聚合物浸渍的背衬材料、掺入其的研磨制品、以及制造和使用方法与流程

文档序号:11933510阅读:748来源:国知局
聚合物浸渍的背衬材料、掺入其的研磨制品、以及制造和使用方法与流程

本发明一般涉及聚合物浸渍的背衬材料,包括其的研磨制品,以及制备和使用聚合物浸渍的背衬材料和研磨制品的方法。



背景技术:

硫化纤维(vulcanized fiber),有时也称为“硫化纤维(vulcanized fibre)”或“青壳纸”,长期以来一直用于研磨领域中,并且指通过压缩来源于纸、纸浆、人造丝或布的化学处理(例如用金属氯化物)的纤维素层,一般由纤维素形成的皮革样或角样材料。硫化纤维在性质上是亲水的并且易于吸收水分。

采用硫化纤维作为基底材料的研磨制品具有众所周知的由环境含湿量(例如,湿度)变化引起的尺寸稳定性(通常称为形状变形,其中形状变形的具体例子是“卷曲”和“翘弯”)缺乏的问题。尺寸稳定性的缺乏可不利地影响研磨性能并促使研磨产品的寿命提前结束(例如,分层、研磨制品的过度翘曲)。已尝试了不同方法来解决与使用硫化纤维基底相关的问题,但它们都具有某些缺点。因此,仍然需要改进的研磨制品。

附图说明

通过参考附图,本公开内容可以得到更好理解,并且其许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

图1是复合背衬材料的一个实施例的横截面图的图示。

图2是包括复合背衬材料的涂布磨料的一个实施例的横截面图的图示。

图3是制造复合背衬材料的方法的一个实施例的流程图的图示。

图4是制造包括复合背衬材料的研磨制品的方法的一个实施例的流程图。

图5是适用于一个实施例的非织造缝编织物的顶视图的照片。

图6是比较复合背衬材料样品的一个实施例与常规硫化纤维背衬材料在纵向上的拉伸强度的图。

图7是比较复合背衬材料样品的一个实施例与常规硫化纤维背衬材料在横向上的拉伸强度的图。

图8是比较复合背衬材料样品的一个实施例与常规硫化纤维背衬材料在纵向上的弯曲模量数据的图。

图9是比较复合背衬材料样品的一个实施例与常规硫化纤维背衬材料在横向上的弯曲模量数据的图。

图10是具有硫化纤维基底的常规涂布研磨盘的照片,显示盘在其寿命终点时具有钝化磨粒并被切屑堵塞。

图11是包括复合背衬的本发明的涂布研磨盘实施例的照片,显示在研磨与图10所示的常规样品相同的时间量之后,存在较少的积累切屑并且仍然存在用于继续研磨的暴露的磨粒。

图12是比较通过常规硫化纤维盘和本发明研磨盘从柚木和玫瑰木工件去除的累积材料量的条形图。

图13是显示在室温、100℃和130℃下,常规硫化纤维研磨盘的负荷变形响应的图。

图14是显示在室温、100℃和130℃下,本发明的研磨盘的负荷变形响应的图。

图15是比较在130℃下本发明的研磨盘与常规硫化纤维盘的负荷变形响应的图。

图16是比较在室温、100℃和130℃下本发明的研磨盘与常规硫化纤维盘的弯曲模量的图。

图17A是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的常规硫化纤维研磨盘的照片。

图17B是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的常规硫化纤维研磨盘的照片。

图17C是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的本发明的研磨盘实施例的照片。

图17D是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的本发明的研磨盘实施例的照片。

图17E是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的另一个本发明的研磨盘实施例的照片。

图17F是在50℃的温度和25%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的另一个本发明的研磨盘实施例的照片。

图18是比较通过在50℃的温度和25%相对湿度下的尺寸稳定性测试,由图17A-F中所示的常规研磨盘和本发明的研磨盘实施例获得的重量百分比(%)的条形图。

图19是显示通过在50℃的温度和25%相对湿度下的尺寸稳定性测试,图17A-F中所示的常规研磨盘和本发明的研磨盘实施例的尺寸变化百分比(%)的图。

图20A是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的常规硫化纤维研磨盘的照片。

图20B是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的常规硫化纤维研磨盘的照片。

图20C是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的本发明的研磨盘实施例的照片。

图20D是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的本发明的研磨盘实施例的照片。

图20E是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之前的另一个本发明的研磨盘实施例的照片。

图20F是在35℃的温度和85%相对湿度下,在尺寸稳定性测试之后的另一个本发明的研磨盘实施例的照片。

图21是比较通过在35℃的温度和85%相对湿度下的尺寸稳定性测试,由图20A-F中所示的常规研磨盘和本发明的研磨盘实施例获得的重量百分比(%)的条形图。

图22是显示通过在35℃的温度和85%相对湿度下的尺寸稳定性测试,图20A-F中所示的常规研磨盘和本发明的研磨盘实施例的尺寸变化百分比(%)的图。

在不同的附图中相同的参考符号的使用指示相似或相同的项目。

具体实施方式

提供了与附图组合的下述说明书,以帮助理解本文公开的教导。下文讨论将集中于教导的具体实现和实施例。提供该重点以帮助描述教导且不应解释为对教导的范围或适用性的限制。

当提及值时,术语“平均”意指表示平均值、几何平均值或中值。如本文使用的,术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括。例如,包括一系列特征的过程、方法、制品或装置不必仅限于那些特征,而是可包括未明确列出的或该过程、方法、制品或装置所固有的其他特征。如本文使用的,短语“基本上由......组成(consists essentially of)”或“基本上由...组成(consisting essentially of)”意指短语所描述的主题不包括实质地影响主题的性质的任何其他组分。

此外,除非明确相反指出,“或”指包括性的或,而非排他性的或。例如,条件A或B由如下任一者满足:A为真(或存在)且B为假(或不存在),A为假(或不存在)且B为真(或存在),以及A和B均为真(或存在)。

“一种”或“一个”的使用用于描述本文描述的元件和部件。这仅为了便利,并提供本发明的范围的一般含义。该描述应理解为包括一种(一个)或至少一种(至少一个),并且单数还包括复数,或反之亦然,除非其明确具有相反含义。

此外,对范围中所述的值的引用包括该范围内的每一个值。当术语“约”或“大约”在数值之前时,例如当描述数目范围时,它预期还包括精确的数值。例如,以“约25”开始的数目范围预期还包括从正好25开始的范围。此外,应了解提及陈述为“至少约”、“大于”、“小于”或“不大于”的值可包括其中注明的任何最小值或最大值的范围。

如本文使用的,短语“平均粒径”可指平均数、平均值或中值粒径,在本领域中通常也称为D50。

除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和例子仅是举例说明性的并且不意欲为限制性的。在本文未描述的情况下,关于具体材料和处理动作的许多细节是常规的,并且可在教课书及涂布磨料领域内的其他来源中找到。

图1显示了复合背衬材料100实施例的横截面的图示。复合背衬材料由用第一聚合物组合物浸渍的非织造织物102组成,并且具有设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧106上的前填料层104,以及设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧110上的后填料层108。

图2显示了涂布研磨制品200实施例的横截面的图示。复合背衬材料202由聚合物浸渍的非织造织物204组成,具有设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧208上的前填料层206,以及设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧212上的后填料层210。研磨层214设置在前填料层206上。研磨层214包括设置在粘结剂组合物220(例如,底胶或研磨浆料)上或分散在粘结剂组合物220中的磨粒218。任选的上胶涂层222设置在研磨层上。任选的超级上胶涂层224设置在上胶涂层上。

图3是根据一个实施例制备复合背衬材料的方法300的一个实施例的流程图的图示。步骤302包括混合成分以形成第一聚合物组合物(在本文中也称为浸渍填料组合物)。在一个实施例中,成分包含酚醛树脂和水的组合的混合物。步骤304包括用第一聚合物组合物浸渍(在本文中也称为“饱和”)非织造织物,以形成聚合物浸渍的非织造织物。在一个实施例中,非织造织物是缝编织物。任选地,步骤306包括调节非织造织物中第一聚合物组合物的量(即,在本文中也称为调节饱和度,或调节湿附加重量的量)。步骤308包括使聚合物浸渍的非织造织物至少部分至完全固化(即,使渗透非织造织物的第一聚合物组合物至少部分固化至完全固化)。步骤310包括将前填料层设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧上。在一个实施例中,前填料层包含第二聚合物组合物(在本文中也称为前填料组合物)。步骤312包括使前填料层至少部分至完全固化。任选地,步骤314包括将前填料层压延。步骤316包括将后填料层设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧上。在一个实施例中,后填料层可包含第三聚合物制剂(在本文中也称为后填料组合物)。在步骤318期间包括使后填料层至少部分至完全固化,以形成复合背衬材料。任选地,步骤320包括将后填料层压延。

图4是根据一个实施例制备复合背衬材料的方法400的一个实施例的流程图的图示。步骤402包括根据上文图3中所述方法的步骤制备复合背衬材料。步骤404包括在复合背衬材料的前填料层上设置研磨层,以形成研磨制品。步骤406包括使研磨层至少部分至完全固化。任选地,步骤408包括在研磨层上设置上胶涂层。任选地,步骤410包括在上胶涂层上设置超级上胶涂层。

图5是通过线接合在一起的多个絮垫(在本文中也称为“幅材”)组成的非织造缝编织物的例子的图示,所述线缝合穿过多个絮垫。在一个实施例中,所述缝编织物包括三个絮垫。

复合背衬材料

复合背衬材料可包含聚合物浸渍的非织造织物,具有设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧上的前填料组合物,以及设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧上的后填料组合物。复合背衬材料具有有益的物理性质,所述物理性质促成包括复合背衬材料的研磨制品的出乎意料的有益和优异的研磨性能。

聚合物浸渍的非织造织物

聚合物浸渍的非织造织物包含用第一聚合物组合物(在本文中也称为“浸渍填料”组合物或“饱和”组合物或“饱和剂”组合物)浸渍(即,饱和)的非织造织物。

非织造织物可以是有机材料、无机材料、天然材料、合成材料或其组合。非织造织物可以是柔性的、刚性的或其组合。非织造织物可包含单一类型的纤维或多个不同类型的纤维。非织造织物可包括聚酯、棉、尼龙、丝、纤维素、棉、粘胶纤维、黄麻、聚酰胺、聚胺、芳纶、聚棉、人造丝或其组合。具体的合成物可包含Kevlar、Nomex及其组合。织物可包含原生纤维或再生纤维。非织造织物可以是成品织物或未完成的织物(即“坯布”)或其组合。在一个特定实施例中,非织造织物是聚酯织物。

非织造织物可以是水刺法织物、化学粘结织物、热粘结织物、针刺织物、缝编织物或其组合。缝编织物可以是马利瓦特织物、马利维斯(malivies)织物、马利莫织物、马利波尔织物、沃尔特斯织物、库尼特(kunit)织物、多针织物或其组合等等。在一个实施例中,非织造织物是缝编织物。

缝编织物可包括单个幅材(也称为絮垫)或多个幅材(絮垫)。在一个实施例中,缝编织物的幅材数目可不小于1个幅材,例如不少于2个幅材、不少于3个幅材或不少于4个幅材。在另一个实施例中,缝编织物的幅材数目可不大于10个幅材,例如不大于9个幅材、不大于8个幅材、不大于7个幅材或不大于6个幅材。缝编织物的幅材数目可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,缝编织织物的幅材数目在1至10个幅材,例如2至8个幅材或3至7个幅材的范围内。在一个特定实施例中,缝编材料包括3个幅材。

缝编织物可具有特定类型的缝合粘结。缝编织物可以是经线缝编织物、纬线缝编织物或其组合。在一个实施例中,缝编织物是经线缝编织物。所述缝编织物可包括缝编织物领域中的任何已知的缝合或缝合组合。在一个特定实施例中,缝编织物包括链式缝合。

非织造织物并且具有特定的每单位面积质量,例如g/m2(GSM),通常称为织物的“重量”。在一个实施例中,非织造织物的重量可不小于50GSM、不小于100GSM、不小于200GSM、不小于300GSM、或不小于350GSM。在另一个实施例中,非织造织物的重量可不大于600GSM、不大于500GSM、不大于450GSM、不大于400GSM、或不大于390GSM。非织造织物的重量的量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物的重量的量可在不小于50GSM至不大于600GSM,例如不小于100GSM至不大于500GSM,不小于200GSM至不大于400GSM,例如不小于300GSM至不大于390GSM的范围内。

非织造织物可具有在纵向(M/D)上的特定拉伸强度。在一个实施例中,非织造织物在M/D上的拉伸强度可不小于1kgf/25mm、不小于5kgf/25mm、不小于10kgf/25mm或不小于15kgf/25mm。在另一个实施例中,非织造织物在M/D上的拉伸强度可不大于100kgf/25mm、不大于60kgf/25mm、不大于50kgf/25mm或不大于40kgf/25mm。非织造织物的拉伸强度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物在M/D上的拉伸强度可在不小于1kgf/25mm至不大于100kgf/25mm,例如5kgf/25mm至60kgf/25mm,例如10kgf/25mm至50kgf/25mm,或15kgf/25mm至40kgf/25mm的范围内。

非织造织物可具有在横向(C/D)上的特定拉伸强度。在一个实施例中,非织造织物在C/D上的拉伸强度可不小于1kgf/25mm、不小于5kgf/25mm、不小于10kgf/25mm或不小于15kgf/25mm。在另一个实施例中,非织造织物在C/D上的拉伸强度可不大于100kgf/25mm、不大于60kgf/25mm、不大于50kgf/25mm或不大于40kgf/25mm。非织造织物的拉伸强度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物在C/D上的拉伸强度可在不小于1kgf/25mm至不大于100kgf/25mm,例如5kgf/25mm至60kgf/25mm,例如10kgf/25mm至50kgf/25mm,或15kgf/25mm至40kgf/25mm的范围内。

非织造织物可具有在M/D和C/D上的特定拉伸强度,使得M/D上的拉伸强度和C/D上的拉伸强度彼此具有特定关系。在一个实施例中,M/D上的拉伸强度大于C/D上的拉伸强度。在另一个实施例中,M/D上的拉伸强度小于C/D上的拉伸强度。在另一个实施例中,M/D上的拉伸强度与C/D上的拉伸强度大致相同。在一个实施例中,M/D和C/D上的拉伸强度均可大于特定的最小值。在一个实施例中,非织造织物在M/D和C/D两者上的拉伸强度可不小于1kgf/25mm、不小于5kgf/25mm、不小于10kgf/25mm或不小于15kgf/25mm。在另一个实施例中,非织造织物在M/D和C/D两者上的拉伸强度可不大于100kgf/25mm、不大于60kgf/25mm、不大于50kgf/25mm或不大于40kgf/25mm。非织造织物在M/D和C/D两者上的拉伸强度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物在M/D和C/D两者上的拉伸强度可在不小于1kgf/25mm至不大于100kgf/25mm,例如5kgf/25mm至60kgf/25mm,例如10kgf/25mm至50kgf/25mm,或15kgf/25mm至40kgf/25mm的范围内。

非织造织物可具有特定的弹性模量,也称为“杨氏模量”或“拉伸模量”。在一个实施例中,非织造织物的弹性模量可不小于0.01GPa、不小于0.025GPa、不小于0.05GPa或不小于0.1GPa。在另一个实施例中,非织造织物的弹性模量可不大于1GPa、不大于0.8GPa、不大于0.6GPa、不大于0.5GPa或不大于0.4GPa。非织造织物的弹性模量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物的弹性模量可在不小于0.01GPa至不大于1GPa,例如0.1GPa至0.4GPa的范围内。

非织造织物可具有特定的断裂伸长。在一个实施例中,非织造织物的断裂伸长可不小于5mm、不小于10mm、不小于20mm或不小于25mm。在另一个实施例中,非织造织物的断裂伸长可不大于70mm、不大于60mm、不大于50mm或不大于45mm。非织造织物的断裂伸长可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物的断裂伸长可在不小于5mm至不大于70mm,例如20mm至50mm的范围内。

非织造织物可具有特定的厚度。在一个实施例中,非织造织物的厚度可不小于0.2mm,例如不小于0.4mm、不小于0.5mm、不小于0.6mm、不小于0.7mm、不小于0.8mm或不小于0.9mm。在另一个实施例中,非织造织物的厚度可不大于4mm,例如不大于3mm、不大于2mm、不大于1.8mm、不大于1.6mm、不大于1.4mm,或不大于1.2mm。非织造织物的厚度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物的厚度可在不小于0.2mm至不大于4mm,例如0.5mm至0.8mm或0.8mm至1.4mm的范围内。

非织造织物可包含上述特征的任何组合。在一个具体实施例中,非织造织物包括具有三个幅材和在360至400g/m2范围内的重量的经线缝编的聚酯织物。

第一聚合物组合物

如上所述,非织造织物用第一聚合物组合物浸渍。当固化、部分固化或完全固化时,聚合物浸渍的非织造织物可根据第一聚合物组合物来描述。

第一聚合物组合物可由单一聚合物或聚合物的共混物形成。第一聚合物组合物可包含酚类聚合物、间苯二酚聚合物、三聚氰胺聚合物、脲聚合物或其组合。酚类聚合物、三聚氰胺聚合物或脲聚合物可包含单一预聚物树脂或树脂的共混物。酚类聚合物可包括苯酚甲醛可熔性酚醛树脂。可熔性酚醛树脂一般在7至13的pH下使用碱氢氧化物进行制备,其中甲醛/酚的比率为约1.0至3.0。在一个实施例中,第一聚合物组合物包含可熔性酚醛树脂。在另一个实施例中,第一聚合物组合物包含多种可熔性酚醛树脂的混合物。在一个实施例中,第一聚合物组合物可包含二至五种可熔性酚醛树脂。在一个具体实施例中,第一聚合物组合物包含第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂的混合物。

可熔性酚醛树脂可通过许多特征进行分类,所述特征例如反应前的甲醛/酚的比率(F/P比)、反应后的聚合物的游离甲醛含量(FFC)、反应后的游离酚含量(FPC)、在特定温度下的凝胶时间和树脂的耐水性。在一个实施例中,F/P比可在0.95至2.5的范围内,例如0.95至1.1、或1.2至1.5、或1.6至1.8、或1.9至2.2、或其组合。在一个实施例中,FFC可在按树脂的重量计0.02%至3.3%的范围内,例如约0.02%至0.09%、或0.2%至0.45%、或0.5%至0.8%、或1.0%至1.3%、或2.5%至3%、或其组合。在一个实施例中,FPC可在2%至5%、或4%至7%、或12%至15%、或16%至20%、或其组合的范围内。在一个实施例中,在121℃下的凝胶时间可在5分钟至30分钟的范围内,例如7-11分钟、8-12分钟、9-10分钟、10-12分钟、18-22分钟、19-26分钟、或其组合。在一个实施例中,耐水性在100%至600%的范围内,例如100至300%、100至350%、150至300%、150至350%、400至480%、400至550%、430至500%、或其组合。在一个实施例中,第一聚合物组合物包含可熔性酚醛树脂,在本文中也称为高温(HT)酚醛树脂,具有在1.2至1.5范围内的F/P比,在18-22分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在400至480%范围内的耐水性。在另一个实施例中,第一聚合物组合物包含可熔性酚醛树脂,在本文中也称为低温(LT)酚醛树脂,具有在1.6至1.8范围内的F/P比,在10-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在430至500%范围内的耐水性。在另一个实施例中,第一聚合物组合物包含可熔性酚醛树脂,在本文中也称为“CGF2”酚醛树脂,具有在1.9至2.2范围内的F/P比,在7-11分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及150至300%范围内的耐水性。

在一个实施例中,未固化的第一聚合物组合物可包含:

70重量%至100重量%的总酚醛树脂;以及0重量%至30重量%的水,其中所述百分比基于第一聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,约0.1重量%至约5重量%的添加剂也可包括在第一聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第一聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。总酚醛树脂可包含单一酚醛树脂,或多种酚醛树脂,例如二至五种酚醛树脂。

在另一个实施例中,未固化的第一聚合物组合物可包含:

35重量%至55重量%的第一酚醛树脂;

35重量%至55重量%的第二酚醛树脂;和

0重量%至30重量%的水,其中所述百分比基于第一聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,约0.1重量%至约5重量%的添加剂也可包括在第一聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第一聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。在一个特定实施例中,第一酚醛树脂是高温(HT)酚醛树脂,具有在1.2至1.5范围内的F/P比,在18-22分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在400至480%范围内的耐水性。在一个特定实施例中,第二酚醛树脂是低温(LT)酚醛树脂,具有在1.6至1.8范围内的F/P比,在10-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在430至500%范围内的耐水性。

在另一个实施例中,未固化的第一聚合物组合物可包含:

40重量%至50重量%的第一酚醛树脂;

40重量%至50重量%的第二酚醛树脂和

0重量%至20重量%的水,其中所述百分比基于第一聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。在一个特定实施例中,第一酚醛树脂是高温(HT)酚醛树脂,具有在1.2至1.5范围内的F/P比,在18-22分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在400至480%范围内的耐水性。在一个特定实施例中,第二酚醛树脂是低温(LT)酚醛树脂,具有在1.6至1.8范围内的F/P比,在10-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在430至500%范围内的耐水性。

可替代地,聚合物浸渍的织物可就固化的组合物而言进行描述。在一个实施例中,固化的第一聚合物组合物可包含:95重量%至100重量%的总酚醛树脂,其中所述百分比基于第一聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,约0.1重量%至约5重量%的添加剂也可包括在第一聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第一聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。总酚醛树脂可包含单一酚醛树脂,或多种酚醛树脂,例如二至五种酚醛树脂。

在另一个实施例中,固化的第一聚合物组合物可包含:

40重量%至60重量%的第一酚醛树脂;和

40重量%至60重量%的第二酚醛树脂,其中所述百分比基于第一聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,约0.1重量%至约5重量%的添加剂也可加入第一聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第一聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。在一个特定实施例中,第一酚醛树脂是高温(HT)酚醛树脂,具有在1.2至1.5范围内的F/P比,在18-22分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在400至480%范围内的耐水性。在一个特定实施例中,第二酚醛树脂是低温(LT)酚醛树脂,具有在1.6至1.8范围内的F/P比,在10-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在430至500%范围内的耐水性。

可替代地,第一聚合物组合物可表示为第一可熔性酚醛树脂/第二可熔性酚醛树脂的比率。在一个实施例中,第一可熔性酚醛树脂/第二可熔性酚醛树脂以范围为1:9至9:1,例如1:2至2:1;1:1.5至1.5:1;1:1.25至1.25:1;或约1:1的比率(第一树脂:第二树脂)存在。

应了解第一聚合物组合物可均匀地或非均匀地分布在非织造织物各处。在一个实施例中,第一聚合物组合物均匀地分散在非织造织物各处。

浸渍量(饱和度)-附加重量

浸渍(即,饱和)非织造织物的第一聚合物组合物的量(即粘附至非织造织物和/或被非织造织物吸收的第一聚合物组合物的量)也称为第一聚合物组合物的“附加”重量。饱和量可表示为“湿”附加重量,其是未固化的第一聚合物组合物的重量,并且可包括水。可替代地,饱和量可表示为“干”附加重量,其是固化的第一聚合物组合物的重量,并且不包括水。附加重量无论是湿附加重量还是干附加重量的量,均可表示为背衬材料的原始重量的百分比。例如,如果非织造织物称重:在浸渍前100g/m2;在浸渍后(未固化)150g/m2,并且在固化后125g/m2,则浸渍的非织造织物视为50重量%饱和“湿”和25重量%饱和“干”。可替代地,浸渍量可表示为第一聚合物组合物的附加重量的质量。例如,如果非织造织物在饱和前称重:100g/m2;在饱和(未固化)后称重150g/m2,并且在固化后125g/m2,则饱和量将表示为第一聚合物组合物的50g/m2的湿附加重量和25g/m2的干附加重量。

第一聚合物组合物对非织造织物的干附加重量可在特定范围内。在一个实施例中,第一聚合物组合物的干附加重量可不小于200g/m2(GSM),例如不小于225GSM、不小于250GSM、不小于275GSM、不小于比300GSM、不小于325GSM、不小于350GSM、不小于375GSM、不小于400GSM或不小于425GSM。在另一个实施例中,非织造织物的干附加重量可不大于650GSM,例如不大于625GSM、不大于600GSM、不大于575GSM、不大于550GSM、不大于比525GSM、不大于500GSM或不大于475GSM。非织造织物的干附加重量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,非织造织物的干附加重量可在不小于200GSM至不大于650GSM,例如300GSM至550GSM,例如400GSM至500GSM,或425GSM至475GSM的范围内。

第一聚合物组合物的干附加重量可以是不饱和非织造织物的重量的百分比。在一个实施例中,第一聚合物组合物的干附加重量可不小于50重量%,例如不小于约55重量%、不小于约60重量%、不小于约65重量%、不小于约70重量%、不小于约75重量%、不小于约80重量%、不小于约85重量%、不小于约90重量%或不小于约95重量%。在另一个实施例中,非织造织物的干附加重量可不大于200重量%,例如不大于190重量%、不大于180重量%、不大于170重量%、不大于160重量%、不大于150重量%、不大于140重量%、不大于135重量%、不大于130重量%、不大于125重量%或不大于120重量%。第一聚合物组合物的干附加重量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,第一聚合物组合物的干附加重量可在不小于50重量%至不大于200重量%,例如75重量%至175重量%,例如100重量%至150重量%,或110重量%至140重量%的范围内。

可替代地,聚合物浸渍的非织造织物可通过非织造织物的重量(重量nw)/第一聚合物组合物的干附加重量(重量浸入)的比率来描述。在一个实施例中,重量nw:重量浸入的比率可在1.0:0.5至1.0:5.0,例如1.0:0.75至1.0:2.5、1.0:1.0至1.0:1.5的范围内。在一个特定实施例中,重量nw:重量浸入的比率在1.0:1.1至1.0:1.25的范围内。

前填料层

如上所述,复合背衬材料包含聚合物浸渍的非织造织物,具有设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧上的前填料层。前填料层包含第二聚合物组合物(在本文中也称为“前填料组合物”)。第二聚合物组合物可根据固化、部分固化或完全固化来描述。

第二聚合物组合物可与如上所述的第一聚合物组合物相同或不同。第二聚合物组合物可包含单一可熔性酚醛树脂或如上所述的多种可熔性酚醛树脂的混合物。在一个实施例中,第二聚合物组合物包含第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂的混合物。第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂可与包含于如上所述的第一聚合物组合物的第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂相同或不同。在一个实施例中,第二聚合物组合物的第一可熔性酚醛树脂与第一聚合物组合物中存在的第一可熔性酚醛树脂相同。在另一个实施例中,第二聚合物组合物的第二可熔性酚醛树脂与第一聚合物组合物中存在的第二可熔性酚醛树脂相同。在另一个实施例中,第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂与第一聚合物组合物的第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂相同。

第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂可为彼此特定的比率。在一个实施例中,第一可熔性酚醛树脂/第二可熔性酚醛树脂的比率(第一树脂:第二树脂)在约1:9至9:1,例如约1:4至4:1,例如约1:3至3:1,或约1:2至2:1的范围内。在一个实施例中,第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂以与第一聚合物组合物中不同的彼此比率存在。

需要时,第二聚合物组合物还可包含第二聚合物组合物重量的0重量%至50重量%的量的填料材料。在一个实施例中,第二聚合物组合物包含1重量%至50重量%,例如约10重量%至45重量%、约15重量%至40重量%、或约20重量%至35重量%的量的填料。在一个实施例中,填料可包含碳酸钙、硅灰石、粘土或其组合。

在一个实施例中,未固化的前填料组合物可包含:

15重量%至26重量%的第一可熔性酚醛树脂;

35重量%至52重量%的第二可熔性酚醛树脂;

25重量%至40重量%的填料;和

0重量%至5重量%的水,其中所述百分比基于前填料组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,还可将约0.1重量%至约5重量%的添加剂加入前填料组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得前填料组合物中的成分总量总计为100重量%。

在一个实施例中,固化的第二聚合物组合物可包含:

17重量%至28重量%的第一可熔性酚醛树脂;

35重量%至54重量%的第二可熔性酚醛树脂;和

27重量%至40重量%的填料;其中所述百分比基于前填料组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,还可将约0.1重量%至约5重量%的添加剂加入前填料组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得前填料组合物中的成分总量总计为100重量%。

第二聚合物组合物的干附加重量指设置在聚合物浸渍的非织造织物的第一侧上的固化的第二聚合物组合物的量。第二聚合物组合物对非织造织物的干附加重量可在特定的范围内。在一个实施例中,第二聚合物组合物的干附加重量可不小于5g/m2(GSM),例如不小于10GSM、不小于15GSM、不小于20GSM、不小于比25G GSM、不小于30GSM、不小于35GSM、不小于40GSM或不小于50GSM。在另一个实施例中,第二聚合物组合物的干附加重量可不大于200GSM,例如不大于175GSM、不大于150GSM、不大于125GSM、不大于100GSM、不大于大于90G GSM、不大于80GSM或不大于70GSM。第二聚合物组合物的干附加重量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,第二聚合物组合物的干附加重量可在不小于5GSM至不大于200GSM,例如20GSM至175GSM,例如30GSM至125GSM、或40GSM至100GSM的范围内。

后填料层

如上所述,复合背衬材料包含聚合物浸渍的非织造织物,具有设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧上的后填料层。后填料层包含第三聚合物组合物(在本文中也称为后填料组合物)。第三聚合物组合物可与如上所述的第一聚合物组合物或第二聚合物组合物相同或不同。第三聚合物组合物可包含丙烯酸类胶乳树脂。第三聚合物组合物还可包含可熔性酚醛树脂。可熔性酚醛树脂可以是单一可熔性酚醛树脂,或多种可熔性酚醛树脂的混合物。可熔性酚醛树脂可与上文关于第一聚合物组合物和第二聚合物组合物描述的第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂相同或不同。第三聚合物组合物还可包含填料。填料可与第二聚合物组合物的填料相同或不同。

在一个实施例中,未固化的第三聚合物组合物可包含:

35重量%至55重量%的丙烯酸类胶乳;

10重量%至20重量%的可熔性酚醛树脂;

20重量%至30重量%的填料;和

0重量%至20重量%的水,其中所述百分比基于第三聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,还可将约0.1重量%至约5重量%的添加剂加入第三聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第三聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。

在一个实施例中,固化的第三聚合物组合物可包含:

40重量%至62重量%的丙烯酸类胶乳;

12重量%至20重量%的可熔性酚醛树脂;和

25重量%至40重量%的填料,其中所述百分比基于第三聚合物组合物的总重量,并且所有成分的百分比总计为100重量%。任选地,还可将约0.1重量%至约5重量%的添加剂加入第三聚合物组合物中。如果包括一种或多种添加剂,则可调节其他成分的量,使得第三聚合物组合物中的成分总量总计为100重量%。

在一个实施例中,第三聚合物组合物的可熔性酚醛树脂是不同于第一聚合物组合物或第二聚合物组合物的可熔性酚醛树脂的第三可熔性酚醛树脂。在一个实施例中,第三可熔性酚醛树脂可包含具有在1.9至2.2范围内的F/P比,在7-11分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在150至300%范围内的耐水性的酚醛树脂。

第三聚合物组合物的干附加重量指设置在聚合物浸渍的非织造织物的第二侧上的固化的第三聚合物组合物的量。第三聚合物组合物的干附加重量可在特定范围内。在一个实施例中,第三聚合物组合物的干附加重量可不小于5g/m2(GSM),例如不小于10GSM、不小于15GSM、不小于20GSM、不小于小于25GSM、不小于30GSM、不小于35GSM、不小于40GSM、不小于50GSM或不小于60GSM。在另一个实施例中,第三聚合物组合物的干附加重量可不大于200GSM,例如不大于180GSM、不大于170GSM、不大于160GSM、不大于150GSM、不大于大于140GSM、不大于130GSM、不大于120GSM、不大于110GSM或不大于100GSM。第三聚合物组合物的干附加重量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,第三聚合物组合物的干附加重量可在不小于5GSM至不大于200GSM,例如30GSM至150GSM,例如40GSM至120GSM、或60GSM至100GSM的范围内。

复合背衬材料

复合背衬材料可基于非织造背衬材料、固化的第一聚合物组合物、固化的前填料组合物和固化的第三聚合物组合物的重量百分比来描述。在一个实施例中,完成的复合背衬材料可包含:

35重量%至45重量%的非织造织物;

40重量%至50重量%的固化的第一聚合物组合物;

2重量%至10重量%的固化的第二组合物(前填料);和

3重量%至15重量%的固化的第三聚合物组合物(后填料),其中所述百分比基于复合背衬材料的总重量,并且所有组分的百分比总计为100重量%。

复合背衬材料的有益性质

完全固化的复合背衬材料具有物理性质,所述物理性质是令人惊讶地有益的,并且促成包括复合背衬材料的研磨制品的优异研磨性能。

在纵向(M/D)上的拉伸强度可使用具有2kN负荷传感器的Instron 5982进行测量。复合背衬材料样品具有200mm的总样品长度、25mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以300mm/分钟的变形速率进行测试。在一个实施例中,复合背衬材料可具有在范围60Kg/25mm至160Kg/25mm,例如65Kg/25mm至150Kg/25mm、70Kg/25mm至140Kg/25mm、75Kg/25mm至130Kg/25mm、80Kg/25mm至120Kg/25mm、或85Kg/25mm至115Kg/25mm内的在纵向(M/D)上的拉伸强度。在纵向上的拉伸强度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。

在横向(C/D)上的拉伸强度可使用具有2kN负荷传感器的Instron 5982进行测量。复合背衬材料样品具有200mm的总样品长度、25mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以300mm/分钟的变形速率进行测试。在一个实施例中,复合背衬材料可具有在范围40Kg/25mm至120Kg/25mm的范围内,例如45Kg/25mm至110Kg/25mm、50Kg/25mm至100Kg/25mm、或55Kg/25mm至95Kg/25mm内的在横向(C/D)上的拉伸强度。在横向上的拉伸强度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。

在纵向(M/D)上的弯曲模量可使用具有10KN负荷传感器的Instron 5966进行测量。复合背衬材料样品具有10cm的总样品长度、1英寸mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以1mm/分钟的变形速率(使用弯曲夹具:三点弯曲)进行测试,其中测试基于ASTM D-790。在一个实施例中,复合背衬材料在纵向上的弯曲模量在约0.8GPa至7GPa,例如0.9GPa至6GPa、1GPa至5GPa、1.1GPa至4GPa、1.2GPa至3.5GPa、或1.3GPa至3GPa的范围内。在纵向上的弯曲模量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。

在横向(C/D)上的弯曲模量可使用具有10KN负荷传感器的Instron 5966进行测量。复合背衬材料样品具有10cm的总样品长度、1英寸mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以1mm/分钟的变形速率(使用弯曲夹具:三点弯曲)进行测试,其中测试基于ASTM D-790。在一个实施例中,复合背衬材料在横向上的弯曲模量在约0.2GPa至5GPa,例如0.3GPa至4GPa、0.4GPa至3GPa、0.5GPa至2.5GPa、0.6GPa至2GPa、或0.7GPa至1.5GPa的范围内。在横向上的弯曲模量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。

复合背衬材料的负荷变形响应(即,失效前的最大负荷的量度)可在不同温度下进行测量,例如与室温(约25℃)相比较,在研磨操作期间生成的高温。除了Instron测试机配备有原位炉之外,负荷变形响应根据用于得到复合背衬的拉伸强度性质的相同方法进行测量,所述原位炉以10℃/分钟的速率加热材料样品直到所需的测试温度(例如,100℃和130℃)。理想地,在与室温相比较高温下的负荷变形响应将包含为零的百分比减少(即,在高温下无负荷能力的损失);然而,实际变形响应包含非零百分比减少。令人惊讶且有益地,申请人已发现本文实施例包含在实际碾磨期间经历的高温下小于40%的百分比减少。

在一个实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在100℃下的负荷变形响应可包含小于40%,例如小于39%、小于38%、小于37%、小于35%、小于30%、小于20%、小于10%、小于9%、小于8%、小于7%、小于6%、小于5%、小于4%、小于3%、小于2%、或小于1.5%的百分比减少。而且,在100℃下的负荷变形响应是可测量的,使得在一个实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在100℃下的负荷变形响应大于0.1%,例如大于0.5%、或大于1%。与室温相比较,复合背衬材料在100℃下的负荷变形响应可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在100℃下的负荷变形响应为在1.44%至39%范围内的百分比减少。

在另一个实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在130℃下的负荷变形响应为小于60%,例如小于50%、小于40%、小于30%、小于20%、小于19%、小于18%、小于17%、小于16%、或甚至小于15.5%的百分比减少。在一个实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在130℃下的负荷变形响应为不小于15.1%的百分比减少。而且,在130℃下的负荷变形响应是可测量的,使得在一个实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在130℃下的负荷变形响应大于1%,例如大于5%、大于10%、或大于15%。与室温相比较,复合背衬材料在130℃下的负荷变形响应可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,与室温相比较,复合背衬材料在130℃下的负荷变形响应为在60%至15.1%范围内的百分比减少。

申请人发现,与常规硫化纤维背衬材料相比较,在高温下的变形负荷响应是这样小的百分比减少是令人惊讶和特别有益的。例如,常规硫化纤维背衬具有与室温相比较在100℃下至少40%的减少(与本发明的样品的仅1.44%的减少相比较),以及与室温相比较在130℃下至少66%的减少(与本发明的样品的仅15.1%的减少相比较)的变形响应。(参见图13-15)。申请人进一步指出,本发明的样品在130℃下令人惊讶且有益地实际上具有超过常规硫化纤维样品的最大负荷的最大负荷。

复合背衬材料和包括复合背衬材料的研磨制品实施例可具有在某些温度和相对湿度条件下的特定耐湿性和尺寸稳定性。申请人已发现,复合背衬材料实施例和包括复合背衬材料实施例的研磨制品实施例具有令人惊讶地有益的耐湿性和尺寸稳定性(即重量稳定性和对尺寸变化的抵抗性,例如对翘曲、卷曲和翘弯的抵抗性),如在某些温度和相对湿度条件下测量的。

在一个实施例中,置于在50℃的温度和25%相对湿度(RH)下的气候室中2.5小时的研磨制品可具有小于5.5%,例如小于5%、小于4%、小于3%、小于2%、甚至小于1.5%的重量增加%。理想地,研磨制品可不具有重量增加(即,0%的增加),然而,通常,研磨盘将具有大于零百分比的一些重量增加,例如大于0.1%、大于0.2%、大于0.3%、大于0.4%、大于0.5%、大于0.6%、大于0.7%、大于0.8%、大于0.9%或大于1.0%。在50℃和25%RH下的研磨制品的重量增加可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,在50℃和25%RH下研磨制品的重量增加在0.1%至5%,例如0.5%至4.5%的范围内。(参见图18)

在另一个实施例中,置于在35℃的温度和85%相对湿度(RH)下的气候室中2.5小时的研磨制品可具有小于2.25%,例如小于2%、小于1%、或甚至小于0.5%的重量增加%。理想地,研磨制品可不具有重量增加(即,0%的增加),然而,通常,研磨盘将具有大于零百分比的一些重量增加,例如大于0.1%、大于0.2%、或大于0.3%。在35℃和85%RH下的研磨制品的重量增加可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,在35℃和85%RH下的研磨制品的重量增加在0.1%至2.25%,例如0.2%至2%的范围内。(参见图21)

在一个实施例中,置于在50℃的温度和25%相对湿度(RH)下的气候室中2.5小时的研磨制品可具有通过选择研磨盘表面上的三个点测定的“三点尺寸稳定性”:点1在盘的左边缘处;点2在盘中心孔的边缘处;并且点3在盘的右边缘处(参见图17A-F),并且在盘置于气候室中之前和置于气候室中指定时间段之后,当盘平放时记录它们的垂直距离。所选点的垂直距离的差异可用于计算尺寸变化作为每个点的百分比差异。在一个实施例中,尺寸稳定性随所有三个点变化。在一个实施例中,研磨制品可具有在50℃和25%RH下的三点尺寸稳定性,其中所有三个点具有小于700%,例如小于600%、小于500%、小于400%、小于300%、小于200%、小于100%、小于50%、甚至小于25%的尺寸变化百分比(%)。理想地,研磨制品可不具有三点尺寸稳定性中的变化(即,0%的百分比变化),然而,通常,研磨制品所有三个点具有在50℃和25%RH下对于每个点大于零百分比的三点尺寸稳定性变化,例如大于0.1%、大于1%、大于2%、大于3%、大于5%、大于8%、大于10%、大于大于12%、大于14%或大于15%。所有三个点在50℃和25%RH下的三点尺寸稳定性可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,研磨制品可具有在50℃和25%RH下的三点尺寸稳定性,其中所有三个点的尺寸差异%在0.1%至700%,例如1%至650%的范围内。(参见图19)

在另一个实施例中,置于在35℃的温度和85%相对湿度(RH)下的气候室中2.5小时的研磨制品可具有通过选择研磨盘表面上的三个点测定的“三点尺寸稳定性”:点1在盘的左边缘处;点2在盘中心孔的边缘处;并且点3在盘的右边缘处(参见图20A-F),并且在盘置于气候室中之前和置于气候室中指定时间段之后,当盘平放时记录它们的垂直距离。所选点的垂直距离的差异可用于计算尺寸变化作为每个点的百分比差异。在一个实施例中,尺寸稳定性随所有三个点变化。在一个实施例中,研磨制品可具有在35℃和85%RH下的三点尺寸稳定性,其中所有三个点具有小于75%,例如小于70%、小于65%、小于60%、小于55%、小于50%、小于45%、小于40%、小于35%、小于30%、或甚至小于25%的尺寸变化百分比(%)。理想地,研磨制品可不具有三点尺寸稳定性中的变化(即,0%的百分比变化),然而,通常,研磨制品所有三个点具有在35℃和85%RH下对于每个点大于零百分比的三点尺寸稳定性变化,例如大于0.1%、大于1%、大于2%、大于3%、大于5%、大于8%、大于10%、大于大于12%、大于14%或大于15%。所有三个点在35℃和85%RH下的三点尺寸稳定性可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,研磨制品可具有在35℃和85%RH下的三点尺寸稳定性,其中所有三个点的尺寸差异%在0.1%至75%,例如1%至70%的范围内。(参见图22)

制备复合背衬材料的方法

混合第一聚合物组合物

第一聚合物组合物可包含如上所述的聚合物组合物。将第一聚合物组合物的成分充分混合在一起。混合可使用高剪切条件、中等剪切条件、低剪切条件或其组合进行。通常,混合发生直到成分充分混合。

在第一聚合物组合物混合期间,可将成分一个接一个地、分批地或一次全部地加入第一聚合物组合物中。通常,将成分一个接一个地加入第一聚合物组合物中。如果成分一个接一个地或分批地添加,则可搅拌第一聚合物组合物一段时间,直到成分充分混合入第一聚合物组合物。通常搅拌时间为约1分钟至约2小时,取决于加入第一聚合物组合物中的一种或多种成分。

在混合期间可根据需要调节第一聚合物组合物的温度。在混合期间第一聚合物组合物的温度可在约15℃至约45℃,例如约20℃至约25℃的范围内。可在混合期间调节第一聚合物组合物的pH。需要时,可通过加入酸、碱、缓冲溶液或其组合来调节pH。第一聚合物组合物的pH通常是碱性的,但可接近中性,例如在约7pH至约13pH的范围内。

水可根据需要以调节或控制第一聚合物组合物的粘度的量加入第一聚合物组合物中。可在制备第一聚合物组合物时监测其粘度。在一个实施例中,将第一聚合物组合物的粘度调节至特定范围内。在一个实施例中,基于加入第一聚合物组合物中的水,第一聚合物组合物的粘度在约10cps至约300cps,例如约50cps至约250cps、或约75cps至约200cps的范围内。

使非织造织物饱和

例如如上所述的合适非织造织物可通过任何合适的方式用第一聚合物组合物得到饱和(在本文中也称为“浸渍”),所述任何合适的方式施加足够量的第一聚合物组合物,使得非织造织物变得被第一聚合物组合物充分浸透。在一个实施例中,可通过用第一聚合物组合物或在第一聚合物组合物中浸入、喷雾、浸没、涂布或洗涤非织造织物或其组合来实现饱和。饱和可作为单个步骤或多个步骤发生,例如使用第一聚合物组合物的非织造织物的多个浸入步骤或多个喷雾步骤,或其组合。在一个具体实施例中,将非织造织物浸入第一聚合物组合物内。在另一个实施例中,用第一聚合物组合物喷雾非织造织物。

调节饱和度

调节第一聚合物组合物的饱和度可通过不过度劣化非织造织物的任何方法或机制来完成。调节第一聚合物组合物的合适方法和机制可重新施加和/或去除所需量的第一聚合物组合物,使得非织造织物具有所需量的饱和度。调节第一聚合物组合物的量可在单个步骤或多个步骤中完成。调节第一聚合物组合物的量可包括压制、挤压、刷涂、刮涂、吹塑、涂敷、印迹、辊涂、摇动或其组合等等。在一个具体实施例中,可例如在一对辊之间挤压聚合物浸渍的非织造织物,以调节饱和的背衬材料的饱和度。

固化

在用第一聚合物组合物使非织造织物饱和,以及任何任选地调节背衬材料的饱和量之后,饱和或饱和度调节的预固化非织造织物可经历部分至完全固化,以形成复合背衬材料(即,聚合物浸渍的非织造织物已用固化的聚合物饱和组合物浸渍)。固化可在单个步骤或多个步骤中进行。固化可通过暴露于热源(例如加热隧道或烘箱,包括多阶段烘箱等等)来完成。可替代的加热源可包括暴露于红外辐射灯等等。

在一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物在特定的温度或温度范围下固化。使非织造织物饱和的添加氨基或酚醛树脂被固化。在一个实施例中,固化温度为至少约95℃,例如至少约100℃,例如至少约110℃或至少约125℃。在一个实施例中,固化温度不大于约175℃,例如不大于约170℃、不大于约165℃、不大于约160℃、不大于约155℃或不大于约150℃。非织造织物的固化温度可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,固化温度可在不小于100℃至约150℃的范围内。

根据一个实施例,聚合物浸渍的非织造织物可被固化至特定程度(即,使背衬材料饱和的第一聚合物组合物被固化至特定程度)。在一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物可被部分固化或完全固化。在一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物被部分固化。在一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物被部分固化不大于95%,例如不大于90%、不大于80%、不大于70%、不大于60%、不大于55%或不大于50%。在一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物被部分固化不小于5%,例如不小于10%、不小于20%、不小于30%或不小于35%。部分固化聚合物浸渍的非织造织物的量可在包括先前上限和下限中任一对的范围内。在一个特定实施例中,聚合物浸渍的非织造织物被部分固化不大于95%且不小于5%,例如不大于60%且不小于20%、或不大于50%且不小于30%。

在另一个实施例中,聚合物浸渍的非织造织物可被固化到使部分固化的非织造织物的表面变得无粘性(即,不发粘、不粘住手指)的程度,但部分固化的织物仍然是柔软的,且适合进一步处理。

使聚合物浸渍的非织造织物部分至完全固化形成完全的聚合物浸渍的非织造织物。

施加前填料层

如上所述的第二聚合物组合物(前填料组合物)可通过将所需成分混合在一起来制备。将第二聚合物组合物的成分充分混合在一起。混合剪切条件、组分的添加、混合温度和组合物的pH范围如上文就第一聚合物组合物而言描述的。

水可根据需要以调节或控制第二聚合物组合物的粘度的量加入第二聚合物组合物中。可在制备第二聚合物组合物时监测其粘度。在一个实施例中,将第二聚合物组合物的粘度调节至特定范围内。在一个实施例中,基于加入第二聚合物组合物中的水,第二聚合物组合物的粘度在约900cps至约2000cps,例如约1000cps至约1900cps、约1100cps至约1800cps、或约1200cps至约1700cps的范围内。

前填料层可通过任何合适的涂布方法或涂布设备施加到聚合物浸渍的非织造织物的第一侧。合适的涂布设备可包括滴模涂布机、刮刀涂布机、帘式涂布机、模具涂布机或真空模具涂布机。涂布方法可包括接触或非接触涂布方法。合适的涂布方法可包括双辊涂布、三辊反向涂布、辊衬刮刀式涂布、狭缝模具涂布、凹版涂布、旋转印刷、挤出、喷涂或其组合。

使前填料层固化

可以与如上文就第一聚合物组合物而言描述的相同方式部分至完全固化第二聚合物组合物。在一个特定实施例中,第二聚合物组合物被部分固化至不大于60%且不小于20%。在一个特定实施例中,第二聚合物组合物固化温度在不小于100℃至约150℃的范围内。

将前填料层压延

可任选地处理前填料层以使前填料层的表面平滑。前填料层可通过任何已知的可接受的工艺来平滑。在一个实施例中,执行前填料层的压延。

施加后填料层

如上所述的第三聚合物组合物(后填料组合物)可通过将所需成分混合在一起来制备。将第三聚合物组合物的成分充分混合在一起。混合剪切条件、组分的添加、混合温度和组合物的pH范围如上文就第一聚合物组合物而言描述的。

水可根据需要以调节或控制第三聚合物组合物的粘度的量加入第三聚合物组合物中。可在制备第三聚合物组合物时监测其粘度。在一个实施例中,将第三聚合物组合物的粘度调节至特定范围内。在一个实施例中,基于加入第三聚合物组合物中的水,第三聚合物组合物的粘度在约900cps至约2000cps,例如约1000cps至约1900cps、约1100cps至约1800cps、或约1200cps至约1700cps的范围内。

后填料层可通过任何合适的涂布方法或涂布设备施加到聚合物浸渍的非织造织物的第二侧。合适的涂布设备可包括滴模涂布机、刮刀涂布机、帘式涂布机、模具涂布机或真空模具涂布机。涂布方法可包括接触或非接触涂布方法。合适的涂布方法可包括双辊涂布、三辊反向涂布、辊衬刮刀式涂布、狭缝模具涂布、凹版涂布、旋转印刷、挤出、喷涂或其组合。

使后填料层固化

可以与如上文就第一聚合物组合物而言描述的相同方式部分至完全固化第三聚合物组合物。在一个特定实施例中,第三聚合物组合物被部分固化至不大于60%且不小于20%。在一个特定实施例中,第三聚合物组合物固化温度在不小于100℃至约150℃的范围内。在后填料层的固化完成后,复合背衬材料完成。复合背衬材料可贮存或经历例如构造涂布研磨制品所需的另外处理。

将后填料层压延

可任选地处理后填料层以使后填料层的表面平滑。后填料层可通过任何已知的可接受的工艺来平滑。在一个实施例中,执行后填料层的压延。

涂布磨料的制备

复合背衬材料可用于制备涂布研磨制品。在一个实施例中,研磨层设置在复合背衬材料上。任选地,可将制备涂布研磨制品领域中已知的上胶涂层、超级上胶涂层、底涂层或者任何其他数目的柔性层或中间层施加至氨基或酚醛树脂处理的背衬,以构造涂布研磨制品。

研磨层

研磨层可包含底胶或研磨浆料。底胶或研磨浆料可包含由聚合物粘结剂组合物保留的多个磨粒,在本文中也称为研磨晶粒。聚合物粘结剂组合物可以是水性组合物。聚合物粘结剂组合物可以是热固性组合物、辐射固化组合物或其组合。

研磨晶粒

研磨晶粒可基本上包括单相无机材料,例如氧化铝、碳化硅、二氧化硅、二氧化铈,以及更硬的高性能超级研磨晶粒,例如立方氮化硼和金刚石。另外,研磨晶粒可包括复合颗粒材料。这样的材料可包括聚集体,其可通过浆料处理途径形成,所述浆料处理途径包括通过挥发或蒸发去除液体载体,留下生聚集体,任选地随后为高温处理(即,烧制),以形成可用的烧制聚集体。此外,研磨区域可包括经改造的研磨,包括宏观结构和特定的三维结构。

在一个示例性实施例中,将研磨晶粒与粘结剂制剂共混,以形成研磨浆料。可替代地,在将粘结剂制剂涂布在背衬上之后,将研磨晶粒施加在粘结剂制剂上。任选地,可将功能性粉末施加在研磨区域上,以防止研磨区域粘住图案化工具。可替代地,可在不存在功能性粉末的研磨区域中形成图案。

研磨晶粒可由研磨晶粒中的任一种或组合形成,所述研磨晶粒包括二氧化硅、氧化铝(熔融或烧结的)、氧化锆、氧化锆/氧化铝氧化物、碳化硅、石榴石、金刚石、立方氮化硼、氮化硅、二氧化铈、二氧化钛、二硼化钛、碳化硼、氧化锡、碳化钨、碳化钛、氧化铁、氧化铬、燧石、金刚砂。例如,研磨晶粒可选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金刚石、共熔氧化铝、氧化锆、二氧化铈、二硼化钛、碳化硼、燧石、金刚砂、氮化铝及其共混物。已通过使用主要由α-氧化铝组成的致密研磨晶粒产生了特定实施例。

研磨晶粒也可具有特定的形状。这种形状的例子包括杆、三角形、棱锥体、圆锥体、实心球体、中空球体等等。可替代地,研磨晶粒可以是随机成形的。

在一个实施例中,研磨晶粒可具有不大于800微米,例如不大于约700微米、不大于500微米、不大于200微米或不大于100微米的平均晶粒尺寸。在另一个实施例中,研磨晶粒尺寸为至少0.1微米、至少0.25微米或至少0.5微米。在另一个实施例中,研磨晶粒尺寸为约0.1微米至约200微米,且更通常为约0.1微米至约150微米、或约1微米至约100微米。研磨晶粒的晶粒尺寸通常被指定为研磨晶粒的最长尺寸。一般地,存在晶粒尺寸的范围分布。在一些情况下,严格控制晶粒尺寸分布。

粘结剂-底胶或研磨浆料涂层

底胶或上胶涂层的粘结剂可由单一聚合物或聚合物的共混物形成。例如,粘结剂可由环氧树脂、丙烯酸类聚合物或其组合形成。另外,粘结剂可包括填料,例如纳米尺寸填料或纳米尺寸填料和微米尺寸填料的组合。在一个特定实施例中,粘结剂是胶体粘结剂,其中固化形成粘结剂的制剂是包括颗粒填料的胶体悬浮液。可替代地或另外,粘结剂可以是包括亚微米颗粒填料的纳米复合物粘结剂。

粘结剂一般包括聚合物基质,其将研磨晶粒粘结到背衬或柔性涂层(如果存在的话)。通常,粘结剂由固化的粘结剂制剂形成。在一个示例性实施例中,粘结剂制剂包括聚合物组分和分散相。

粘结剂制剂可包括用于制备聚合物的一种或多种反应组成成分或聚合物组成成分。聚合物组成成分可包括单体分子、聚合物分子或其组合。粘结剂制剂还可包含选自溶剂、增塑剂、链转移剂、催化剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应介质和用于影响分散体的流动性的试剂的组分。

聚合物组成成分可形成热塑性塑料或热固性材料。例如,聚合物组成成分可包括用于形成聚氨酯、聚脲、聚合环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚硅氧烷(硅酮)、聚合醇酸树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚丁二烯的单体和树脂,或一般是用于生产热固性聚合物的反应性树脂。另一个例子包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物组成成分。前体聚合物组成成分通常是可固化的有机材料(即,能够在暴露于热或其他能量源(例如电子束、紫外光、可见光等)时,或在促使聚合物固化或聚合的化学催化剂、水分或其他试剂加入后随时间聚合或交联的聚合物单体或材料)。前体聚合物组成成分例子包括用于形成氨基聚合物或氨基塑料聚合物的反应性组成成分,例如烷基化脲-甲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物和烷基化苯并胍胺-甲醛聚合物;丙烯酸酯聚合物包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸烷基酯、丙烯酸酯化环氧树脂、丙烯酸酯化氨基甲酸酯、丙烯酸酯化聚酯、丙烯酸酯化聚醚、乙烯基醚、丙烯酸酯化油或丙烯酸酯化硅酮;醇酸树脂聚合物例如氨基甲酸酯醇酸树脂聚合物;聚酯聚合物;反应性氨基甲酸酯聚合物;酚醛聚合物例如可熔性酚醛树脂和酚醛清漆聚合物;酚醛/胶乳聚合物;环氧聚合物例如双酚环氧聚合物;异氰酸酯;异氰脲酸酯;包括烷基烷氧基硅烷聚合物的聚硅氧烷聚合物;或反应性乙烯基聚合物。粘结剂制剂可包括单体、低聚物、聚合物或其组合。在一个特定实施例中,粘结剂制剂包括当固化时可交联的至少两类聚合物的单体。例如,粘结剂制剂可包括当固化时形成环氧树脂/丙烯酸类聚合物的环氧树脂组成成分和丙烯酸类组成成分。

上胶涂层

涂布研磨制品可包含上覆研磨层的上胶涂层。上胶涂层可与用于形成研磨层的聚合物粘结剂组合物相同或不同。上胶涂层可包含可用作上胶涂层的本领域已知的任何常规组合物。在一个实施例中,上胶涂层包含上覆研磨层的聚合物粘结剂组合物的常规已知的组合物。在另一个实施例中,上胶涂层包含与研磨层的聚合物粘结剂组合物相同的成分。在一个具体实施例中,上胶涂层包含与研磨层的聚合物粘结剂组合物相同的成分和一种或多种疏水性添加剂。在一个具体实施例中,疏水性添加剂可以是蜡、卤化有机化合物、卤素盐、金属或金属合金。

超级上胶涂层

涂布研磨制品可包含上覆上胶涂层的超级上胶涂层。超级上胶涂层可与聚合物粘结剂组合物或上胶涂层组合物相同或不同。超级上胶涂层可包含可用作超级上胶涂层的本领域已知的任何常规组合物。在一个实施例中,超级上胶涂层包含上覆上胶涂层组合物的常规已知的组合物。在另一个实施例中,该超级上胶涂层包含与上胶涂层组合物或研磨层的聚合物粘结剂组合物中的至少一种相同的成分。在一个具体实施例中,超级上胶涂层包含与研磨层的聚合物粘结剂组合物或上胶涂层的组合物相同的组合物加上一种或多种碾磨助剂。

合适的碾磨助剂可以是基于无机的;例如卤盐,例如钠冰晶石,和四氟硼酸钾;或基于有机的,例如月桂基硫酸钠,或氯化蜡例如聚氯乙烯。在一个实施例中,碾磨助剂可以是环境可持续的材料。

添加剂

用于形成复合背衬材料的不同聚合物组合物中的任一种;即第一聚合物组合物(浸入填料)、第二聚合物组合物(前填料)和第三聚合物组合物(后填料);以及涂布研磨制品的组分层;即粘结剂(作为底胶或浆料涂层)、上胶涂层组合物和超级上胶涂层组合物可包含一种或多种添加剂。

合适的添加剂可包括碾磨助剂、纤维、润滑剂、润湿剂、触变材料、表面活性剂、增稠剂、颜料、染料、抗静电剂、偶联剂、增塑剂、悬浮剂、pH改性剂、粘结促进剂、润滑剂、杀菌剂、杀真菌剂、阻燃剂、脱气剂、防尘剂、双功能材料、引发剂、链转移剂、稳定剂、分散剂、反应介质、着色剂和消泡剂。可选择这些添加剂材料的量以提供所需的性质。这些任选的添加剂可存在于根据本公开内容的实施例的涂布研磨产品的整个系统的任何部分中。

图2中所示的是涂布研磨制品200的一个实施例,通常称为“涂布磨料”。

实例

实例1:制备复合背衬材料

A.非织造缝编织物

获得非织造缝编织物的几个样品用于形成本发明的研磨制品。非织造缝编织物由通过针刺程序形成的100%聚酯互锁幅材形成,所述针刺程序使用以每单位面积约10-50斯托克斯的速率的0-15mm穿透。如在针刺程序后测量的,非织造织物具有在约100GSM至约300GSM(即克/平方米,或g/m2)的范围内的纤维重量。随后将三层非织造幅材用缝合线缝合在一起、交替横向铺设和纵向铺设非织造幅材,以形成非织造缝编织物。非织造缝编织物具有380GSM的重量,以及1.0mm至2.0mm的厚度。

随后用第一聚合物组合物浸渍非织造缝编织物,所述第一聚合物组合物通过将下述成分混合在一起制备:

按重量计1份低温(LT)可熔性酚醛树脂

按重量计1份高温(HT)可熔性酚醛树脂,和

根据需要的水,以实现所需粘度。

将水加入到低温和高温可熔性酚醛树脂的混合物中并混合,以实现在约50至200厘泊(cP)范围内的所需粘度。

通过将织物浸没(浸入)在第一聚合物组合物中,用第一聚合物组合物浸渍缝编非织造织物。饱和的织物随后经过一对挤压辊,以挤出过量的第一聚合物组合物。使饱和织物经过加热隧道,以使第一聚合物组合物部分固化。加热隧道具有温度范围高达180℃的几个加热区带,并且加热隧道中的停留时间为2.0小时至4小时。聚合物浸渍的织物被部分固化(即,未完全固化)至约40%固化,直到使得它不再有发粘的触感,但保持足够的柔性以进一步处理。

通过将下述成分混合在一起来制备前填料组合物:

按重量计2份低温可熔性酚醛树脂

按重量计1份高温可熔性酚醛树脂,

按重量计1.5份碳酸钙和

根据需要的水,以保持所需粘度。

将水加入聚合物混合物中,以实现在约900至1700厘泊(cP)范围内的所需粘度。通过辊式涂布机将前填料组合物施加到聚合物浸渍的非织造织物的第一侧,并且随后经过加热隧道以使前填料组合物部分固化。加热隧道具有温度范围高达170℃的几个加热区带,并且加热隧道中的停留时间为0.5小时至1.5小时。前填料组合物部分固化(即,未完全固化)至约40%。在部分固化后,将前填料组合物压延,随后进一步处理聚合物浸渍的非织造织物。

通过将下述成分混合在一起来制备后填料组合物:

43.9重量%的丙烯酸类胶乳树脂

13.2重量%的酚醛树脂,

0.2重量%的氨,

1.3重量%的增稠剂

0.2重量%的颜料

26.3重量%的碳酸钙和

根据需要的水,以保持所需粘度。

将水加入聚合物混合物中,以实现在约1300至2000厘泊(cP)范围内的所需粘度。通过辊式涂布机将后填料组合物施加到聚合物浸渍的非织造织物的第二侧,并且随后经过加热隧道以使后填料组合物部分固化。加热隧道具有温度范围高达170℃的几个加热区带,并且加热隧道中的停留时间为0.5小时至1.5小时。后填料组合物部分固化(即,未完全固化)至约40%。在部分固化后,将后填料组合物压延,并且因此将聚合物浸渍的非织造织物形成为复合背衬材料。随后测试复合背衬材料,并进一步处理复合背衬材料的样品,以制备涂布研磨制品。

实例2:拉伸强度和伸长率测试

进行比较硫化纤维样品和本发明复合背衬材料样品的拉伸强度测试和弯曲模量测试。

在纵向(M/D)上的拉伸强度使用具有2kN负荷传感器的Instron 5982进行测量。复合背衬材料样品具有200mm的总样品长度、25mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以300mm/分钟的变形速率进行测试。本发明的样品具有略微小于100Kgf/25mm的在纵向上的拉伸强度。比较样品具有正好超过160Kgf/25mm的在纵向上的拉伸强度。结果显示于图6中。

在纵向(C/D)上的拉伸强度使用具有2kN负荷传感器的Instron 5982进行测量。复合背衬材料样品具有200mm的总样品长度、25mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以300mm/分钟的变形速率进行测试。本发明的样品具有略微小于60Kgf/25mm的在横向上的拉伸强度。比较样品具有正好低于125Kgf/25mm的在纵向上的拉伸强度。结果显示于图7中。

在纵向(M/D)上的弯曲模量使用具有10KN负荷传感器的Instron 5966进行测量。复合背衬材料样品具有10cm的总样品长度、1英寸mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以1mm/分钟的变形速率(使用弯曲夹具:三点弯曲)进行测试,其中测试基于ASTM D-790。本发明的样品具有略微小于2GPa的在纵向上的弯曲模量。比较样品具有正好低于6GPa的在纵向上的弯曲模量。结果显示于图8中。

在横向(C/D)上的弯曲模量使用具有10KN负荷传感器的Instron 5966进行测量。复合背衬材料样品具有10cm的总样品长度、1英寸mm的样品宽度、127mm的标距长度,并且以1mm/分钟的变形速率(使用弯曲夹具:三点弯曲)进行测试,其中测试基于ASTM D-790。本发明的样品具有略微小于1GPa的在横向上的弯曲模量。比较样品具有大约4.5GPa的在横向上的弯曲模量。结果显示于图9中。

实例3:研磨盘结构

使用实例1中制备的复合背衬材料样品制备研磨盘。使用常规硫化纤维基底制备比较研磨盘。本发明的研磨盘和比较研磨盘之间的唯一区别是背衬材料。

实例4:研磨盘的现场测试-柚木和玫瑰木

进行实例3中制备的研磨盘的研磨测试。根据下述条件和程序对木制家具(柚木和玫瑰木)进行打磨。

应用:木制家具的手工打磨。

研磨产品:4或5英寸研磨盘样品(氧化铝晶粒80粒度或120粒度)

工具:4或5英寸具有后备垫的角磨机。

工件:家具(柚木或玫瑰木)。

操作参数:最大RPM 1200,在平坦和弯曲表面上手工打磨。

测量参数:通过目视检查判断工件的表面光洁度。

当研磨盘由于切屑而变钝或堵塞,使得在木材上产生可观察到的烧伤痕迹时,发生研磨盘的寿命终结。记录在盘的寿命结束之前成功磨损的木制家具件数,并用于估计磨损的木材的大致总体积。

本发明和比较样品之间的唯一区别是背衬材料。

研磨测试的结果显示于图12中。如图12中所示,与常规硫化纤维盘相比较,对于柚木(柚木1和柚木2)和玫瑰木(玫瑰木1)两者,本发明的研磨盘样品具有明显更高的去除的累积材料体积(“碾磨体积”)。

观察到常规研磨盘在使用大约30分钟后达到寿命终点。图10是在使用寿命结束时常规盘的钝的和切屑堵塞的表面的图像。相比之下,图11是在使用30分钟时本发明的研磨盘的图像。本发明的盘显示磨损,但仍存在可用于进一步碾磨的暴露的磨粒,并且存在较少的切屑积累。本发明的盘能够在达到寿命结束之前使用大约50分钟。

实例5:研磨制品负荷变形测试

在室温(约25℃)、100℃和130℃下,进行复合背衬材料样品和常规背衬硫化纤维材料样品的负荷变形响应测试(即,失效前的最大负荷的量度)。除了Instron测试机配备有原位炉之外,根据如上所述的用于得到拉伸强度测试的相同方法测量负荷变形响应,所述原位炉以10℃/分钟的速率加热材料样品直到所需的测试温度(例如,100℃和130℃)。比较硫化纤维样品的结果显示于图13中。本发明的复合背衬样品的结果显示于图14中。令人惊讶地且有益地,与室温相比较,本发明的样品具有在100℃下仅1.4%的最大负荷的百分比减少。形成鲜明对比的是,与室温相比较,常规硫化纤维样品具有在100℃下40%的最大负荷的百分比减少。此外,令人惊讶地且有益地,与室温相比较,本发明的样品具有在130℃下仅13%的最大负荷的百分比减少。形成鲜明对比的是,与室温相比较,常规硫化纤维样品具有在130℃下66%的最大负荷的百分比减少。

此外,如图15中所示,令人惊讶地且有益地,与常规硫化纤维样品(略微低于50Kgf)相比较,本发明的样品具有在130℃下显著更高的最大负荷(大约70Kgf)。

实例6-弯曲模量测试横向

在室温(约25℃)、100℃和130℃下,使实例5的本发明和比较样品在横向上经历弯曲模量测试。结果显示于图16中。

如图16中所示,本发明的样品在所有测试温度下具有在横向上较低的弯曲模量。这是令人惊讶的结果,因为出乎意料的是本发明的样品将具有较低的弯曲模量,同时仍具有在实例5中观察到的有益的负荷变形响应。

实例7-尺寸稳定性测试-50℃和25%相对湿度

使如制备用于实例4中的现场测试的本发明的涂布研磨盘和比较研磨盘经历尺寸稳定性测试,以测量研磨盘的重量增加和尺寸变形。本发明和比较研磨盘之间的唯一区别是背衬材料。

将本发明的盘和比较盘置于设定为50℃和25%相对湿度的气候室中2.5小时。图17A(比较样品)以及图17C和图17E(本发明的样品)显示了在置于气候室之前的样品。图17B(比较样品)以及图17D和图17F(本发明的样品)显示了在置于气候室中固定时间量之后的样品。如图17B中所示,常规硫化纤维研磨盘遭受显著的尺寸变形(盘的严重卷曲和翘弯)。如图17D和17F中所示,本发明的样品遭受非常小的尺寸变形。

增加的重量百分比(%)显示于图18中。如可见的,常规样品增加大于5%的重量。本发明的样品仅增加略微超过1%的重量。

盘尺寸的变化显示于图19中。通过选择研磨盘表面上的三个点来记录盘尺寸的变化,点1在盘的左边缘处,点2在盘中心孔的边缘处,并且点3在盘的右边缘处(参见图17A-F),并且在盘平放时记录它们的垂直距离。在置于气候室中之前和置于气候室中之后记录所选点的垂直距离的差异,并用于计算每个点的百分比差异的变化。如可见的,常规样品具有从700%变为略低于1400%的尺寸变化,指示严重的翘曲和边缘变形。相比之下,本发明的样品具有几乎无法测量的翘曲或变形。

实例8-尺寸稳定性测试-35℃和85%相对湿度

使如制备用于实例4中的现场测试的本发明的涂布研磨盘和比较研磨盘再次经历尺寸稳定性测试,以测量研磨盘的重量增加和尺寸变形。本发明和比较研磨盘之间的唯一区别是背衬材料。

将本发明的盘和比较盘置于设定为35℃和85%相对湿度的气候室中2.5小时。图20A(比较样品)以及图20C和图20E(本发明的样品)显示了在置于气候室之前的样品。图20B(比较样品)以及图20D和图20F(本发明的样品)显示了在置于气候室中固定时间量之后的样品。如图20B中所示,常规硫化纤维研磨盘遭受一些尺寸变形(一些翘曲和翘弯)。如图20D和20F中所示,本发明的样品遭受非常小的尺寸变形。

增加的重量百分比(%)显示于图21中。如可见的,常规样品增加略微大于2%的重量。本发明的样品仅增加约0.25%的重量。

盘尺寸的变化显示于图22中。通过选择沿研磨盘的中心线的三个点来记录盘尺寸的变化,点1在盘的左边缘处,点2在盘中心孔的边缘处,并且点3在盘的右边缘处。如可见的,常规样品具有从正好低于80%变为略低于120%的尺寸变化,指示可观的边缘变形。本发明的样品尺寸变形范围从高大约25%到小于5%,指示显著稳定性。

在前文中,提及具体实施例和某些部件的联系是举例说明性的。应当理解提及作为联接或联系的部件预期公开所述部件之间的直接联系或者通过一个或多个插入部件的间接联系,如进行如本文讨论的方法应理解的。像这样,上文公开的主题视为举例说明性而不是限制性的,并且所附权利要求预期涵盖落入本发明的真实范围内的所有此类修饰、增强及其他实施例。此外,并非需要上文在一般描述或例子中所述的所有活动,可能不需要特定活动的一部分,并且除了所述的那些之外可执行一个或多个另外的活动。再进一步地,列出活动的顺序不一定是执行它们的顺序。

本公开内容伴随它不用于限制权利要求的范围或含义的理解提交。另外,在前文的公开内容中,为了清楚起见,在分开实施例的上下文中在本文中描述的某些特征也可在单个实施例中组合地提供。相反地,为了简便起见,在单个实施例的上下文中描述的不同特征也可分开地或以任何子组合提供。而且,本发明的主题可涉及所公开实施例中任何的少于所有特征。

益处、其他优点和问题的解决方法已关于具体实施例如上进行描述。然而,益处、优点、问题的解决方法和可能使任何益处、优点或解决方法出现或变得更明显的任何特征不应被解释为任何权利要求或所有权利要求的关键、所需或必要特征。

实施例1.一种复合背衬材料,所述复合背衬材料包含:

用第一聚合物组合物浸渍的非织造织物,

设置在所述非织造织物的第一侧上的前填料层;和

设置在所述非织造织物的第二侧上的后填料层。

实施例2.实施例1的复合背衬材料,其中所述第一聚合物组合物包含酚类组合物。

实施例3.实施例2的复合背衬材料,其中所述第一聚合物组合物包含可熔性酚醛树脂组合物。

实施例4.实施例3的复合背衬材料,其中所述可熔性酚醛树脂组合物包含第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂的组合。

实施例5.实施例4的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂包含在0.95至2.5的范围内的甲醛/酚的比率(F/P比)。

实施例6.实施例4的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂包含在5分钟至30分钟范围内的在121℃下的凝胶时间。

实施例7.实施例4的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂包含在100%至600%范围内的耐水性。

实施例8.实施例4的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂包含在1.6至1.8范围内的F/P比,在8-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在150至300%范围内的耐水性。

实施例9.实施例4的复合背衬材料,其中所述第二可熔性酚醛树脂包含在0.95至2.5的范围内的甲醛/酚的比率(F/P比)。

实施例10.实施例4的复合背衬材料,其中所述第二可熔性酚醛树脂包含在5分钟至30分钟范围内的在121℃下的凝胶时间。

实施例11.实施例4的复合背衬材料,其中所述第二可熔性酚醛树脂包含在100%至600%范围内的耐水性。

实施例12.实施例4的复合背衬材料,其中所述第二可熔性酚醛树脂包含在1.6至1.8范围内的F/P比,在8-12分钟范围内的在121℃下的凝胶时间;以及在150至300%范围内的耐水性。

实施例13.实施例4的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂和所述第二可熔性酚醛树脂以范围为1:9至9:1,例如1:2至2:1;1:1.5至1.5:1;1:1.25至1.25:1;或约1:1的比率(第一树脂:第二树脂)存在。

实施例14.实施例1的复合背衬材料,其中固化的所述第一聚合物组合物包含:

约40重量%至60重量%的第一酚醛树脂;和

约40重量%至60重量%的第二酚醛树脂。

实施例15.实施例1的复合背衬材料,其中未固化的所述第一聚合物组合物包含:

约35重量%至55重量%的第一酚醛树脂;

约35重量%至55重量%的第二酚醛树脂;和

约5重量%至10重量%的水。

实施例16.实施例1的复合背衬材料,其中所述第一聚合物组合物均匀分散在所述非织造织物各处。

实施例17.实施例1的复合背衬材料,其中所述第一聚合物组合物的量包含200g/m2至650g/m2;约250g/m2至600g/m2;约300g/m2至550g/m2;或约400g/m2至500g/m2

实施例18.实施例1的复合背衬材料,其中所述前填料层包含第二聚合物组合物。

实施例19.实施例18的复合背衬材料,其中所述第二聚合物组合物包含第一可熔性酚醛树脂和第二可熔性酚醛树脂。

实施例20.实施例19的复合背衬材料,其中所述第一可熔性酚醛树脂/第二可熔性酚醛树脂的比率(第一树脂:第二树脂)在约1:9至9:1,例如约1:4至4:1,例如约1:3至3:1,或约1:2至2:1的范围内。

实施例21.实施例19的复合背衬材料,其中所述第二聚合物组合物还包含填料。

实施例22.实施例21的复合背衬材料,其中固化的所述第二聚合物组合物包含:

约15重量%至30重量%的第一酚醛树脂;

约40重量%至55重量%的第二酚醛树脂;和

约25重量%至40重量%的填料。

实施例23.实施例21的复合背衬材料,其中未固化的所述第二聚合物组合物包含:

约15重量%至28重量%的第一酚醛树脂;

约32重量%至52重量%的第二酚醛树脂;

约24重量%至40重量%的填料;和。

约2重量%至10重量%的水。

实施例24.实施例21的复合背衬材料,其中所述第二聚合物组合物的量包含约5g/m2至200g/m2;例如约20g/m2至175g/m2;约30g/m2至125g/m2;或40g/m2至100g/m2

实施例25.实施例1的复合背衬材料,其中所述后填料层包含第三聚合物组合物。

实施例26.实施例25的复合背衬材料,其中所述第三聚合物组合物包含丙烯酸类胶乳树脂。

实施例27.实施例26的复合背衬材料,其中所述第三聚合物组合物还包含可熔性酚醛树脂。

实施例28.实施例27的复合背衬材料,其中所述第三聚合物组合物还包含填料。

实施例29.实施例28的复合背衬材料,其中固化的所述第三聚合物组合物包含:

约40重量%至62重量%的丙烯酸类胶乳树脂;

约12重量%至20重量%的酚醛树脂;和

约25重量%至40重量%的填料。

实施例30.实施例28的复合背衬材料,其中未固化的所述第三聚合物组合物包含:

约25重量%至55重量%的丙烯酸类胶乳树脂;

约10重量%至20重量%的酚醛树脂;

约20重量%至30重量%的填料;和。

约10重量%至20重量%的水。

实施例31.实施例28的复合背衬材料,其中所述第三聚合物组合物还包含增稠剂。

实施例32.实施例25的复合背衬材料,其中所述第三聚合物组合物的量包含约5g/m2至200g/m2;约30g/m2至150g/m2;40g/m2至120g/m2;60g/m2至100g/m2

实施例33.实施例1的复合背衬材料,其中所述非织造织物是缝编织物。

实施例34.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含经线缝编织物、纬线缝编织物或其组合。

实施例35.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含多个幅材。

实施例36.实施例35的复合背衬材料,其中所述多个幅材包括设置在纵向铺设幅材上的横向铺设幅材。

实施例37.实施例35的复合背衬材料,其中所述多个幅材包括至少2个幅材和不大于10个幅材。

实施例38.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物具有在至少50克每平方米(GSM)和不大于600GSM;例如约100GSM至500GSM;约200GSM至400GSM;约300GSM至390GSM范围内的重量。

实施例39.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含棉、聚酯、尼龙、黄麻、芳纶、粘胶纤维或其组合。

实施例40.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含原生纤维、再生纤维或其组合。

实施例41.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含抗静电剂。

实施例42.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物包含马利瓦特织物、马利维斯织物、马利莫织物、马利波尔织物、沃尔特斯织物、库尼特织物、多针织物或其组合。

实施例43.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物具有在不小于1Kg/25mm且不大于100Kg/25mm的范围内的在纵向上的拉伸强度。

实施例44.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物具有在不小于1Kg/25mm且不大于100Kg/25mm的范围内的在横向上的拉伸强度。

实施例45.实施例33的复合背衬材料,其中所述缝编织物具有不小于15kg/25mm的在纵向和横向上的拉伸强度。

实施例46.实施例1的复合背衬材料,其中所述非织造织物的重量/所述第一聚合物组合物的重量的比率是在1:9至9:1,例如1:2至2:1;1:1.5至1.5:1;1:1.25至1.25:1;或约1:1范围内的比率(重量nw:重量浸入)。

实施例47.实施例18的复合背衬材料,其中所述非织造织物的重量/所述第二聚合物组合物的重量的比率是在1:9至9:1,例如1:2至2:1;1:1.5至1.5:1;1:1.25至1.25:1;或约1:1范围内的前填料质量/非织造织物质量的比率(重量nw:重量)。

实施例48.实施例25的复合背衬材料,其中所述非织造织物的重量/所述第三聚合物组合物的重量的比率是在1:9至9:1,例如1:2至2:1;1:1.5至1.5:1;1:1.25至1.25:1;或约1:1范围内的前填料质量/非织造织物质量的比率(重量nw:重量)。

实施例49.实施例1的复合背衬材料,所述复合背衬材料具有在0.5mm至5mm的范围内的总厚度。

实施例50.实施例1的复合背衬材料,其中所述复合背衬材料具有在60Kg/25mm至160Kg/25mm的范围内的在纵向上的拉伸强度。

实施例51.实施例1的复合背衬材料,其中所述背衬材料具有在50Kg/25mm至110Kg/25mm的范围内的在横向上的拉伸强度。

实施例52.实施例1的复合背衬材料,其中所述复合背衬材料具有在1GPa至7GPa的范围内的在纵向上的弯曲模量。

实施例53.实施例1的复合背衬材料,其中所述背衬材料具有在0.5GPa至5GPa的范围内的在横向上的挠曲模量。

实施例54.一种涂布研磨制品,所述涂布研磨制品包括:

复合背衬材料;和

设置在所述复合背衬材料上的研磨层。

实施例55.实施例53的研磨制品,其中所述复合背衬材料包含:

用第一聚合物组合物浸渍的非织造织物,

设置在所述非织造织物的第一侧上的前填料层;和

设置在所述非织造织物的第二侧上的后填料层。

实施例56.实施例55研磨制品,其中所述非织造织物是缝编织物。

实施例57.实施例55的研磨制品,其中所述研磨层包含粘结剂组合物和设置在所述粘结剂组合物上或所述粘结剂组合物中的磨粒。

实施例58.实施例57的研磨制品,其中所述粘结剂组合物包含聚合物粘结剂组合物。

实施例59.实施例57的研磨制品,其中所述研磨层包括设置在所述粘结剂组合物上的磨粒。

实施例60.实施例57的研磨制品,其中所述研磨层包含分散在所述粘结剂组合物中的磨粒的研磨浆料。

实施例61.实施例54的研磨制品,所述研磨制品还包括设置在所述研磨层上的上胶涂层。

实施例62.实施例57的研磨制品,所述研磨制品还包括设置在所述上胶涂层上的超级上胶涂层。

实施例63.实施例55的研磨制品,其中所述研磨制品具有在30分钟内至少1000cm3的柚木木材材料切割等级。

实施例64.实施例55的研磨制品,其中所述研磨制品具有在30分钟内至少500cm3的玫瑰木木材材料切割等级。

实施例65.实施例55的研磨制品,其中所述研磨制品具有至少35分钟的柚木现场测试寿命。

实施例66.实施例55的研磨制品,其中与常规研磨制品相比较,所述研磨制品具有至少20%的改进的研磨性能(碾磨体积),其中所述研磨制品和比较研磨制品之间的唯一区别在于所述比较研磨制品的背衬材料是硫化纤维。

实施例67.实施例57的研磨制品,其中所述研磨制品具有与常规研磨制品相同的柚木切割等级,但是所述研磨制品具有的磨粒量不大于常规研磨制品的磨粒量的90%,例如不大于85%、不大于80%、不大于75%、不大于70%、不大于65%、不大于60%、不大于55%、不大于50%、不大于45%、不大于40%、不大于35%、不大于30%、不大于25%、不大于20%、不大于15%、不大于10%或不大于常规研磨制品的磨粒量的5%,并且所述研磨制品和所述比较研磨制品之间唯一的其他区别在于所述比较研磨制品的背衬材料是硫化纤维。

实施例68.实施例55的研磨制品,其中与常规研磨制品相比较,所述研磨制品具有较低的比磨削能(SGE),其中所述研磨制品和比较研磨制品之间的唯一区别在于所述比较研磨制品的背衬材料是硫化纤维。

实施例69.实施例55的研磨制品,其中与室温相比较,所述研磨制品具有在130℃下不大于50%的最大负荷减少。

实施例70.实施例55的研磨制品,其中当所述研磨制品置于在50℃的温度和25%相对湿度(RH)的气候室中2.5小时时,具有小于5.5%的重量增加%。

实施例71.实施例55的研磨制品,其中当所述研磨制品置于在35℃的温度和85%相对湿度(RH)的气候室中2.5小时时,具有小于2.25%的重量增加%。

实施例72.实施例55的研磨制品,其中当所述研磨制品置于在50℃的温度和25%相对湿度(RH)的气候室中2.5小时时,具有三点尺寸稳定性,其中所有三个点具有小于700%的尺寸变化%。

实施例73.实施例55的研磨制品,其中当所述研磨制品置于在35℃的温度和85%相对湿度(RH)的气候室中2.5小时时,具有三点尺寸稳定性,其中所有三个点具有小于75%的尺寸变化%。

实施例74.实施例55的研磨制品,其中所述研磨制品采取带、片、盘、多个翼片或其组合的形式。

实施例75.实施例74的研磨制品,其中所述盘形状可以是圆形、规则多边形、不规则多边形、玫瑰花结或其组合。

实施例76.实施例74的研磨制品,其中所述盘或片还包括钩和环附接系统或压敏粘合附接系统或其组合。

实施例77.实施例74的研磨制品,其中所述带是锉刀带、便携式带、窄带(小于300mm宽)、宽带(至少300mm宽)或其组合。

实施例78.实施例62的涂布磨料,其中所述超级上胶涂层包含硬脂酸酯。

实施例79.一种制备复合背衬材料的方法,所述方法包括:

用第一聚合物组合物浸渍非织造织物,以形成聚合物浸渍织物;

使所述聚合物浸渍织物至少部分固化;

将第二聚合物组合物施加到所述聚合物浸渍织物的第一侧,以形成前填料层;

使所述前填料层至少部分固化;

将第三聚合物组合物施加到所述聚合物浸渍织物的第二侧,以形成后填料层;

使所述后填料层至少部分固化,以形成复合背衬材料。

实施例80.实施例75的方法,其中所述非织造织物是缝编织物。

实施例81.一种制备研磨制品的方法,所述方法包括:

将研磨层设置在复合背衬材料上,以形成研磨制品,

其中所述复合背衬材料包含:

用第一聚合物组合物浸渍的非织造织物,

设置在所述非织造织物的第一侧上的前填料层;和

设置在所述非织造织物的第二侧上的后填料层,和

其中所述研磨层设置在所述前填料层上。

实施例82.实施例77的方法,其中所述非织造织物是缝编织物。

因此,在法律允许的最大程度内,本发明的范围将由如下权利要求及其等同形式的最广允许解释确定,不应由如上具体实施方式限制或限定。

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