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0045]圖16-為顯示根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第六類(lèi)型的磨料聚集體的磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0046]圖17-為顯示引入商購(gòu)得到的具有玻璃粘結(jié)料(bond)的磨料聚集體的對(duì)比磨料帶的俯視圖的掃描電子顯微鏡圖。
[0047]圖18-為顯示根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的包括研磨助劑的磨料聚集體的掃描電子顯微鏡圖。[0048]圖19-為顯示引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的包括研磨助劑的磨料聚集體的磨料帶的相同截面的掃描電子顯微鏡圖。
[0049]圖20-為比較由引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的磨料聚集體的磨料帶和商購(gòu)得到的具有酚醛樹(shù)脂粘結(jié)料的磨料帶產(chǎn)生的累積磨削速率和表面粗糙度(Ra)的圖。
[0050]圖21-為比較由引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的磨料聚集體的磨料帶和商購(gòu)得到的具有酹醒樹(shù)脂粘結(jié)料的磨料帶產(chǎn)生的帶磨損和研磨比(g-比)的圖。
[0051]圖22-為顯示用與商購(gòu)得到的具有酚醛樹(shù)脂粘結(jié)料的磨料帶相比較的引入根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的磨料聚集體的磨料帶研磨的表面的對(duì)比表面粗糙度隨研磨時(shí)間的圖。
[0052]不同附圖中使用相同附圖標(biāo)記表示類(lèi)似或相同的項(xiàng)目。
【具體實(shí)施方式】
[0053]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供包括不含甲醛的聚合物粘合劑的磨料聚集體和固定的磨料制品，其特別適合用于機(jī)械加工操作，其中實(shí)施研磨以移除材料和改善表面品質(zhì)。一些實(shí)施方案將磨料顆粒和不含甲醛的聚合物粘合劑組合(combine)，所述磨料顆?？梢詾槲⒘Ｐ问?，所述不含甲醛的聚合物粘合劑可以為聚合物樹(shù)脂和交聯(lián)劑的形式。任選地，所述磨料聚集體可以包含第二交聯(lián)劑、或功能性填料例如研磨助劑。
[0054]術(shù)語(yǔ)“平均的”當(dāng)指數(shù)值時(shí)，意指平均數(shù)、幾何平均數(shù)、或中值。
[0055]如本文中所使用 的，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”、“具有”、或其任何其它變型旨在包括非排他性的包括。例如，包括特征的列表的過(guò)程、方法、制品或裝置不一定僅限于這些特征，而是可包括未明確列舉的或?yàn)檫@樣的過(guò)程、方法、制品或裝置所固有的其它特征。此外，除非明確地相反陳述，“或”是指包括性的或且不是指排他性的或。例如，條件A或B被以下的任一個(gè)滿(mǎn)足:A是真的(或存在)且B是假的(或不存在)，A是假的(或不存在)且B是真的(或存在)，以及A和B兩者都是真的(或存在)。
[0056]“一個(gè)”或“一種”的使用被用于描述本文中描述的元件和組分。這僅為了方便而進(jìn)行且給出本發(fā)明范圍的大體意義。該描述應(yīng)被讀作包括一個(gè)(種)或至少一個(gè)(種)且該單數(shù)還包括復(fù)數(shù)、或反之亦然，除非清楚的是其意指相反的情況。
[0057]除非另外定義，本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。材料、方法和實(shí)例僅是說(shuō)明性的且不旨在為限制性的。到本文中未描述的程度，關(guān)于具體材料和加工行為的許多細(xì)節(jié)是常規(guī)的且可在教科書(shū)以及在閃爍和輻射檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的其它來(lái)源中找到。
[0058]圖1顯示形成磨料聚集體的方法的實(shí)施方案。如所說(shuō)明的，所述過(guò)程包括:將不含甲醒的聚合物粘合劑和多個(gè)磨料顆?；旌显谝黄鹨孕纬苫旌衔?動(dòng)作(activity) 101);使所述混合物成形以形成多個(gè)磨料聚集體前體顆粒(動(dòng)作103);和使所述多個(gè)磨料聚集體前體顆粒固化以形成磨料聚集體(動(dòng)作105)。
[0059]如本文中所使用的“聚合物粘合劑”包括至少兩種不同的化學(xué)品“樹(shù)脂”和“交聯(lián)劑” (也稱(chēng)作“硬化劑”)(其經(jīng)歷聚合反應(yīng)或“固化”，以形成固化的粘合劑，該固化的粘合劑為交聯(lián)的共價(jià)鍵合的化學(xué)部分)的共聚物。將理解，提到粘合劑包括在固化之前的樹(shù)脂和交聯(lián)劑部分以及在固化之時(shí)和之后樹(shù)脂和交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物。另外，所述粘合劑可作為其中粘合劑與交聯(lián)劑預(yù)先混合并包裝作為單組分體系的“單部分包裝”、或者其中粘合劑和交聯(lián)劑未預(yù)先混合的“雙部分包裝”獲得。此外，如本文中所使用的，對(duì)“聚合物粘合劑”、“粘合劑”或“粘合劑材料”的所有提到意欲為“不含甲醛的”，不論是使得粘合劑組成不包含甲醛，還是在固化期間不產(chǎn)生甲醛。
[0060]在動(dòng)作101中，所述混合物中的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的在可以包括水含量的未固化的、“濕的”基礎(chǔ)上的量可以取決于應(yīng)用而改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述混合物中的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量為總的混合物的至少約1.0重量％、至少約1.5重量％、至少約1.75重量％、至少約2.0重量％、或至少約2.25重量％。在另一實(shí)施方案中，所述混合物中的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量不大于約20重量％、不大于約15重量％、不大于約10重量％、不大于約8重量％、不大于約6.5、不大于約5.5重量％、或不大于約5重量％。所述混合物中的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述混合物中的所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量在約2.0重量％ -約10.0重量％的范圍內(nèi)。
[0061]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述不含甲醛的聚合物粘合劑包括水性聚合物樹(shù)脂分散體。所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量可以取決于所需應(yīng)用而改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量為所述粘合劑(樹(shù)脂加交聯(lián)劑)的總重量的至少約20重量％、至少約25重量％、至少約30重量％、或至少約35重量％。在另一實(shí)施方案中，所述聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量不大于所述粘合劑的約65重量％、不大于約60重量％、不大于約55重量％、不大于約50重量％。所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量在所述粘合劑的約25重量％ -約50重量％的范圍內(nèi)。在另一具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的固體物含量在所述粘合劑的約35重量％ -約60重量％的范圍內(nèi)。
[0062]類(lèi)似地，取決于所需應(yīng)用，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體可以在pH方面改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述pH為至少約2.0、至少約2.5、至少約3.0、至少約3.5、至少約4.5、至少約7.5、或至少約8.0。在另一實(shí)施方案中，所述pH不大于約11.0、不大于約10.5、不大于約10、不大于約9.5、不大于約6.5、不大于約6.0、或不大于約5.5。所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的pH可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的PH在約2.5-約10.5的范圍內(nèi)。在另一具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的PH在約2.5-約5.5的范圍內(nèi)。在另一具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體的PH在約8.0-約10.0的范圍內(nèi)。
[0063]所述不含甲醛的水性聚合物樹(shù)脂分散體可以為可熱固化的粘合劑材料，或者可以為可輻射固化的粘合劑材料。
[0064]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述不含甲醛的聚合物水性聚合物樹(shù)脂分散體可以包括選自如下的聚合物材料:丙烯酸類(lèi)粘合劑、苯乙烯丙烯腈粘合劑、苯乙烯丁二烯橡膠粘合劑、聚乙酸乙烯酯粘合劑、乙烯基丙烯酸類(lèi)粘合劑、聚氨酯粘合劑、淀粉接枝的苯乙烯丙烯酸酯、丙烯酸類(lèi)改性的聚乙酸乙烯酯、及其組合。
[0065]根據(jù)另一實(shí)施方案，所述不含甲醛的水性聚合物樹(shù)脂分散體可以包括聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、淀粉、及其 組合。例如，所述不含甲醛的水性聚合物樹(shù)脂分散體可以包括淀粉接枝的樹(shù)脂，例如淀粉接枝的聚苯乙烯樹(shù)脂，例如接枝到淀粉的疏水苯乙烯丙烯酸酯。特別地，這樣的粘合劑具有中性到微堿性的pH(約8-10的pH)，其造成較小的生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備隨時(shí)間的腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。此外，較低的PH容許較寬范圍的添加劑和交聯(lián)化學(xué)，否則其在低的pH下是不穩(wěn)定的。另外，基于淀粉接枝的聚苯乙烯的化學(xué)與玻璃粘結(jié)料相比在更低的溫度下固化，這潛在地容許更低的生產(chǎn)成本和增加的產(chǎn)量。
[0066]用于前述淀粉接枝的聚苯乙烯化學(xué)的交聯(lián)劑包括使多元醇官能性有效地交聯(lián)的試劑，例如TACT三嗪交聯(lián)劑(例如，Cylink2000，Cytec)、環(huán)氧硅烷(例如，Coat-O-1770，GESilicones)、碳酸鋯銨(例如，Eka AZC 5880LN，Eka)、乙二醛(例如，Eka RC5550，Eka)、水分散的封端異氰酸酯(例如,AP1-BI792, Advanced Polymer Inc.)、水分散性環(huán)氧樹(shù)脂(例如，AP1-EC11, Advanced Polymer Inc.)、水分散性異氰酸酯(Desmodur DA-L, Bayer)和聚酰氨基酰胺表氯醇(Kymene.RTM.557H, Hercules)。
[0067]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述不含甲醛的聚合物分散體為DegreeSGA+40，即包含丙烯酸類(lèi)接枝的淀粉(淀粉接枝的丙烯酸類(lèi)聚苯乙烯)的含水熱固性分散體，且所述交聯(lián)劑為Degree+27，即封端乙二醛組合物，這兩者都可從南卡羅來(lái)納州洛克希爾的Solv，Inc.商購(gòu)得到。
[0068]而且，可以添加與淀粉接枝的聚苯乙烯化學(xué)相容的反應(yīng)性疏水添加劑，包括環(huán)氧化的脂肪酸(大豆油、葡萄籽油、亞麻籽油等)、聚乙烯丙烯酸(Michem Prime,Michelman)、硬脂?；?stearylated)丙烯酸酯(Aquesize914, Solv)、乳化的基于浙青或煤焦油的樹(shù)月旨、疏水丙烯酸類(lèi)(Lubritan S P, Rohm and Haas)、馬來(lái)化的PE臘、馬來(lái)化的PP臘、或其
組合。
[0069]在另一具體實(shí)施方案中，所述水性聚合物樹(shù)脂分散體可以包括多羧基聚合物，所述多羧基聚合物為包含超過(guò)一個(gè)懸垂的羧基的有機(jī)聚合物或低聚物。所述多羧基聚合物可以為由不飽和羧酸制備的均聚物或共聚物，所述不飽和羧酸包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來(lái)酸、肉桂酸、2-甲基馬來(lái)酸、衣康酸、2-甲基衣康酸、(3-亞甲基戊二酸、富馬酸、馬來(lái)酸單烷基酯、富馬酸單烷基酯、它們的相應(yīng)的堿金屬鹽和銨鹽、及其組合?；蛘?，所述多羧基聚合物可由不飽和酸酐例如馬來(lái)酸酐、衣康酸酐、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、及其混合物制備。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解用于使這些酸和酸酐聚合的方法?；谒鰳?shù)脂分散體的總重量，所述多羧基聚合物可以約1-50重量％的濃度存在。
[0070]另外，所述多羧基聚合物可包括上述不飽和羧酸或酸酐中的一種或多種與一種或多種乙烯基化合物的共聚物，所述乙烯基化合物包括，但不限于，苯乙烯、a -甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、乙烯基環(huán)己基醚、和乙酸乙烯酯。其它的合適的共聚物包括，但不必限于，a-烯烴(例如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、環(huán)戊烯、己烯和環(huán)己烯)、C8-C12-烯烴(例如，1-十二烯)、C14-C18-烯烴(例如，十八烯)、C20-C24-烯烴(例如，1- 二十烯)、丙烯酰胺和取代的丙烯酰胺(例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、和N-叔丁基丙烯酰胺)、含磺基的單體(例如，烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸、和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸)、和丁二烯。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解用于制備這些共聚物的方法。
[0071]適合于與所述多羧基聚合物樹(shù)脂一起使用的交聯(lián)劑包括包含至少兩個(gè)羥基的多元醇，例如，丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、1，2，4_ 丁三醇、乙二醇、丙三醇、季戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、葡糖糖、間苯二酚、鄰苯二酚、連苯三酚、1，3-丙二醇、I，4- 丁二醇、I，6-己二醇、I，4-環(huán)己二醇-、2- 丁烯-1、赤藻糖醇、季戊四醇、山梨糖醇、(3-羥基烷基酰胺、三羥甲基丙烷、乙二醇化的脲(glycolated urea)、及其混合物。優(yōu)選的交聯(lián)劑為三乙醇胺或丙三醇。
[0072]多羧基聚合物與交聯(lián)劑之比可通過(guò)比較多元醇交聯(lián)劑中包含的羥基的摩爾數(shù)與聚羧酸聚合物中包含的羧基的摩爾數(shù)之比確定。該化學(xué)計(jì)量比可在寬的界限范圍內(nèi)改變。聚羧酸的羧酸基團(tuán)與交聯(lián)劑的羥基的摩爾比可為1:3-5:1，優(yōu)選1:1-3:1。優(yōu)選羧酸基團(tuán)的當(dāng)量相對(duì)于羥基的當(dāng)量是過(guò)量的。
[0073]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述不含甲醛的聚合物分散體為Acrodur950L(從前的Acronal DS2348)，即包含改性聚羧酸和作為交聯(lián)劑的多官能的醇的含水熱固性粘合劑組合物，其可從BASF Corp商購(gòu)得到。Acrodure950L具有在約3.0-約4.0范圍內(nèi)的大致pH。
[0074]轉(zhuǎn)回到動(dòng)作101，所述混合物中的多個(gè)微粒磨料顆粒的量可以取決于應(yīng)用而改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述混合物中的多個(gè)微粒磨料顆粒的量為總的混合物的至少約80.0重量％、至少約85重量％、至少約87.5重量％、至少約90重量％。在另一實(shí)施方案中，所述混合物中的多個(gè)微粒磨料顆粒的量不大于約99重量％、不大于約98重量％、不大于約97重量％、不大于約96重量％、不大于約95重量％、不大于約94重量％、或不大于約93重量％。所述混合物中的多個(gè)微粒磨料顆粒的量可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述混合物中的多個(gè)微粒磨料顆粒的量在約90重量％ -約98重量％的范圍內(nèi)。
[0075]如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“微?！庇糜谥妇哂屑s0.2微米-約750微米、優(yōu)選不小于
0.2微米、0.5微米、1.0微米 、5微米或10微米，且不大于約750微米、不大于500微米、不大于約250微米、或不大于約200微米的平均粒度的粒子。所述微粒磨料顆粒的平均粒度可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。具體實(shí)施方案具有約0.5微米-約150微米的平均粒度。
[0076]如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“納米粒子”用于指具有約5nm_約150nm、典型地小于約100nm、80nm、60nm、50nm、或小于約40nm的平均粒度的粒子。納米粒子的典型的平均粒度位于約20nm_約50nm的范圍內(nèi)。
[0077]所述磨料顆粒通常具有大于約3、和優(yōu)選約3-約10的莫氏硬度。對(duì)于特定應(yīng)用，所述磨料顆粒具有不小于5、6、7、8、或9的莫氏硬度。通常認(rèn)為所述磨料顆粒用作所述磨料聚集體中的主要活性研磨或拋光劑。合適的磨料組分的實(shí)例包括非金屬的無(wú)機(jī)固體物例如碳化物、氧化物、氮化物和一些碳質(zhì)材料。氧化物包括氧化硅(例如石英、方石英和玻璃狀形式)、氧化鈽、氧化鋯、氧化鋁。碳化物和氮化物包括，但不限于，碳化硅、鋁、氮化硼(包括立方氮化硼)、碳化鈦、氮化鈦、氮化硅。碳質(zhì)材料包括金剛石，其廣義地包括合成金剛石、像金剛石的碳、以及相關(guān)的碳質(zhì)材料例如富勒體(fullerite)和聚集的金剛石納米棒。作為實(shí)例，材料還可包括寬范圍的天然存在的開(kāi)采的礦物，例如石榴石、方石英、石英、金鋼砂、長(zhǎng)石。本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方案利用金剛石、碳化硅、氧化鋁、和/或氧化鈽材料。另外，技術(shù)人員將理解，多種其它具有所需硬度特性的組分可用作本公開(kāi)內(nèi)容的磨料聚集體中的磨料顆粒粒子。另外，在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方案中，在相同的聚集體中或在聚集體的混合物中可以使用兩種或更多種不同的磨料顆粒的混合物。
[0078]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到動(dòng)作103，使所述混合物成形以形成多個(gè)磨料聚集體前體顆?？赏ㄟ^(guò)適合用于使?jié)竦幕旌衔锍尚螢轭w粒的任何手段實(shí)現(xiàn)，包括通過(guò)過(guò)篩、加壓、篩分、擠出、分割、鑄造(流延)、印記、切割、或其組合成形。特別地，濕的混合物可通過(guò)將所述濕的混合物推動(dòng)、或者移動(dòng)通過(guò)篩網(wǎng)或篩子而成形為所述磨料聚集體前體顆粒。
[0079]在前述動(dòng)作101和103期間，在任何固化或干燥發(fā)生之前，濕的聚集體形成混合物和磨料聚集體前體顆粒的組成通常是相同的，且包括約80重量％ -約99重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約20重量約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體。在另一實(shí)施方案中，所述聚集體形成混合物和所述磨料聚集體前體顆粒包括約90重量％ -約99重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約10重量％ -約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體。在又一實(shí)施方案中，所述聚集體形成混合物和所述磨料聚集體前體顆粒包括約93重量％ -約99重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約7.0重量％ -約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體。 [0080]所述聚集體形成混合物和因此的所述聚集體前體顆粒還可包括多種填料(功能性的或非功能性的)中的任意，只要在微粒磨料顆粒和不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量之間保持適當(dāng)?shù)谋壤?。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量之比為至少約4:1、至少約4.5:1、至少約5:1、或至少約5.6:1。在另一實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量之比不大于約199:1、不大于約99:1、不大于約49:
1、或不大于約32:1。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量之比可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體的量之比在約4:1-約199:1的范圍內(nèi)。
[0081]在動(dòng)作105中，所述過(guò)程通過(guò)如下繼續(xù):使所述磨料聚集體前體固化以形成磨料聚集體。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“聚集體”用于指由多個(gè)較小的粒子制成的粒子，所述多個(gè)較小的粒子已經(jīng)以使得通過(guò)施加壓力或手動(dòng)攪動(dòng)將所述聚集體粒子分離或分解為更小的粒子是相對(duì)困難的方式組合。這與術(shù)語(yǔ)“附聚物”相反，“附聚物”用在本文中指由多個(gè)較小的粒子制成的粒子，所述多個(gè)較小的粒子已經(jīng)以使得例如通過(guò)施加壓力或手動(dòng)攪動(dòng)將所述附聚物粒子分離或?qū)⑺隽Ｗ臃纸饣氐礁〉牧Ｗ邮窍鄬?duì)容易的方式組合。根據(jù)本實(shí)施方案，所述聚集體具有復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括具有在微粒范圍內(nèi)的尺寸的磨料顆粒、所述磨料顆粒嵌入或包含在其中的不含甲醛的聚合物粘合劑。
[0082]將理解，所述磨料聚集體前體的固化可以包括本領(lǐng)域中已知的固化過(guò)程，包括例如暴露于輻射、熱固化、或暴露于特定的反應(yīng)物。所述固化過(guò)程可以促進(jìn)所述粘合劑材料的凝固和從所述磨料聚集體前體除去水。固化方法包括通過(guò)暴露于紅外(IR)輻射例如在IR臺(tái)上加熱、在爐子中加熱、或在回轉(zhuǎn)窯中加熱。
[0083]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，使所述磨料聚集體前體固化的過(guò)程包括將所述磨料聚集體前體暴露于升高的溫度特定的持續(xù)時(shí)間。例如，可以將所述磨料聚集體前體暴露于至少50°C例如至少約75°C、至少約100°C、或甚至至少約115°C的溫度。在其它情況中，可以將所述磨料聚集體前體暴露于小于約300°C，例如小于約250°C、小于約200°C、小于190°C、或甚至小于185°C的溫度。將理解，所述溫度可以在以上提到的最小值和最大值的任意之間的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述固化溫度在至少約100°C至小于約185°C的范圍內(nèi)。[0084]所述磨料聚集體前體顆粒的固化持續(xù)時(shí)間可以為至少約10分鐘例如至少約25分鐘、至少約30分鐘、至少約50分鐘、至少約60分鐘、或甚至更長(zhǎng)時(shí)間。通常，固化過(guò)程不持續(xù)長(zhǎng)于約4小時(shí)的持續(xù)時(shí)間，例如不大于約3小時(shí)、或不大于約2小時(shí)。將理解，所述固化持續(xù)時(shí)間可以在以上提到的最小值和最大值的任意之間的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述固化持續(xù)時(shí)間在至少約30分鐘至小于約1.5小時(shí)的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到加熱時(shí)間通常取決于加熱溫度而改變，使得當(dāng)加熱溫度較高時(shí)，加熱時(shí)間可以較短，反之亦然。
[0085]通常，在固化之后，所述磨料聚集體包括約90重量％ -約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約10重量約0.5重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂粘合劑。在另一實(shí)施方案中，所述聚集體形成混合物和所述磨料聚集體前體顆粒包括約95重量％ -約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約5重量％ -約0.5重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。在又一實(shí)施方案中，所述聚集體形成混合物和所述磨料聚集體前體顆粒包括約96重量％ -約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約4.0重量％ -約0.5重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。
[0086]所述聚集體還可包括多種填料(功能性的或非功能性的)中的任意，只要在微粒磨料顆粒和不含甲醛的聚合物粘合劑的量之間保持適當(dāng)?shù)谋壤?。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物粘合劑的量之比為至少約9:1、至少約10:1、至少約11:1、至少約13:1、或至少約15:1。在另一實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物粘合劑的量之比為不大于約199:1、不大于約132:1、或不大于約99:1。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物粘合劑的量之比為可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物粘合劑的量之比為在約4:1_約199:1的范圍內(nèi)。
[0087]在動(dòng)作105時(shí)將所述磨料聚集體前體適宜地固化之后，盡管未要求，但可以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，可以進(jìn)行揀選過(guò)程以除去不想要的尺寸的聚集體或分離所需尺寸的聚集體。將理解，合適的用于粒子的揀選的手段可以包括使用篩網(wǎng)收集所需尺寸分布的磨料聚集體。
[0088]如以上提到的，一旦形成，所述磨料聚集體便可在施加到基底或在拋光操作中利用之前按照需要分類(lèi)或分離成多個(gè)尺寸范圍。除所述磨料聚集體之外，所得的粉末可包括一定量的(適量的)比所需聚集體尺寸小的材料。由由此形成的聚集體構(gòu)成的粒狀材料通常具有在約10-約2500微米范圍內(nèi)的平均粒度。典型地，所述聚集體具有不小于約10微米、不小于約20微米、不小于約30微米、或不小于約50微米、不小于100微米、不小于200微米的平均粒度。平均粒度的上限由特定的最終用途應(yīng)用驅(qū)動(dòng)(drive)且通常所述磨料聚集體平均粒度不大于約2500微米、不大于約1500微米、不大于約1000微米、不大于約900微米、或甚至不大于850微米。將理解，所述平均聚集體粒度可以在以上提到的最小值和最大值的任意之間的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，所述磨料聚集體的平均粒度在約20微米和100微米之間、在約100微米和425微米之間、或者在約200微米和800微米之間?？烧{(diào)節(jié)所述聚集體的尺寸和尺寸范圍，且其可取決于許多因素，包括所述混合物的組成和造粒方法。
[0089]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2， 示出了形成磨料聚集體的方法200的另一實(shí)施方案，其包括:將不含甲醛的聚合物粘合劑和多個(gè)磨料顆?；旌显谝黄鹨孕纬苫旌衔?動(dòng)作201);任選地，向所述混合物添加第二交聯(lián)劑(動(dòng)作203);任選地，向所述混合物添加研磨助劑(動(dòng)作205)；使所述混合物成形以形成多個(gè)聚集體前體顆粒(動(dòng)作207);任選地，將所述多個(gè)聚集體前體顆粒(動(dòng)作209)干燥；使所述多個(gè)聚集體前體顆粒固化以形成磨料聚集體(動(dòng)作211)；和任選地，以有機(jī)硅烷涂覆所述磨料聚集體的表面(動(dòng)作213)。
[0090]在動(dòng)作201期間，將不含甲醛的聚合物粘合劑和多個(gè)磨料顆粒混合在一起以形成混合物如之前在上面關(guān)于圖1所描述的那樣進(jìn)行。
[0091]盡管是任選的，但是在動(dòng)作203期間，向所述混合物添加第二交聯(lián)劑可以發(fā)生。第二交聯(lián)劑可以有利地包括在用于形成聚集體的混合物中。 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)，聚集體可通過(guò)向用于形成聚集體的混合物添加第二交聯(lián)劑而加強(qiáng)。
[0092]合適的第二交聯(lián)劑包括有機(jī)硅烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述有機(jī)硅烷為氨基硅烷。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述氨基硅烷為氨基丙基三乙氧基硅烷。
[0093]所述混合物中的第二交聯(lián)劑的濃度可取決于所需應(yīng)用而改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述混合物中的第二交聯(lián)劑的濃度為總的混合物的至少約0.05重量％、至少約0.075重量％、或至少約0.085重量％。在另一實(shí)施方案中，所述混合物中的第二交聯(lián)劑的量不大于約0.15重量％、不大于約0.125重量％、或不大于約1.1重量％。所述混合物中的第二交聯(lián)劑的量可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述混合物中的第二交聯(lián)劑的量在約0.05重量％ -約0.15重量％的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施方案中，所述混合物中的第二交聯(lián)劑的濃度可以在0.075重量％和約0.125重量％之間。
[0094]盡管是任選的，但是在動(dòng)作205期間，向所述混合物添加研磨助劑可以發(fā)生。具體的研磨助劑材料可以包括娃灰石、二氟化鈣、碳酸鈣、招脫水物(aluminum anhydride)、冰晶石、氟硼酸鉀、其組合、和類(lèi)似物。研磨助劑的選擇受所述粘合劑材料的PH的影響。例如，氟硼酸鉀與酸性PH混合物是不相容的，而冰晶石與酸性和中性至堿性混合物兩者都是相容的。所述混合物中的研磨助劑的濃度可以在約3.5重量％ -約5.5重量％的范圍內(nèi)。
[0095]在動(dòng)作207期間，使所述混合物成形以形成多個(gè)聚集體前體顆粒如之前在上面關(guān)于圖1所描述的那樣進(jìn)行。
[0096]盡管是任選的，但是在動(dòng)作209期間，將所述多個(gè)聚集體前體顆粒干燥可以發(fā)生。干燥可以在低于固化溫度的溫度下，例如在環(huán)境溫度下進(jìn)行，以從所述混合物除去水，而留下聚集體前體顆粒未固化?？梢詫⒏稍锏木奂w前體顆粒儲(chǔ)存用于隨后的應(yīng)用。干燥的聚集體前體顆?？呻S后在使用或引入到固定的磨料制品中之前固化，或者可引入到固定的磨料制品中，其中所述聚集體前體顆粒的固化將在與制備固定的磨料制品有關(guān)的加熱步驟期間的某個(gè)時(shí)候發(fā)生。干燥的聚集體前體顆粒的組成與如以上關(guān)于圖1所描述的聚集體形成混合物的相同，因?yàn)檎澈蟿┙M分(樹(shù)脂和交聯(lián)劑)尚未反應(yīng)以使粘合劑固化；然而，來(lái)自所述樹(shù)脂分散體的水 已被所述干燥過(guò)程除去。將認(rèn)識(shí)到，由于在環(huán)境空氣中自然存在的水蒸氣的存在，實(shí)現(xiàn)從所述聚集體前體顆粒絕對(duì)地除去所有水分即使不是不可能的也是困難的。優(yōu)選的是，所述聚集體前體顆粒被干燥直至基本上不含水，例如使得所述聚集體前體顆粒具有小于I重量％的水含量。
[0097]在一個(gè)實(shí)施方案中，干燥的聚集體前體顆粒還可包括多種填料(功能性的或非功能性的)中的任意，只要在微粒磨料顆粒和不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的量之間保持適當(dāng)?shù)谋壤?。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的量之比為至少約4:1、至少約9:1、至少約11:1、至少約13:1、或至少約15:1。在另一實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的量之比不大于約199:1、不大于約132:1、或不大于約99:1。微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的量之比可以在包括在前的上限和下限的任一對(duì)的范圍內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，微粒磨料顆粒的量與不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的量之比在約4:1-約199:1的范圍內(nèi)。
[0098]在動(dòng)作211期間，使所述多個(gè)聚集體前體顆粒固化以形成磨料聚集體如之前在上面關(guān)于圖1所描述的那樣進(jìn)行。
[0099]盡管是任選的，但是在動(dòng)作213期間，以有機(jī)硅烷涂覆所述磨料聚集體的表面可以發(fā)生?？梢詫?duì)所述磨料聚集體的表面進(jìn)行表面處理以在所述聚集體的外表面上形成硅烷涂層。典型的硅烷涂層包括有機(jī)硅烷、氨基硅烷、及其混合物。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述硅烷為氣基丙基二乙氧基硅烷。[0100]以有機(jī)硅烷涂覆所述磨料聚集體的表面可以通過(guò)將固化的磨料聚集體浸潰在硅燒的水溶液中一段規(guī)定的時(shí)間，例如約半小時(shí)而實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，合適的有機(jī)硅烷的水溶液包括3.5克氨基硅烷每100克水。所述溶液可以表面處理最高達(dá)10磅的磨料聚集體。所述溶液可以通過(guò)如下制備:向水逐滴地添加氨基硅烷，同時(shí)例如通過(guò)添加冰醋酸監(jiān)控和保持PH在6-7的范圍內(nèi)。將所述溶液混合一段足以使硅烷活化并容許所述溶液變成非渾濁的時(shí)間，例如約1.5-3小時(shí)。在浸潰所述磨料聚集體之后，將液體輕輕倒出且使所述聚集體空氣干燥一段時(shí)間，例如一整夜。
[0101]在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方案中，磨料聚集體可使用單一尺寸的磨料顆粒形成，所述顆粒和所得聚集體兩者的尺寸都被特制以適應(yīng)所需拋光應(yīng)用。在其它實(shí)施方案中，兩種或更多種不同尺寸的磨料顆粒的混合物可組合使用以形成具有可歸因于顆粒粒度的每一個(gè)的有利特性的磨料聚集體。
[0102]特別地，未進(jìn)行其中將所述聚集體材料加熱到高于500°C的溫度的步驟。因此，在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方案中，所述制造聚集體的方法的步驟中的所有都可在約400 0C或更低的溫度下實(shí)施。
[0103]這與常規(guī)的用于制造磨料聚集體的過(guò)程相反，所述常規(guī)的用于制造磨料聚集體的過(guò)程依賴(lài)于典型地需要在約500°C至1000°C或更高的溫度下燒結(jié)的玻璃質(zhì)粘合劑。
[0104]一旦被制造，所述磨料聚集體便可作為松散的或“自由的”磨料粉末直接使用。在該情況下，由所述聚集體形成的磨料粉末可作為干燥粉末或?yàn)榱烁纳频男阅芤呀?jīng)用液體例如水潤(rùn)濕以產(chǎn)生漿料的粉末使用。所述磨料粉末還可引入到拋光糊或凝膠中。如此制造的磨料粉末可有利地用于許多其它材料的精修(精修)和/或拋光。或者，所述聚集體可以配置到固定的磨料制品中，該術(shù)語(yǔ)廣義地包括涂覆的磨料產(chǎn)品和粘結(jié)的磨料產(chǎn)品。
[0105]然而，在本公開(kāi)內(nèi)容的其它實(shí)施方案中，所述磨料聚集體優(yōu)選與用于將所述聚集體粘附到基底表面上的樹(shù)脂材料結(jié)合。用于將所述聚集體與樹(shù)脂粘結(jié)材料結(jié)合的方法包括漿料形成，其中將所述聚集體、樹(shù)脂和其它添加劑組合在一起并涂覆在基底上，或者以不同的處理途徑，將聚集體通過(guò)靜電吸引或簡(jiǎn)單地通過(guò)重力安置于樹(shù)脂涂覆的基底上(例如，噴撒在所述基底上)。后一途徑是本領(lǐng)域中很好理解的，通常首先在基底上沉積‘構(gòu)造層(make coat)’，在所述構(gòu)造層上施加聚集體,和隨后沉積‘膠料層(size coat)’。任選地，上膠料層(supersize coat)可沉積在所述膠料層之上。此外，應(yīng)允層(compliant coat)可設(shè)置在所述構(gòu)造層和所述基底之間。在另一實(shí)例中，背襯層可設(shè)置在所述基底之上在與所述構(gòu)造層相反的一側(cè)。
[0106]連同所述聚集體到基底的構(gòu)造層的靜電沉積，合適的聚合物樹(shù)脂材料可包括聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚硅氧烷、有機(jī)硅、醋酸纖維素、硝基纖維素、天然橡膠、淀粉、蟲(chóng)膠清漆、及其混合物。優(yōu)選的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂。所述構(gòu)造層可另外包括其它成分以形成設(shè)計(jì)用于將所述聚集體顆粒粘結(jié)到基底上的粘合劑體系。其它任選的成分例如溶劑、消泡劑、分散劑和顏料可添加到所述構(gòu)造層。
[0107]所述構(gòu)造層優(yōu)選使用刮板式攤鋪機(jī)施加到所述基底以形成涂層。或者，所述構(gòu)造層可使用狹縫模頭、凹版印刷或反向凹版印刷涂覆方法施加。在干燥之后，涂層厚度可范圍為約1-約5密耳的厚度。當(dāng)使所述基底的涂覆側(cè)以所需速度向下通過(guò)靜電沉積位置時(shí)，所述構(gòu)造層可被容許部分干燥或者可完全是濕的。聚集體可以重力涂覆(即，容許所述聚集體落到濕的背襯上)或者通過(guò)靜電投射施加。在靜電沉積期間，通過(guò)向聚集體和涂覆的基底施加相反的電荷將所述聚集體向上粘附到所述構(gòu)造層中。通常，由于容易和電能節(jié)省，重力涂覆是優(yōu)選的。
[0108]在具體實(shí)施方案中，所述構(gòu)造層可以約0.5-約10磅每今(330sq.ft.)的速率施加到所述基底。類(lèi)似地，聚集體可以約0.5-約10磅每今的速率施加。
[0109]取決于涂覆類(lèi)型，可將所述基底加熱以使樹(shù)脂固化和將所述聚集體顆粒粘結(jié)到所述基底。在具體實(shí)施方案中，在該固化過(guò)程期間，將涂覆的基底加熱到在約100°c與小于約250°C之間的溫度。在本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方案中，優(yōu)選固化步驟在小于約200°C的溫度下實(shí)施。
[0110]一旦所述樹(shù)脂被固化且所述聚集體磨料顆粒被粘結(jié)到所述基底，所述涂覆的基底便被基本上完成且可用于多種的原料移除、精修和拋光應(yīng)用。
[0111]在本公開(kāi)內(nèi)容的替代 實(shí)施方案中，可將所述磨料聚集體直接引入到所述基底中。例如，可將所述聚集體與聚酯樹(shù)脂混合且然后可將聚集體和聚合物的該混合物成形到基底中。
[0112]在本公開(kāi)內(nèi)容的替代實(shí)施方案中，可通過(guò)靜電、噴涂和噴射粉末涂覆方法將所述磨料聚集體施加到基底或其它材料上。
[0113]磨料涂覆的基底可隨后用作用于精修和/或拋光其它材料的磨光膜或微精修膜?？梢赃@種方式涂覆的基底材料包括，但不限于，聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚酰亞胺例如來(lái)自杜邦的KAPT0N、無(wú)紡材料、紡織材料、紙、和金屬，包括銅、鋁和鋼箔。聚酯膜特別優(yōu)選作為基底材料是本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方案。在被涂覆之前，合適的基底可具有約1-約14密耳的厚度。
[0114]此外，所述磨料聚集體還可引入到粘結(jié)的磨料，例如金剛石研磨輪和其它研磨輪中。粘結(jié)的磨料還可用于提供高牽引力的、非滑動(dòng)的材料，其可應(yīng)用于例如梯蹬。這里，典型地粘結(jié)的磨料為三維結(jié)構(gòu)，而不是涂覆的磨料的通常為平面的結(jié)構(gòu)，且包括聚集體嵌入其中的粘結(jié)材料的3維基體。即，所述粘結(jié)材料將聚集體相對(duì)于彼此的位置固定，且作為內(nèi)附聚物(inter-agglomerate)相存在。盡管粘結(jié)的磨料利用各種各樣的粘結(jié)劑例如樹(shù)脂、玻璃和金屬，但是一些試劑例如玻璃和金屬粘結(jié)材料需要高溫處理。因此，為了保護(hù)聚集體，通常使用不需要高的固化溫度或者可以用光化學(xué)輻射例如UV固化的樹(shù)脂體系。[0115]在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方案中，所述磨料產(chǎn)品可用于硬的金屬表面例如鋼的原料移除、精修和拋光。當(dāng)用于拋光硬的金屬表面時(shí)，磨料基底膜優(yōu)選以由金剛石或碳化硅顆粒形成的聚集體制造。所述顆粒粒子優(yōu)選具有約I微米的尺寸，且所述聚集體的總尺寸優(yōu)選為約30-約80微米。這些聚集體優(yōu)選粘結(jié)到聚酯膜基底。使用該磨料產(chǎn)品，可實(shí)施所述表面的拋光，例如，使用以600rpm的速度運(yùn)行且具有15牛頓的施加力的Struers金屬拋光機(jī)(可得自俄亥俄州西德馬克的Struers, Inc)。
[0116]在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一實(shí)施方案中，所述磨料產(chǎn)品可用于較軟的金屬表面例如銅或黃銅的原料移除、精修和拋光。當(dāng)用于拋光較軟的金屬表面時(shí)，磨料基底膜優(yōu)選以由金剛石或碳化硅顆粒形成的聚集體制造。所述顆粒粒子優(yōu)選具有約3-5微米的尺寸，且所述聚集體的總尺寸優(yōu)選為約30-約80微米。這些聚集體優(yōu)選粘結(jié)到聚酯膜基底。使用該磨料產(chǎn)品，可實(shí)施所述表面的拋光，例如，使用以150rpm的速度運(yùn)行且具有45牛頓的施加力的Struers金屬拋光機(jī)(可得自俄亥俄州西德馬克的Struers, Inc.)。或者,還可使用由與二氧化硅組合的碳化硅顆粒形成的磨料聚集體拋光軟的金屬表面。
[0117]表面的平均粗糙度或Ra是表面的總體高度輪廓的變化程度的量度。較低的粗糙度值通常指示這樣的表面，其較光滑且在所述表面上的不同位置之間具有較小的總高度變化。
[0118]典型地，材料例如以上描述的那些的拋光以多步的步進(jìn)過(guò)程實(shí)施。將表面首先用相對(duì)粗粒的磨料材料拋光，然后再用稍微細(xì)些的顆粒磨料材料表面。重復(fù)該過(guò)程若干次，每個(gè)后續(xù)的再拋光使用逐漸更細(xì)的顆粒磨料實(shí)施，直至將所述表面拋光到所需的光滑程度。這種類(lèi)型的多步拋光程序已常規(guī)地被要求為，典型地，磨料的顆粒必須與它們將移除的刮痕的尺寸在相同的尺度。一些拋光方案使用具有顆粒尺寸的接連地更細(xì)的產(chǎn)品，且伴隨的Ra(對(duì)于磨料產(chǎn)品和工 件后機(jī)械加工步驟兩者)減小到三分之一(例如，從9微米到6微米、到3微米顆粒尺寸)，以確保從在前的機(jī)械加工步驟移除缺陷。
[0119]盡管在材料移除速率和表面品質(zhì)之間通常存在預(yù)期的折衷，但是如附圖中所示和在實(shí)施例中進(jìn)一步描述的，本發(fā)明人已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容制造的涂覆的磨料產(chǎn)品的累積材料移除速率可以超過(guò)當(dāng)前可得到的引入了玻璃粘結(jié)料和酚醛樹(shù)脂粘結(jié)料聚集體的磨料產(chǎn)品而不在任何大的程度上負(fù)面地影響研磨的表面的表面品質(zhì)。
[0120]在下列非限制性實(shí)施例中更詳細(xì)地說(shuō)明本公開(kāi)內(nèi)容的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。除非另外說(shuō)明，溫度以攝氏度表示，且濃度以基于磨料聚集體的總干重的百分?jǐn)?shù)表示。
[0121]組分的列表
[0122]Acrodure950L_具有多羥基交聯(lián)劑的不含甲醒的改性聚羧酸的含水分散體(北卡羅來(lái)納州夏洛特的BASF Corp.,Dispersions and Pigments),固體物含量約48%,pH=3.2。
[0123]DegreeSGA+27-封端乙二醒交聯(lián)劑(南卡羅來(lái)納州洛克希爾的Solv, Inc.)。
[0124]DegreeSGA+40-不含甲醛的改性淀粉接枝的聚苯乙烯的含水分散體(南卡羅來(lái)納州洛克希爾的Solv，Inc.)，固體物含量約37%，pH=9。
[0125]KBF4-四氟硼酸鉀(通常可得到的，CAS N0.14075-53-7)(紐約尼亞加拉瀑布城的Washington Mills Electro Minerals Corp.)
[0126]S3-玻璃化的玻璃粘結(jié)料(馬薩諸塞州伍斯特的Saint-Gobain Abraives)
[0127]SiC F80, F100, P120-碳化硅磨料顆粒，尺寸F80、F100和P120 (馬薩諸塞州伍斯特的 Saint-Gobain Ceramics)
[0128]Silquest AllOO-Y _氨基丙基三乙氧基硅烷(康涅狄格州米德?tīng)柌锏腛SiSpecialties)。
[0129]TRM0583-冰晶石，六氟鋁酸鈉(Na3AlF6)(通?？傻玫降?，CAS N0.15096-52-3)(紐約尼亞加拉瀑布城的 Washington Mills Electro Minerals Corp.)
[0130]酚醛樹(shù)脂帶-商購(gòu)得到的具有酚醛樹(shù)脂粘結(jié)料聚集體和SiC顆粒P120。
[0131]實(shí)施例1-聚集體-淀粉接枝的丙烯酸類(lèi)聚苯乙烯
[0132]通過(guò)將不含甲醛的聚合物粘合劑、淀粉接枝的丙烯酸類(lèi)聚苯乙烯粘合劑(DegreeSGA+40和Degree+27)和微粒SiC磨料顆粒混合在一起而形成磨料聚集體的第一樣品(樣品I)。將所述顆粒和粘合劑置于鍋式混合機(jī)(Eirich mixer, Maschinenfabrik GustavEirich GmbH&Co KG, Germany)中并攪動(dòng)直至充分混合,例如以15_20rpm進(jìn)行約15分鐘。組分的濃度示于下表中。
[0133]表1-淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑
【權(quán)利要求】
1.聚集體形成混合物，其包含: 約80.0-約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒；和 約20.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚集體形成混合物，其中所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體包括水性聚合物樹(shù)脂分散體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的聚集體形成混合物，其中所述水性聚合物樹(shù)脂分散體具有至少約20重量％至不大于約65%重量％的固體物含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的聚集體形成混合物，其中所述水性聚合物樹(shù)脂分散體具有在約2.0-約11范圍內(nèi)的pH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的聚集體形成混合物，其中所述水基聚合物樹(shù)脂分散體包括淀粉接枝的樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚集體形成混合物，其中所述淀粉接枝的樹(shù)脂包括淀粉接枝的聚苯乙烯樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚集體形成混合物，進(jìn)一步包含選自如下的第一交聯(lián)劑--聚酰氨基酰胺表氯醇、TACT三嗪交聯(lián)劑、環(huán)氧硅烷、碳酸鋯銨、乙二醛、封端乙二醛、水分散的封端異氰酸酯、水分散性環(huán)氧樹(shù)脂、和水分散性異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的聚集體形成混合物，其中所述水性聚合物樹(shù)脂分散體包括改性聚羧酸樹(shù)脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述`的聚集體形成混合物，進(jìn)一步包含第一交聯(lián)劑，所述第一交聯(lián)劑為醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚集體形成混合物，其中所述醇為多元醇。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的聚集體形成混合物，進(jìn)一步包含: 約0.01重量％ -約0.15重量％的第二交聯(lián)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聚集體形成混合物，其中所述第二交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚集體形成混合物，其中所述有機(jī)硅烷為氨基硅烷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聚集體形成混合物，其中所述氨基硅烷為氨基丙基三乙氧基硅烷。
15.聚集體前體，其包含: 約80.0重量％ -約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約20.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂的混合物，其中所述混合物基本上不含水。
16.固化的聚集體，其包含: 約95.0-約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒；和 約5.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述不含甲醛的聚合物粘合劑包括淀粉接枝的粘合劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固化的聚集體，其中所述淀粉接枝的粘合劑包括淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固化的聚集體，其中所述淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑為用由如下組成的組中之一使淀粉接枝的聚苯乙烯樹(shù)脂交聯(lián)的反應(yīng)產(chǎn)物:聚酰氨基酰胺表氯醇、TACT三嗪交聯(lián)劑、環(huán)氧硅烷、碳酸鋯銨、乙二醛、封端乙二醛、水分散的封端異氰酸酯、水分散性環(huán)氧樹(shù)脂、和水能分配的異氰酸酯。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固化的聚集體，其中所述淀粉接枝的聚苯乙烯粘合劑包括如下之一:聚酰氨基酰胺基團(tuán)、TACT三嗪基、甲硅烷基、乙二醛基、封端乙二醛基、封端氨基甲酸酯基團(tuán)、a-羥基-烷氧基、或氨基甲酸酯基團(tuán)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述不含甲醛的聚合物粘合劑包括改性聚羧酸粘合劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的固化的聚集體，其中所述改性聚羧酸粘合劑為用醇使改性聚羧酸樹(shù)脂交聯(lián)的反應(yīng)產(chǎn)物。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的固化的聚集體，其中所述改性聚羧酸粘合劑為至少部分酯化的聚羧酸粘合劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的固化的聚集體，其中所述醇為多元醇。
25.根據(jù)權(quán)利要求16至24中任一項(xiàng)所述的固化的聚集體，進(jìn)一步包含: 約0.01重量％ -約0.15重量％的第二交聯(lián)劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求26所述的固化的聚集體，其中所述第二交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷。
27.根據(jù)權(quán)利要求27所述的固化的聚集體，其中所述有機(jī)硅烷為氨基硅烷。
28.根據(jù)權(quán)利要求28所述的固化的聚集體，其中所述氨基硅烷為氨基丙基三乙氧基硅燒。
29.根據(jù)權(quán)利要求16至25中任一項(xiàng)所述的固化的聚集體，其中所述固化的聚集體具有至少約65%、至少約60%、至少約55%、至少約45%、至少約35%、或至少約25%的破碎％，其中所述破碎％是在5Mpa的負(fù)載和(-35/+45)的篩目大小下測(cè)量的。
30.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述固化的聚集體具有小于或等于1.2的松裝密度。
31.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述固化的聚集體具有在不小于約10微米至不超過(guò)約2500微米范圍內(nèi)的平均尺寸。
32.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述微粒磨料顆粒具有在不小于約30微米至不大于約500微米范圍內(nèi)的平均粒度。
33.根據(jù)權(quán)利要求16所述的固化的聚集體，其中所述微粒磨料顆粒為由如下組成的組中之一:氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氧氮化物、碳氧化物、金剛石、及其組合。
34.根據(jù)權(quán)利要求16至33中任一項(xiàng)所述的固化的聚集體，其具有有機(jī)硅烷涂層。
35.磨料制品，其包含: 多個(gè)固化的磨料聚集體，其中所述固化的磨料聚集體包含約95.0-約99.0重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約5.0-約1.0重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的磨料制品，其中所述多個(gè)固化的磨料聚集體粘結(jié)到基底。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的磨料制品，其中所述多個(gè)固化的磨料聚集體固定在基體材料內(nèi)。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的磨料制品，其中所述磨料制品具有比對(duì)比磨料制品的累積磨削速率的110%大的累積磨削速率，所述對(duì)比磨料制品的唯一差別是存在酚醛樹(shù)脂粘合劑代替所述不含甲醛的聚合物粘合劑。
39.根據(jù)權(quán)利要求35至38中任一項(xiàng)所述的磨料制品，其中所述磨料制品具有比對(duì)比磨料制品的研磨比(G-比)的110%大的研磨比，所述對(duì)比磨料制品的唯一差別是存在酚醛樹(shù)脂粘合劑代替所述不含甲醛的聚合物粘合劑。
40.形成磨料聚集體的方法，包括: 將多個(gè)磨料顆粒粒子、水性的不含甲醛的聚合物樹(shù)脂和第一交聯(lián)劑混合在一起以形成混合物，和 使所述混合物成形以形成磨料聚集體前體。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述混合期間，添加第二交聯(lián)劑。
42.根據(jù)權(quán)利要求40至41中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括: 在所述混合期間，添加研磨助劑。
43.根據(jù)權(quán)利要求40至42中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括: 使所述磨料聚集體前體固化以形成磨料聚集體。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，進(jìn)一步包括: 以硅烷層涂覆所述磨料聚集體。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中以硅烷層涂覆固化的磨料顆粒包括:` 將固化的磨料聚集體浸潰在已被調(diào)節(jié)到約6-約7的pH的有機(jī)硅烷的含水分散體中。
46.形成磨料制品的方法，包括: 將多個(gè)磨料聚集體結(jié)合到基底，其中所述磨料聚集體包含約90.0-約99.5重量％的多個(gè)微粒磨料顆粒和約10.0-約0.5重量％的不含甲醛的聚合物粘合劑。
47.聚集體形成混合物，其包含: 多個(gè)微粒磨料顆粒；和 不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂分散體按照在不小于約4:1至不大于約99:1范圍內(nèi)的比例存在。
48.聚集體前體，其包含: 多個(gè)微粒磨料顆粒；和 不含甲醛的聚合物樹(shù)脂，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物樹(shù)脂按照在不小于約4:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在。
49.聚集體，其包含: 多個(gè)微粒磨料顆粒；和 不含甲醛的聚合物粘合劑，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物粘合劑按照在不小于約9:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在。
50.磨料制品，其包含: 多個(gè)固化的磨料聚集體，其中所述固化的磨料聚集體包括多個(gè)微粒磨料顆粒和不含甲醛的聚合物粘合劑，其中所述多個(gè)微粒磨料顆粒和所述不含甲醛的聚合物粘合劑按照在不小于約9:1至不大于約199:1范圍內(nèi)的比例存在。
【文檔編號(hào)】C09K3/14GK103608424SQ201280029026
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】J·王, C·G·赫伯特 申請(qǐng)人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國(guó)圣戈班磨料磨具公司