專利名稱：可輻照固化的超級(jí)膠料的制作方法
發(fā)明的背景本發(fā)明涉及制造涂覆磨料，具體涉及制造帶有超級(jí)上膠(supersize)涂層的涂覆磨料。
超級(jí)上膠添加劑通常是化學(xué)物品，在研磨條件下它們會(huì)分解成酸活性物質(zhì)(如鹵素或氫鹵酸)，這種物質(zhì)與金屬表面反應(yīng)，使金屬切削更容易完成。典型的添加劑是不溶的或很微溶的含鹵酸的堿金屬鹽，常見的添加劑包括氟硼酸鉀和冰晶石。也可將其它填料添加劑(如碳酸鈣)或抗負(fù)荷(anti-loading)或抗靜電添加劑(如金屬硬脂酸鹽)混入該超級(jí)上膠層中。
添加劑分散在粘合劑介質(zhì)，該介質(zhì)確保添加劑存在于靠近磨粒的涂覆磨料表面，在研磨過程中該表面產(chǎn)生的熱量最大。
除了提高切削速率以外，這種涂層通過減少所產(chǎn)生的熱量，防止變光滑，延長(zhǎng)涂覆磨料的壽命而明顯地增強(qiáng)涂覆磨料的研磨性能。該涂層在研磨難以研磨的材料(如不銹鋼、鈦、鎳和鋁)時(shí)顯得尤為重要。因此，最好的制劑顯然含有可行的最大量的研磨助劑。然而不幸的是當(dāng)粘合劑介質(zhì)是水基的(例如在酚醛樹脂、環(huán)氧或膠乳粘合劑體系的情況下)時(shí)，可混入的研磨助劑的量受到了嚴(yán)格的限制，因?yàn)闃渲姆稚⑿蕴环€(wěn)定。事實(shí)上典型的超級(jí)上膠制劑僅混有約58重量％添加劑(如氟硼酸鉀)。另外，不能使用水溶性添加劑，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生流變學(xué)問題，或者因?yàn)樵谌軇┱舭l(fā)后它們會(huì)以大晶體狀沉淀析出。由于某些添加劑(如氟化鉀、氟化鈉、氯化鎂和亞硝酸鈉)除了高的水溶性以外很適合于這種用途，因此不可使用是很不幸的。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)如果適當(dāng)?shù)剡x擇粘合劑介質(zhì)，可以很大的用量使用很寬范圍的添加劑，或用于制劑中具有很長(zhǎng)的適用期。本發(fā)明制劑具有這樣的組成即除了允許有很寬范圍的添加劑和添加劑濃度以外，還能更容易地被固化，從而能明顯縮短制造過程。
發(fā)明的描述本發(fā)明提供一種超級(jí)上膠(supersize)涂料，它包括分散在液態(tài)疏水性可輻照固化的粘合劑介質(zhì)中的超級(jí)上膠(supersize)添加劑。本發(fā)明還提供混有這種超級(jí)上膠涂料的涂覆磨料。由于分散介質(zhì)是粘合劑本身并且它是非水性的，因此不會(huì)產(chǎn)生制劑的不穩(wěn)定性問題，從而可使用由于涉及溶解性問題而通常不采用的超級(jí)上膠添加劑(如氟化鉀)。
所述液態(tài)疏水性可輻照固化的粘合劑最好是可紫外光輻照固化的粘合劑，盡管采用其它輻照方法(如電子束輻照)固化的其它制劑也是可接受的。最好的粘合劑包括丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物(如購(gòu)自UCB Radcure Inc商品名為Ebecryl3200、3201、3500、3600、3700和3800的樹脂)；丙烯酸酯化的聚氨酯低聚物(如購(gòu)自UCB Radcure Inc商品名為Ebecryl 230、244、8301、8402和8803的樹脂)；聚酯/丙烯酸酯低聚物(如購(gòu)自UCB Radcure Inc商品名為Ebecryl 40、80、81、140、150、657、810、830、870、1657和2047的樹脂)，此外還有這些低聚物與單丙烯酸酯化的單體、二丙烯酸酯化的單體以及多丙烯酸酯化的單體的混合物，常加入這些丙烯酸酯化的單體以調(diào)節(jié)最終產(chǎn)物的物理性能、粘度和/或分子量。通常這些添加劑是1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDODA)；三羥甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(trimethylolpropane ethoxy triacrylate)(TMPEOTA)；三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；以及癸基丙烯酸辛酯(ODA)。其中，最好的包括環(huán)境溫度下的粘度使之適用于作為研磨助劑載體的丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂。一般這意味著粘度至少為500cps，較好約1500-25,000cps。如上所述，加入丙烯酸酯化的單體可調(diào)節(jié)粘度。Ebecryl 3200是粘度為1500-3000cps的丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物，已證實(shí)在本發(fā)明制劑中它特別有效。
所述超級(jí)上膠添加劑包括那些常與常規(guī)粘合劑介質(zhì)一起使用的添加劑，如KBF4、冰晶石、鹵代烴、硫化鐵和氟硅酸鈉。還包括那些由于水溶性而至今仍認(rèn)為不可接受的添加劑，如堿金屬鹵化物和亞硝酸鹽、鹵化鎂、磷酸氫鈣以及兩種或多種任何上述添加劑的混合物。
按添加劑和粘合劑的總重量計(jì)，可混入超級(jí)上膠制劑中的超級(jí)上膠添加劑的量可約為15-65％，特別約為35-50％。
所述制劑可含有其它添加劑，如光引發(fā)劑(特別在粘合劑可UV光固化時(shí))、自由基產(chǎn)生劑、抗靜電或抗負(fù)荷化合物、潤(rùn)滑劑、著色劑、填料等，只要不危害本發(fā)明制劑的效果和適用性。
較好實(shí)例的描述下面將參照說明性的實(shí)施例描述本發(fā)明，這些實(shí)施例不對(duì)本發(fā)明的基本范圍構(gòu)成任何限制。
實(shí)施例1本實(shí)施例利用Schieffer試驗(yàn)將本發(fā)明的各種磨輪的性能與現(xiàn)有磨輪的性能進(jìn)行比較。在本試驗(yàn)中，使用環(huán)狀?yuàn)A具將約11.4cm直徑的磨輪固定在處于水平位置的備用支承墊上。隨后移動(dòng)一個(gè)304不銹鋼制成的圓筒形工件(外徑2.54cm，壁厚3.05mm，長(zhǎng)5.08cm)使之以預(yù)定的恒力與該墊相接觸并旋轉(zhuǎn)預(yù)定的轉(zhuǎn)數(shù)。在本實(shí)施例中，所述力選定為7磅(32N)，所述轉(zhuǎn)數(shù)選定為500轉(zhuǎn)。
上述操作完成后，測(cè)定并記錄工件和磨輪的重量變化。
進(jìn)行試驗(yàn)的磨輪是用相同的方法制得的，但超級(jí)上膠涂層不同。在標(biāo)號(hào)為c-1的磨輪中，不施涂超級(jí)上膠涂層。在磨輪c-2中，使用常規(guī)超級(jí)上膠涂層，所述涂層包括不會(huì)降低制劑穩(wěn)定性的最大重量的氟硼酸鉀。該制劑含有58重量％添加劑但適用期僅約6小時(shí)。使用的添加劑分散在標(biāo)準(zhǔn)水基酚醛樹脂中。在磨輪I-1～I(xiàn)-11，使用同樣的疏水性可UV固化的Ebecryl 3200丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物樹脂作為粘合劑樹脂。在各種情況下，按粘合劑加添加劑的總重量計(jì)所表明的超級(jí)上膠添加劑的用量為40重量％。該制劑還含有1.21重量％光引發(fā)劑(Ciba1173)。
對(duì)各個(gè)磨輪取三次重復(fù)的平均值，結(jié)果列于下表1。
表1試樣組成(重量比)切割的總克數(shù) ％對(duì)照對(duì)照無 0.43 100％INV-1 KBF4(100％)0.56 130％INV-2 FeS2/TMDS/MKCS 0.54 126％(45/5/50)INV-3 FeS2/MKCS/Zn 0.84 195％(40/40/20)INV-4 MoS20.67 156％INV-5 FeS2/CaHPO4/KCl 0.72 167％(50/25/25)INV-6 FeS2/MnO2/KCl 0.62 144％(50/25/25)INV-7 TDMS/MKCS 0.56 130％(50/50)INV-8 Na2SF6/MKCS 0.55 128％(50/50)INV-9 FeS2/Na3AlF60.77 180％(50/50)INV-10 KBF4/KF1.24 288％INV-11 FeS2/K3PO4/KCl 0.70 163％(50/25/25)在上表中除了常規(guī)的化學(xué)式以外所使用的縮寫具有如下含義TMDS-二硫化四甲基秋蘭姆(購(gòu)自Aldrich Chemical Co.)MKC-S-氯化鉀錳配合物(購(gòu)自BBU Chemie GmbH，Austria)由上表可見，本發(fā)明超級(jí)上膠制劑在增加對(duì)金屬的切削量方面具有相當(dāng)好的性能。研磨助劑(如氯化鉀和磷酸鉀)非常容易溶解在水中，不能用于水性介質(zhì)中。但是由上表可見，它們是非常有效的研磨助劑制劑的組分。
權(quán)利要求
1.超級(jí)上膠的涂料制劑，它主要由分散在液態(tài)疏水性可輻照固化的粘合劑中的超級(jí)上膠添加劑以及任選的選自光引發(fā)劑、自由基產(chǎn)生劑、抗靜電添加劑、抗負(fù)荷添加劑、潤(rùn)滑劑和填料的其它添加劑所組成。
2.如權(quán)利要求1所述的涂料制劑，其特征在于所述粘合劑主要由可UV固化的液態(tài)制劑組成。
3.如權(quán)利要求1所述的涂料制劑，其特征在于所述粘合劑包括選自丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物、丙烯酸酯化的聚氨酯低聚物以及丙烯酸酯化的聚酯低聚物及其混合物中的至少一種可UV固化的低聚物。
4.如權(quán)利要求1所述的涂料制劑，其特征在于按粘合劑和添加劑的總重量計(jì)，超級(jí)上膠添加劑的含量約占25-65重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的涂料制劑，其特征在于所述超級(jí)上膠添加劑選自丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物和所述低聚物與25℃粘度約為1000-3000cps的丙烯酸酯化的單體的混合物。
6.超級(jí)上膠的涂料制劑，它包括分散在選自丙烯酸酯化的環(huán)氧低聚物及其與丙烯酸酯化的單體的混合物的液態(tài)疏水性可輻照固化的粘合劑介質(zhì)中的選自氟硼酸鉀、氟硅酸鈉、氟化鉀、硫化鐵、磷酸鉀、二硫化鉬和磷酸氫鈣的超級(jí)上膠添加劑。
7.混有如權(quán)利要求1所述的超級(jí)上膠涂料制劑的涂覆磨料。
8.混有如權(quán)利要求6所述的超級(jí)上膠涂料制劑的涂覆磨料。
全文摘要
公開了一種粘合劑介質(zhì)是疏水性的并可輻照固化的超級(jí)上膠制劑,它可使用大量超級(jí)上膠添加劑,包括水溶性的添加劑。
文檔編號(hào)C09K3/14GK1214072SQ97192543
公開日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月26日
發(fā)明者G·S·斯維, A·C·加埃塔 申請(qǐng)人:諾頓公司