涂覆层压磨盘及其制备方法

文档序号:3425183阅读:352来源:国知局

专利名称::涂覆层压磨盘及其制备方法涂覆层压磨盘及其制备方法
背景技术
:通常,涂覆层压磨盘具有固定到背衬的磨粒。通常,涂覆层压磨盘包括具有两个相对的主表面的背衬和固定到主表面之一的磨料层。磨料层通常包含磨粒和将磨粒固定到背衬的粘结剂。—种通用类型的涂覆层压磨盘具有由底漆层、复胶层和磨粒形成的磨料层。在这种涂覆层压磨盘的制备中,固化性底漆层前体通常涂布到背衬的主表面,并且任选地被部分地固化。然后将磨粒至少部分地嵌入(任选地部分地固化到)固化性底漆层前体中,并且底漆层前体被充分地固化,从而得到将磨粒固定到背衬的底漆层。然后将固化性复胶层前体涂布到底漆层和磨粒的上方,然后充分固化复胶层前体,从而得到复胶层。另一个通用类型的涂覆层压磨盘具有固定到背衬的主表面的磨料层,其中磨料层通过将具有固化性粘结剂前体和磨粒的浆液涂布到背衬的主表面上,然后充分固化粘结剂前体,以形成磨料层。涂覆层压磨盘还可以具有覆盖磨料层的顶胶层。顶胶层通常包括助磨剂和/或抗负载材料。可以使用一种或多种涂布的涂层处理涂覆层压磨盘中使用的背衬。通常的背衬处理剂的实例为背胶层(即在与磨料层相对的背衬的主表面上的涂层)、预上胶或粘结层(即设置在磨料层和背衬之间的背衬上的涂层)和/或浸渍背衬的浸渍剂。亚胶层类似于浸渍剂,不同的是亚胶层涂布到此前处理过的背衬。
发明内容在一个方面,本发明提供涂覆层压磨盘,该涂覆层压磨盘具有背衬圆盘,该背衬圆盘包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维并且具有第一织物处理剂,该第一织物处理剂包含第一浸渍剂;和热塑性层合粘合剂,设置在织造织物和玻璃织物之间,该热塑性层合粘合剂将织造织物固定到玻璃织物,其中热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(rC(含)的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;禾口磨料层,固定到靠近织造织物的背衬,该磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒。在一些实施例中,磨料层包括底漆层和复胶层。在一些实施例中,涂覆层压磨盘还包括覆盖复胶层的至少一部分的顶胶层。在一些实施例中,玻璃织物为织造玻璃织物。在一些实施例中,玻璃织物的基重为2到20盎司/平方码。在一些实施例中,织造织物包含聚酯。在一些实施例中,织造织物的基重为2到20盎司/平方码。在一些实施例中,织造织物还包含第二织物处理剂,第二织物处理剂选自由背胶层、预上胶、第二浸渍剂及它们的组合组成的组。在一些实施例中,背衬圆盘的厚度为10到100密耳。在一些实施例中,背衬圆盘在其中还具有中心开口。在一些实施例中,磨盘还包括固定到玻璃织物的中心设置的附接装置。在一些实施例中,层合粘合剂包含聚酰胺。根据本发明的涂覆层压磨盘可以通过多种可用的方法制备。因此,在另一方面,本发明提供制备涂覆层压磨盘的方法,该方法包括提供背衬,该背衬包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂;禾口热塑性层合粘合剂,设置在织造织物和玻璃织物之间,热塑性层合粘合剂将织造织物固定到玻璃织物,其中热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(rC(含)的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及在背衬上形成靠近并固定到织造织物的磨料层,磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒,从而得到涂布磨料的层合物;以及将涂布磨料的层合物转换加工为涂覆层压磨盘。在又一方面,本发明提供制备涂覆层压磨盘的方法,该方法包括提供背衬圆盘,该背衬圆盘包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂;禾口热塑性层合粘合剂,设置在织造织物和玻璃织物之间,热塑性层合粘合剂将织造织物固定到玻璃织物,其中热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(rC(含)的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及在靠近并固定到织造织物的背衬圆盘上形成磨料层,磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒,从而得到涂覆层压磨盘。在又一方面,本发明提供制备涂覆层压磨盘的方法,该方法包括提供涂布磨料的制品,涂布磨料的制品包括织造织物;禾口磨料层,靠近并固定到织造织物,该磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒;以及使用热塑性层合粘合剂将第一涂布磨料的制品层合到玻璃织物,从而得到涂布磨料的层合物,玻璃织物包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂,其中热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到190°C(含)的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及将涂布磨料的层合物转换加工为涂覆层压磨盘。在又一方面,本发明提供制备涂覆层压磨盘的方法,该方法包括提供涂覆层压磨盘,该涂覆层压磨盘包括织造织物;禾口磨料层,靠近并固定到织造织物,该磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒;以及使用热塑性层合粘合剂将第一涂布磨料的制品层合到玻璃织物圆盘,从而得到涂覆层压磨盘,玻璃织物圆盘包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂,其中热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到190°C(含)的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合。在一些实施例中,该方法还包括将顶胶层覆盖在复胶层的至少一部分上。在一些实施例中,该方法还包括在涂覆层压磨盘中设置中心开口。在一些实施例中,该方法还包括将中心设置的附接装置固定到涂覆层压磨盘。在一些实施例中,该方法还包括使涂覆层压磨盘热成形。根据本发明的涂覆层压磨盘可用于研磨工件,并且在大量使用过程中表现出抗分层性,通常同时实现其它研磨性能水平,例如切削性高、寿命长和去壳性低。如本文所用,术语"IS0527"是指如通过技术勘误表1:1998和技术勘误表2:2001修改的国际标准化组织(ISO)测试方法ISO527-3:1995"塑料-拉伸特性的测定_第3部分膜和薄片的测试条件";术语"圆盘"是指具有基本平坦的薄的且具有基本圆周的物体,并且包括圆周及变型圆周两者,例如为扇贝形状或椭圆形状。术语"织造织物"包括针织织物或钩编织物和/或机织材料;术语"非织造织物"是指不是织造织物的织造织物;术语"热塑性"意指受热时具有软化或熔化性能、冷却时具有硬化性能并再次变成刚性(热塑性材料通常可屡次重新熔化和冷却,而不经历可测量的化学变化);术语"热固性"意指受热或以其它方式固化(例如,通过化学交联反应)时具有变成永久硬化的性能;术语"聚氨酯"包括含有重复的具有氨基甲酸根(即-OC(=O)NH-)和/或脲基(即-HNC(=0)NH-)的子单元的主链官能度的聚合物,以及术语"聚酰胺"是指含有重复的具有酰胺基主链官能度的子单元的聚合物。图1为根据本发明的示例性涂覆层压磨盘的剖视示意侧视图;图2为根据本发明的一个实施例的示例性涂覆层压磨盘的透视图;且图3为根据本发明的一个实施例的另一个示例性涂覆层压磨盘的透视图。具体实施例方式现在参见图l,示例性涂覆层压磨盘100具有固定到背衬圆盘120的磨料层130。固定到背衬圆盘120的磨料层130具有底漆层140、复胶层150和磨粒160。任选的顶胶层170覆盖复胶层150。背衬圆盘120包括织造织物124、使用浸渍剂(未示出)渗透的玻璃织物125和设置在织造织物124和玻璃织物125之间的热塑性层合粘合剂122。织造织物124具有任选的设置其上的预上胶126和背胶层128。在一些实施例中,磨料层包括将磨粒固定到背衬圆盘的底漆层和复胶层。底漆层和复胶层可以包括研磨应用中适用的任何粘结剂树脂。多个可用的粘结剂树脂是已知的,并且包含酚醛树脂粘结剂、丙烯酸类树脂粘结剂、环氧树脂粘结剂、异氰脲酸酯粘结剂、脲醛粘结剂、氨基塑料粘结剂及它们的组合。一般来讲,粘结剂树脂通常在存在合适的硬化剂(例如光引发齐U、催化齐U、交联剂等)的情况下通过至少部分地固化(即交联)相应的固化性前体来制备;例如本领域熟知的可自由基聚合的单体和/或低聚物、环氧树脂、酚醛树脂、氨基塑料树脂、脲醛树脂、异氰脲酸酯树脂及它们的组合。底漆层和复胶层可以包括与粘结剂结合的其它常规组分,例如为偶联剂、纤维、润滑剂、增塑剂、悬浮剂、润湿剂、填料、表面活性剂、助磨剂、染料和颜料。通常,底漆层在将其转换加工为背衬圆盘之前通过使用包括合适的粘结剂前体的底漆层前体涂覆织造布(处理过或未处理过)的至少一部分来制备。然后将磨粒至少部分地嵌入(例如,通过静电涂覆)到底漆层前体中,并且至少部分地固化此底漆层前体。在使用磨粒涂覆之前,通常将底漆层前体部分地固化,并且在制备过程中的后续步骤中进一步固化,但这不是必需的。接下来,通过使用复胶层前体涂覆底漆层的至少一部分和磨粒,并且至少部分地固化复胶层前体来制备复胶层,该复胶层前体包括合适的粘结剂前体(其可以与底漆层前体中使用的粘结剂前体相同或不同)。合适的磨料在研磨剂领域是熟知的,包括(例如)熔融氧化铝、热处理过的氧化铝、半脆氧化铝、白色熔融氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二氧化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方晶型氮化硼、石榴石、熔融氧化铝_氧化锆、溶胶凝胶磨粒、二氧化硅、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、金属碳酸盐(例如碳酸钙(例如粉笔、方解石、泥灰土、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸镁钙、碳酸钠、碳酸镁)、二氧化硅(例如石英、玻璃珠、空心玻璃球和玻璃纤维)、硅酸盐(例如滑石、粘土(高岭石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(例如,硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、钛酸铝、石墨、金属氧化物(例如氧化锡、氧化钙)、氧化铝、二氧化钛)和金属硫化物(例如硫化钙)、金属微粒(例如锡、铅、铜)、由热塑性材料(例如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈_苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物、聚丙烯、縮醛縮聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、尼龙)形成的塑料磨粒、由交联聚合物(例如酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸异氰酸酯树脂、脲醛树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸环氧树脂)形成的塑料磨粒及它们的组合。磨粒可以具有任何粒度(例如粒度范围为0.1到5000微米),并且可以对应于业界认可的等级,例如为ANSI(美国国家标准协会)、FEPA(欧洲磨料磨具生产商联盟)或JIS(日本工业标准)。在根据本发明制备涂覆层压磨盘的一种方法中,固化性底漆层前体涂布到通常预上胶处理过的织造织物的表面。所使用的底漆层前体的基重(基于固体)可以取决于(例如)磨粒的预期用途、类型以及所制备的涂覆层压磨盘的实质,但一般来讲将在从1、2或5g/m2到20、25、400或甚至600g/m2的范围内。底漆层前体可以通过任何用于将底漆层前体涂布到背衬的已知方法涂布,包括(例如)辊涂、挤出模头涂布、帘式涂布、刮涂、凹版涂布和喷涂。在将固化性底漆层前体涂布到预上胶处理的织造织物的表面之后,并且在固化性底漆层前体硬化(例如通过固化)之前,将磨粒沉积到底漆层前体上。用于磨粒的包衣重量可以取决于(例如)期望的特定涂覆层压磨盘、用于涂布磨粒的工艺以及磨粒的粒度,但通常在从l到2000g/m2的范围内。如果需要,可以将固化性底漆层前体在磨粒沉积到底漆层前体上之前部分地固化。在磨粒沉积后,将底漆层前体至少部分地固化,从而得到底漆层。固化可以通过任何合适的方式实现(例如加热、微波辐射、紫外线和/或可见光辐射、电子束),通常取决于所选的固化性底漆层前体。将固化性复胶层前体涂布到底漆层和磨料的至少一部分上,并且使其至少部分地固化,从而得到复胶层。固化可以通过任何合适的方式(例如加热、微波辐射、紫外线和/或可见光辐射、电子束)实现,通常取决于所选的固化性复胶层前体。复胶层前体的基重(基于固体)将通常根据磨粒的预期用途、类型以及所制备的涂覆层压磨盘的实质而改变,但一般来讲将在从1或5g/m2到300或甚至800g/m2的范围内。复胶层前体可以通过任何已知的用于将复胶层涂布到背衬的涂布方法涂布,包括(例如)辊涂、挤出模头涂布、帘式涂布、刮涂、凹版涂布和喷涂。在一些实施例中,磨料层包含分散在粘结剂中的磨粒,通常称为浆液涂层。浆液涂层可以是结构化的(例如具有预定的表面形貌)或非结构化的。通常,浆涂液层在将其转换加工为背衬圆盘之前通过使用其中具有分散磨粒的固化性粘结剂前体涂布织造布(处理过或未处理过)的至少一部分来制备。然后通常将粘结剂前体至少充分固化,从而得到磨料层。可任选地是,顶胶可以覆盖在复胶层或浆液涂层的至少一部分上。顶胶可以包括与粘结剂结合的一种或多种任选组分,例如为偶联剂、纤维、润滑剂、增塑剂、悬浮剂、润湿剂、填料、表面活性剂、助磨剂、染料和颜料。适用于制备包括磨粒和底漆层、复胶层以及顶胶层的涂覆层压磨盘的涂覆的磨粒是熟知的,并且在例如美国专利No.5,436,063(Follett等人);No.5,961,674(Gagliardi等人);No.4,751,138(Tumey等人);No.5,766,277(DeVoe等人);No.6,077,601(DeVoe等人);No.6,228,133(Thurber等人);以及No.5,975,988(Christianson)中有所描述,其公开内容以引用方式并入本文中。适用于制备具有浆液涂层的涂覆层压磨盘的涂覆的磨粒是熟知的,并且在例如美国专利No.5,152,917(Pi印er等人);No.5,435,816(Spurgeon等人);No.5,672,097(Hoopman);No.5,681,217(Hoopman等人);No.5,454,844(Hibbard等人);No.5,851,247(Stoetzel等人);以及No.6,139,594(Kincaid等人)中有所描述;其公开内容以引用的方式并入本文中。织造织物包含纤维织物及其混合物。可用的纤维的实例包含聚酯、棉花、聚酯/棉花混合物、人造丝、丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚烯烃、碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维及它们的组合。通常,织造织物的基重为2到20盎司(oz)/平方码(70到680克/平方米(即g/m2)),例如基重为4到15盎司/平方码(140到510g/m2),或甚至基重为5到13盎司/平方码(170到360g/m2);但可以使用其它基重。可任选的织造织物背衬上的预上胶处理通常提高背衬和磨料底胶树脂之间的结合,并且使不规则的织物的编织图案平整。任选的预上胶通常通过将合适的固化性预上胶前体涂布到织造织物上来涂布到织造织物,然后充分固化(例如通过加热或暴露于光化辐射)来将固化性预上胶前体转变为预上胶。任选的预上胶可以包含适合作为用于织造织物的预上胶的任何材料,包含(例如)至少部分地固化的酚醛树脂、氨基塑料树脂或环氧树脂或它们的组合。任选的预上胶树脂可以通过添加填料和通过添加聚合物乳胶、增塑添加剂或它们的组合来改性。如果使用,则任选的预上胶通常通过任何合适的方式涂布到织造织物,包括(例如)辊涂(例如使用柔软橡胶辊)、喷涂、转移涂布、浸涂、网版印刷、凹版涂布、帘式涂布、刮棒涂布、刮刀涂布或模具涂布。通常,任选的预上胶的添加重量在O.1到400g/m2的范围内,但可以使用更高或更低的包衣重量。为了促使预上胶粘合到织造织物,织造织物可以通过已知方法改性,该方法包括电晕放电、紫外光曝光、电子束曝光、火焰处理放电和/或摩擦。可任选地是,例如,在其中预先存在的涂布磨料层合到玻璃织物的那些实施例中,织物可以在其上具有背胶。任选的背胶可以包含适合作为用于织造织物的背胶的任何材料,包含(例如)酚醛树脂(例如CaC03填充的酚醛树脂)、氨基塑料(例如CaC03填充的氨基塑料)、环氧树脂及它们的组合。任选地,织造织物可以使用渗透织造织物的浸渍剂来处理。用于织造织物的浸渍剂的实例包含酚醛树脂(例如乳胶改性的酚醛树脂)、氨基塑料、环氧树脂及它们的组合。玻璃织物包含玻璃纤维,并且可以是(例如)机织物或非制造材料。通常,玻璃织物的基重为2到20盎司/平方码(70到680g/m2),例如基重为4到15盎司/平方码(140到510g/m2)或甚至基重为5到13盎司/10平方码(170到360g/m2);但可以使用其它基重。玻璃织物具有包含浸渍剂的织物处理剂,织物处理剂用于粘结、强化、硬化玻璃织物以及在尺寸上稳定玻璃织物,以及用于减轻玻璃织物在弯曲时断裂的趋势。通常,浸渍剂以基于玻璃织物重量的1到50重量%的添加量添加到织造玻璃织物,例如基于玻璃织物重量的10到30重量%,或甚至基于玻璃织物重量的15到25重量%,但另外可以使用其它量的浸渍剂。合适的浸渍剂的实例包含酚醛树脂、氨基塑料、环氧树脂及它们的组合。通常,浸渍剂作为固化性浸渍剂前体以基本上流体状态(任选地以溶剂)涂布到玻璃织物,然后通过施加能量(例如热或辐射)至少部分地固化(即至少部分地交联)。通常,浸渍剂以基于玻璃织物重量的1到99重量%的添加量(基于固体)渗透玻璃织物;例如基于玻璃织物重量的10到50重量%,或甚至基于玻璃织物重量的15到40重量%,但另外可以使用其它量的浸渍剂。为了提高浸渍剂到玻璃织物的润湿作用和粘附力,玻璃织物可以掺入一种或多种表面处理剂,例如为硅烷处理剂。润湿剂和表面活性剂另外可以掺入浸渍树脂中。可任选地是,虽然通常不使用,但玻璃织物可以具有其它织物处理剂,例如为预上胶、亚胶层和/或背胶层(例如,如上面关于织造织物所讨论的。)可用的玻璃织物织造类型的实例包括平纹织造、四页纬面斜纹(四枚缎)、八页纬面斜纹和斜纹织造。商业来源包括(例如)JPSGlass(Slater,SC)、0wensCorning(Toledo,OH)以及BGFIndustries(Greensboro,NC)。可用的无纺玻璃布的实例包括连续原丝毡、短切原丝毡、胶合毡、气纺坯布和毛超。来源包括OwensCorning(Toledo,OH)。热塑性层合粘合剂具有在14(TC和19(TC之间(含)的熔融起始温度。熔化温度低于14(TC可以导致粘合剂由于大量连续使用涂覆层压磨盘过程中产生的热造成的粘合剂软化或再熔化。熔融起始温度高于19(TC则很难在背衬层合过程中进行处理而不降低其它背衬或树脂组分的性能。对于耐久性和抗层合粘结失效而言,至少20兆帕的抗拉强度一般来讲是理想的。热塑性层合粘合剂包含具有根据ISO527的至少20兆帕(MPa)的抗拉强度的聚酰胺;或具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A的聚氨酯;或它们的组合。可用的包含在层合粘合剂中的聚酰胺的实例包括尼龙(例如,尼龙12,尼龙6,12)及其共混物、尼龙共聚物及其共混物。作为高温热熔粘合剂销售使用的多种合适的聚酰胺可商购获得。热熔聚酰胺的示例性供应商包括EMSChemie(Sumter,SC)和Bostik(Wauwatosa,WI)。虽然一般来讲至少20MPa的抗拉强度是必要的,以实现可用的性能水平,但较高的抗拉强度(例如至少25MPa或甚至至少30MPa)可能趋向于进一步提高背衬的性能。可用的聚氨酯粘合剂的实例包含热塑性聚氨酯,其通过二异氰酸酯或其功能等效物与二元醇和/或二元胺反应形成,从而得到基本上线性的热塑性聚氨酯,通常在聚氨酯
技术领域
称为TPUs。可用的热塑性聚氨酯的实例包含基于聚醚二元醇和聚酯二元醇并且掺入异氰酸酯的那些,异氰酸酯例如为甲苯二异氰酸酯和双(4-异氰酸苯酯)甲烷。另外可用通过双官能异氰酸酯聚氨酯预聚物与二元醇或二元胺固化剂反应制备的聚氨酯。合适的聚氨酯可以商购获得,以用作高温热熔粘合剂。示例性的商业来源包括StevensUrethanes(SumterSC)、BASF(Wyandotte,MI)、HuntsmanPolyurethanes(TheWoodlands,TX)、DowChemicalCo.(Midland,MI)。虽然一般来讲根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A是必要的,以实现可用的性能水平,但较高的根据硬度计检测的肖氏硬度A(例如至少90或甚至至少100)可能趋向于进一步提高背衬的性能。热塑性层合粘合剂可以便利地用作厚度为1到10密耳(0.025到0.25mm)的膜,例如2到8密耳(0.051到0.20mm)或甚至3-6密耳(0.076到0.15mm),但另外可以使用其它厚度。热塑性层合粘合剂还可以其它形式(例如为以熔化的流体挤出或喷射或作为粉末涂布)提供给背衬组分。通常,热塑性层合粘合剂使用足够的热和压力(例如使用热压或带式层合机)粘合到玻璃织物和织造织物,以熔化热塑性层合粘合剂,并且确保所得的层合制品中的强大的粘合剂粘结力,然后冷却熔化的热塑性层合粘合剂,以使其硬化。通常,在层合工艺的冷却步骤的至少一部分的整个过程中保持压力。层合可以批量或连续处理来完成。织造织物和玻璃织物可以(例如上述)在织造织物上设置磨料层之前层合在一起。或者,织造织物可以预先作为涂布磨料和层合到其上的玻璃织物的一部分来设置。背衬圆盘的多种性质可以有利地调整,从而得到期望的工作属性。例如,背衬圆盘应大体上具有足够的断裂强度以抑制旋转失效(例如至少300磅/英寸宽度(53.6kg/cm宽度),更通常地在800到2000磅/英寸宽度(53.6到357kg/cm宽度)范围内),但这不是必需的。相似地,背衬圆盘应通常具有至少500,000磅/平方英寸(3500MPa)(例如在500,000到20,000,000磅/平方英寸(3500到138000MPa))的范围内的杨氏模量,但这不是必需的。另外,为了便于操作者处理,背衬圆盘的挠曲模量可以选择为在35至IJ500兆帕(MPa)的范围内,更通常在175到475MPa的范围内,但这不是必需的。为了有助于抑制荒磨和断裂,层合的背衬圆盘的抗冲击力可以至少为O.l焦耳(例如在0.3到1焦耳的范围内),但这不是必需的。通常,背衬圆盘的厚度为30到100密耳(0.25到2.5毫米),但这不是必需的。背衬圆盘可以任选地在其上具有额外的处理剂,例如为与磨料层相对的防静电处理剂。涂覆层压磨盘可以多种形式提供,例如,如图2和图3所示。在涂覆层压磨盘200的一些实施例中,如图2所示,背衬圆盘120具有中心开口180,可任选地配有金属加固箍182。在涂覆层压磨盘300的一些实施例中,如图3所示,背衬圆盘120具有中心设置的附接装置190。合适的附接装置的实例包括Ti皿erman卡式螺母、螺纹杆和其它快速连接紧固件。对于一些涂布磨料的磨盘应用,磨盘具有除平的形状之外的表面形状是有利的。通常可用具有稍微巻边的磨盘,以方便研磨到(例如)拐角的内部。涂覆层压磨盘可以热成形为多种理想的表面形状。这可通过(例如)将磨盘放置在具有合适外形的台板的热压机中进行,直到层合粘合剂软化、冷却,直到新的形状被稳定,然后将磨盘从压机移除。在另一个方法中,可以首先将磨盘在压机外部加热,以软化层合粘合剂,然后将磨盘放置在冷压机中来建立和稳定新的外形。层合和热成形工艺另外可以在若干制备方法中结合,其中层合在部件已经转换加工为圆盘形状的情况下进行。以下非限制性实例进一步说明了本发明的对象和优点,但这些实例中列举的具体材料及其数量以及其它条件和详细信息,均不应被解释为对本发明的不当限制。除非另外指明,否则实例以及说明书其余部分中的所有份数、百分数、比例等均按重量计。摇臂式分层测li式工序:该测试工序模拟大量的连续磨盘磨削操作过程中产生的热和磨削力,并且用于测定层合粘合剂在这些条件下是否会保持粘结完整性。待评估的磨盘附接到20.3cm的有棱纹的备用圆板,其可以商品名"DISCPADFACEPLATE-RIBBED,PARTNO.05144-80515HARD"从3M公司(St.Paul,MN)购得。然后使用金属螺纹紧固件将备用圆板固定到以商品名"SWINGARMTESTER"从ReelManufacturing(Centerville,MN)获得的测试装置。将四个成组的14G(1.9mm)1010钢的直径30.5cm、厚度1.897mm的圆盘成形的工件称重,并且使用金属紧固件固定到测试装置。在每一个测试过程中,使用8000克的载荷将钢工件应用到磨料制品圆盘。磨料制品圆盘以3500转/分(rpm)旋转,并且工件以每5分钟的间隔5度的角度靠着圆盘放置,同时工件以122rpm旋转。紧接着测试循环结束时,通过将万用刀边缘插入粘结线检查圆盘的层合粘结是否分层,以及粘合剂是否熔化。如果粘结完好无损,并且粘合剂未熔化,则将层合粘结评定为"合格",或者,如果存在分层或发现粘合剂已经熔化,则评价为"不合格"。记录移除的钢量(摇臂切削总量)和每一个磨盘的重量损失(即剥落量)。录l鹏鹏瞎来占招虽船则汰工帛:将待测试的层合磨料制品转换加工为约8cm宽X25cm长的一边没有层合粘结的片。使用热熔层合粘合剂涂布木质板(17.8cmX7.6cmX0.6cm)的长度的一半,热熔层合粘合剂可以商品名"JET-MELTHOTMELTADHESIVEPG3779"从3M公司购得。粘合剂使用热熔胶枪涂布,热熔胶枪可以商品名"POLYGUNIIHOTMELTAPPLICATOR"从3M公司购得。将涂布磨料的制品的承载磨粒的侧按照以下方式附接到木质板的包含热熔层合粘合剂的侧即10cm的层合磨料制品没有让层合粘结从木质板伸出。施加压力使得木质板和涂布磨料的制品紧密粘结。在25t:下,将待测试的磨料制品沿直线在制品两侧进行切割,使得涂布磨料的制品的宽度减小到5.lcm。将所得的磨料制品/复合板水平安装到附接到抗拉测试机的上钳口的夹具中,抗拉测试机可以商品名"SINTECH6W"从MTSSystemsCorp.(EdenPrairie,MN)购得。层合的磨料制品的玻璃织物层的大约lcm的伸出部分安装到抗拉测试机的下钳口中,使得钳口之间的距离为12.7cm。抗拉测试机以0.085厘米/秒(cm/s)的速率分离,将浸渍的玻璃织物以90度的角度从木质板拉动,从而层合磨料制品的一部分在层合界面处分离。以千克/厘米(kg/cm)记录分离所需力(即背面剥离力)。如果在测试过程中浸渍的玻璃织物断裂,指示出剥离强度超过背衬强度,则数据记录为"断裂"。重型自动磨'削测li式工序:该测试工序测量层合磨盘构造经受大量连续磨削的能力,这使得必须承受机械力和产生的热。将待评估的磨盘称重,然后附接到衬板,衬板可以商品名"REDRIBBEDDISCPADFACEPLATE"、部件号051144-80514从3M公司购得,衬板附接到型号为760VL的速率为6000rpm的Cleco直角研磨机,Cleco直角研磨机可从CooperPowerTools(Lexington,SC)获得。将宽度为6英寸(15.25cm)厚度为3/8英寸(0.95cm)的1018低碳钢工件称重,并且夹在垂直于工作台的位置。磨盘用于在重型手动压力下相对于工件宽度以45度角研磨工件,垫以浅角度倾斜,在整个工件上来回横跨磨料,同时原料被移除。当完全横跨工件厚度形成45度倒角时,将研磨机升起,并且在磨盘处于水平位置时继续磨削,再次以浅角度倾斜,磨削掉倒角,直到其再次变平。重复循环,在工件上交替形成和移除倒角。在总共5分钟的连续磨削循环之后,停止测试。检查磨料制品是否损坏、分层或过度剥落。将工件称重,并且计算总移除或"切削的"原料总量。将磨盘从研磨机取下并且称重,计算磨盘重量损失,并且记录为"剥落量"。材料表l(如下)列出用于实例中的材料的縮写词。表113<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>M^I:层合粘合剂制备方法A:对于以膜形式购买的层合粘合剂,膜可直接使用。对于薄膜而言,使用多层来获得4到6密耳(0.1-0.15mm)的膜的总厚。层合粘合剂制备方法B:对于以粒料形式购买的层合粘合剂,厚度在4到6密耳(0.1-0.15mm)之间的膜通过经缝型模头挤出在冷辊上或冷辊上的可移除的基底上形成。层合粘合剂制备方法C:对于以粉末形式购买的层合粘合剂,粘合剂可使用筛网手工涂布到8.5X8.5英寸(21.6X21.6cm)平方的适当处理的玻璃织物,达到对应于6密耳(0.15mm)等同膜厚度的重量。然后通过将粉末涂覆的玻璃织物放置(粉末侧向上)在加热到聚合物熔点之上的板上,将粉末熔化形成连续膜,直到所有粉末熔化。层合方法将磨料薄片AB1、层合粘合剂膜和处理过的玻璃背衬(或用于制备方法C的层合粘合剂涂覆的处理过的玻璃背衬)放置在加热的台板式压机中,处理过的玻璃织物部分靠近加热的压机台板,台板式压机可以商品名"NIXmodelN-800"从NIXCorporation(Pittsburg,KS)购得。层合物前体的两侧使用纸剥离衬垫覆盖。对于剥离测试样品,将额外的一条剥离衬垫插入层合物前体的一个边缘中,插在ABl和层合粘合剂之间,以允许测试过程中易于引发剥离。将压机预热到比层合粘合剂熔化的熔点足够高的温度,以在在规定时间内使它完全熔化。压机台板上的表压设置到40磅/平方米(275kPa)。将压机闭合持续足够熔化粘合剂的时间。打开时,将层合物和相关的剥离衬垫从压机拉动,并且放置到金属板下面,手动施加约15kg向下的力持续大约10秒。然后使所得的涂布磨料的层合物在1.5kg向下的力的金属板下承受额外的至少30秒。此时,粘合剂被硬化,将剥离衬垫移除。磨盘转换加工方法:将涂覆层压磨盘(直径7英寸(18cm))使用模切刀和液压机从多种层合样品切出中心孔(7/8英寸(2.2cm))。实例1-6和比较例A-V表2提供了实例和比较例中的每一个的层合粘合剂聚合物种类和物理特性的概述。涂布磨料的层合样品1-6和比较例A-V使用表3和4中记录的成分和层合条件制备。如磨盘转换加工方法中所述,将磨盘(直径7英寸(18cm)X7/8英寸(2.2cm)的中心孔从涂布磨料的层合物切出。将实例l-6和比较例A-V根据摇臂式分层测试工序进行测试。测试结果记录在表3中。使用剥落条带剥离粘接强度测试工序对实例1-6和对比例A-V的粘合剂粘结的完整性进行测试。该测试结果记录在表4中。使用自动重型磨削测试工序对实例1-6和所选比较例进行测试。结果在表5中示出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>权利要求一种涂覆层压磨盘,包括背衬圆盘,所述背衬圆盘包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维并且具有第一织物处理剂,所述第一织物处理剂包含第一浸渍剂;和热塑性层合粘合剂,设置在所述织造织物和所述玻璃织物之间,所述热塑性层合粘合剂将所述织造织物固定到所述玻璃织物,其中所述热塑性层合粘合剂具有从约140℃到190℃的范围内并含140℃和190℃的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;和磨料层,靠近所述织造织物固定到所述背衬,所述磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒。2.根据权利要求1所述的涂覆层压磨盘,其中所述磨料层包括底漆层和复胶层。3.根据权利要求2所述的涂覆层压磨盘,还包括覆盖所述复胶层的至少一部分的顶胶层。4.根据权利要求1至权利要求3中任-织造玻璃织物。5.根据权利要求1至权利要求4中任-基重为2盎司/平方码到20盎司/平方码6.根据权利要求1至权利要求5中任-含聚酯。7.根据权利要求1至权利要求6中任-基重为2盎司/平方码到20盎司/平方码8.根据权利要求1至权利要求7中任-包含第二织物处理剂,所述第二织物处理剂选自由背胶层、预上胶、第二浸渍剂及它们的组合组成的组。9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的涂覆层压磨盘,其中所述背衬圆盘的厚度为IO密耳到100密耳。10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的涂覆层压磨盘,其中所述背衬圆盘在其中还具有中心开口。11.根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的涂覆层压磨盘,还包括固定到所述玻璃织物的中心设置的附接装置。12.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的涂覆层压磨盘,其中所述层合粘合剂包含聚酰胺。13.—种制备涂覆层压磨盘的方法,所述方法包括提供背衬,所述背衬包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂;禾口热塑性层合粘合剂,设置在所述织造织物和所述玻璃织物之间,所述热塑性层合粘合2项所述的涂覆层压磨盘,其中所述玻璃织物为项所述的涂覆层压磨盘,其中所述玻璃织物的项所述的涂覆层压磨盘,其中所述织造织物包项所述的涂覆层压磨盘,其中所述织造织物的项所述的涂覆层压磨盘,其中所述织造织物还剂将所述织造织物固定到所述玻璃织物,其中所述热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(TC的范围内并含14(TC和19(TC的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及在所述背衬上形成靠近并固定到所述织造织物的磨料层,所述磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒,从而得到涂布磨料的层合物;以及将所述涂布磨料的层合物转换加工为所述涂覆层压磨盘。14.一种制备涂覆层压磨盘的方法,所述方法包括提供背衬圆盘,所述背衬圆盘包括织造织物;玻璃织物,包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂;禾口热塑性层合粘合剂,设置在所述织造织物和所述玻璃织物之间,所述热塑性层合粘合剂将所述织造织物固定到所述玻璃织物,其中所述热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(TC的范围内并含14(TC和19(TC的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及在所述背衬圆盘上形成靠近并固定到所述织造织物的磨料层,所述磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒,从而获得所述涂覆层压磨盘。15.—种制备涂覆层压磨盘的方法,所述方法包括提供涂布磨料的制品,所述涂布磨料的制品包括织造织物;禾口磨料层,所述磨料层靠近并固定到所述织造织物,所述磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒;以及使用热塑性层合粘合剂将所述第一涂布磨料的制品层合到玻璃织物,从而得到涂布磨料的层合物,所述玻璃织物包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂,其中所述热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(TC的范围内并含14(TC和190°C的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合;以及将所述涂布磨料的层合物转换加工为所述涂覆层压磨盘。16.—种制备涂覆层压磨盘的方法,所述方法包括提供涂覆磨盘,所述涂覆磨盘包括织造织物;禾口磨料层,所述磨料层靠近并固定到所述织造织物,所述磨料层包含至少一种粘结剂和磨粒;以及使用热塑性层合粘合剂将所述第一涂布磨料的制品层合到玻璃织物圆盘,从而得到所述涂覆层压磨盘,所述玻璃织物圆盘包含玻璃纤维,并且其中具有第一浸渍剂,其中所述热塑性层合粘合剂具有从约14(TC到19(TC的范围内并含14(TC和190°C的熔融起始温度,并包含聚酰胺,具有根据ISO527的至少20兆帕的抗拉强度;或聚氨酯,具有根据硬度计检测的至少87的肖氏硬度A;或它们的组合。17.根据权利要求13至权利要求16中任一项所述的方法,其中所述磨料层包括底漆层和复胶层。18.根据权利要求17所述的方法,还包括将顶胶层覆盖在所述复胶层的至少一部分上。19.根据权利要求13至权利要求18中任一项所述的方法,其中所述玻璃织物为织造玻璃织物。20.根据权利要求13至权利要求19中任一项所述的方法,其中所述玻璃织物或玻璃织物圆盘的基重为2盎司/平方码到20盎司/平方码。21.根据权利要求13至权利要求20中任一项所述的方法,其中所述织造织物包含聚酯。22.根据权利要求13至权利要求21中任一项所述的方法,其中所述织造织物的基重为2盎司/平方码到20盎司/平方码。23.根据权利要求13至权利要求22中任一项所述的方法,其中所述织造织物还包含第二织物处理剂,所述第二织物处理剂选自由背胶层、预上胶、第二浸渍剂及它们的组合组成的组。24.根据权利要求13至权利要求23中任一项所述的方法,其中所述背衬或背衬圆盘的厚度为IO密耳到100密耳。25.根据权利要求13至权利要求24中任一项所述的方法,还包括在所述涂覆层压磨盘中设置中心开口。26.根据权利要求13至权利要求25中任一项所述的方法,还包括将中心设置的附接装置固定到所述涂覆层压磨盘。27.根据权利要求13至权利要求26中任一项所述的方法,其中所述层合粘合剂包含聚酰胺。28.根据权利要求13至权利要求27中任一项所述的方法,还包括将所述涂覆层压磨盘热成形。全文摘要本发明公开了涂覆层压磨盘(100),所述涂覆层压磨盘(100)具有背衬(120),所述背衬具有玻璃织物(125)和织造织物(124),所述玻璃织物(125)和织造织物(124)通过热塑性粘合剂(122)层合,所述热塑性粘合剂(122)具有在从约140℃到190℃的范围内的熔融起始温度,并包含聚酰胺和/或聚氨酯。本发明还公开了制备涂覆层压磨盘(100)的方法。文档编号B24D11/00GK101778718SQ200880102577公开日2010年7月14日申请日期2008年8月7日优先权日2007年8月13日发明者史蒂文·J·凯佩特申请人:3M创新有限公司
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