磨料颗粒、制备磨料颗粒的方法以及磨料制品的制作方法_2

文档序号:9567985阅读:来源:国知局
例性偶联剂包括有机硅烷、铁酸醋和错酸醋,但可使用其他偶 联剂。通常,偶联剂与壳层的短暂接触足W引起化学反应,从而形成化学键;然而,也可使用 延长的接触时间和/或加热。可用对偶联剂没有反应性的有机溶剂(例如,四氨巧喃、甲苯 或二氯甲烧)稀释偶联剂。所用偶联剂的量应足W形成壳层,优选地上文指出的厚度的壳 层。
[0038] 有机硅烷是特别可用的偶联剂,因为它们不仅对娃醇基团具有反应性,而且易于 W多种多样的形式从商业供应商购得。在一些实施例中,偶联剂包括由下式表示的有机娃 烧偶联剂:
[0039] Ri-SiYs
[0040] 其中Ri为一价有机基团,并且每个Y独立地为可水解的基团。在一些实施例中,Ri 具有2至18个碳原子。在一些实施例中,Ri具有3至12个碳原子并且选自由环氧基烷基 基团、径基烷基基团、簇基烷基基团、氨基烷基基团、丙締酷氧基烷基基团W及甲基丙締酷 氧基烷基基团构成的组。在一些实施例中,每个Y独立地选自由-C1、-Br、-0C( = 0)R2W 及OR2,其中R2表示具有1至4个碳原子的烷基基团构成的组。
[0041] 合适的硅烷偶联剂包括例如美国专利3, 079, 361 (Plueddemann)中指出的那些。 具体示例包括:(3-丙締酷氧基丙基)Ξ甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基Ξ甲 氧基硅烷、3-氨基丙基Ξ乙氧基硅烷、3-氨基丙基Ξ甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基) 二甲氧基硅烷、3-琉丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙締酷氧基丙基二甲氧基硅烷、乙締基二 甲氧基硅烷(全部得自宾夕法尼亚州莫里斯维尔的盖勒斯特公司(Gelest,Inc. ,Mo;r;risvi lie,化nnsylvania)),W及W商品名"XIAMETER"得自密歇根州米德兰的道康宁公司值ow CorningCo;rp.,Midland,Michigan)的那些,诸如乙締苄基氨基乙基氨基丙基Ξ甲氧基娃 烧(W40%的甲醇溶液提供,XIAMETER0FS-6032SILANE)、氯丙基Ξ甲氧基硅烷狂IAMETER 0FS-6076SILA肥)W及氨基乙基氨基丙基Ξ甲氧基硅烷狂IAMETER0FS-6094SILANE)。
[0042] 合适的铁酸醋偶联剂包括例如美国专利4, 473, 671 (Green)中指出的那些。具体 示例包括异丙基Ξ异硬脂酷铁酸醋、异丙基Ξ(月桂基-肉豆違基)铁酸醋、异丙基异硬脂 酷二甲基丙締酷铁酸醋、异丙基Ξ(十二烷基-苯横酷基)铁酸醋、异丙基异硬脂酷二丙締 酷铁酸醋、异丙基Ξ(憐酸二异辛醋)Ξ(焦憐酸二辛醋)铁酸醋、异丙基Ξ丙締酷基铁酸 醋、化及二异丙氧基(乙氧基乙酷乙酷基)铁酸醋、四化2-二締丙氧基甲基)下基二(双 十Ξ烷基)亚憐酸铁酸醋(可作为KR55得自新泽西州贝永的肯瑞奇石油化工有限公司 化enrichPetrochemicals,Inc.(下称肯瑞奇公司化enrich))Bayonne,NewJersey))、新 戊基(二締丙基)氧基Ξ新癸酷铁酸醋(可作为LICA01得自Kenrich)、新戊基(二締丙 基)氧基Ξ(十二烷基)苯-横酷铁酸醋(可作为LICA09得自肯瑞奇公司)、新戊基(二 締丙基)氧基Ξ(二辛基)憐酸铁酸醋(可作为LICA12得自肯瑞奇公司)、新戊基(二 締丙基)氧基Ξ(二辛基)焦憐酸铁酸醋(可作为LICA38得自肯瑞奇公司)、新戊基(二 締丙基)氧基Ξ(N-乙二氨基)乙基铁酸醋(可作为LICA44得自肯瑞奇公司)、新戊基 (二締丙基)氧基Ξ(间氨基)苯基铁酸醋(可作为LICA97得自肯瑞奇公司)、W及新戊 基(二締丙基)氧基Ξ径基己酷铁酸醋(W前作为LICA99得自肯瑞奇公司。
[0043] 合适的错酸醋偶联剂包括例如美国专利4, 539, 048 (Cohen)中指出的那些。具体 示例包括丙酸错、四化2-二締丙基氧甲基)下基二(双十Ξ烷基)亚憐酸错酸醋(可作 为KZ55得自肯瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ新癸酷错酸醋(可作为NZ01得 自肯瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ(十二烷基)苯横酷基错酸醋(可作为NZ09 得自肯瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ(二辛基)憐酸错酸醋(可作为NZ12得自 肯瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ(二辛基)焦憐酸错酸醋(可作为NZ38得自肯 瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ(N-乙二氨基)乙基错酸醋(可作为NZ44得自肯 瑞奇公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ(间氨基)苯基错酸醋(可作为NZ97得自肯瑞奇 公司)、新戊基(二締丙基)氧基Ξ甲基丙締酷错酸醋(可作为NZ33得自肯瑞奇公司)、 新戊基(二締丙基)氧基Ξ丙締酷错酸醋(W前作为NZ39得自肯瑞奇公司)、二新戊基 (二締丙基)氧基二(对-氨基苯甲酯)错酸醋(可作为NZ37得自肯瑞奇公司)、W及二 新戊基(二締丙基)氧基二(3-琉基)丙酸错酸醋(可作为NZ66A得自肯瑞奇公司)。
[0044] 可使用一种或多种偶联剂的混合物,但通常单种偶联剂已足够。
[0045] 偶联剂与壳层中的Si-OH基团的反应导致形成残基(即,化学残基),所述残基 通过偶联剂与至少一部分的娃醇基团缩合而形成。在一些实施例中,残基由如下Ξ价式表 示:
[0046]
[0047] 其中Ri如此前所定义。可使用由偶联剂与壳层中的Si-OH基团反应所产生的磨料 颗粒,而无需进一步操作和/或改性(即,"按原样"使用),或可对它们进一步改性和/或 粒度分级。优选地,它们"按原样"使用。
[0048] 根据本公开的陶瓷颗粒和/或磨料颗粒且尤其是根据本公开由它们制备的粉碎 陶瓷颗粒和磨料颗粒可使用本领域熟知的技术过筛并分级,包括例如使用磨料行业公认的 分级标准,诸如ANSI(美国国家标准协会)、FEPA(欧洲磨料生产联合会)和JIS(日本行业 标准)。根据本公开的磨料颗粒可W宽泛的粒度范围使用,通常粒度在约0. 1至约5000微 米的范围内,更通常在约一至约2000微米的范围内;优选地在约5至约1500微米的范围 内,更优选地在约100至约1500微米的范围内。
[0049]ANSI粒级标号包括:ANSI4、ANSI6、ANSI8、ANSI16、ANSI24、ANSI36、ANSI40、ANSI日0、ANSI60、ANSI80、ANSI100、ANSI120、ANSI150、ANSI180、ANSI220、ANSI 240、ANSI280、ANSI320、ANSI360、ANSI400 和ANSI600。阳PA粒级标号包括:P8、P12、 P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、PlOO、P120、P150、P180、P220、P320、P400、P500、P600、 P800、P1000 和P1200。JIS粒级标号包括JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、 JIS54、JIS60、JIS80、JISlOO、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、 JIS400、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000 、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000 和JIS10,000。
[0050] 根据本公开的磨料颗粒可具有非随机和/或精确形状,通常由用于形成它们的方 法所赋予。例如,可将根据本公开的磨料颗粒成型为棱锥、截棱锥、棒状物或圆锥体。用于 根据本公开的实践方法的陶瓷颗粒可通过W下方法制备:溶胶-凝胶混合物的挤出或丝网 印刷(例如,如美国专利6, 054, 093灯orre,化.等人)中所述);或采用生产模具(即,模 具)的溶胶-凝胶模塑工艺,如在例如美国专利申请公布2010/0146867AUBoden等人); 2010/0151195A1(Culler等人);2010/0151196A1(Adefris等人);2009/0165394Al(Culler 等人);W及2010/0151201AUErickson等人)中所述。在运些方法中,可能期望的是,在 初始分散体中包含脱模化合物,或将脱模剂涂布到模具表面上,W有助于根据需要从模具 中去除颗粒。典型的脱模剂包括油类诸如花生油或矿物油、鱼油、有机娃、聚四氣乙締、硬脂 酸锋和石墨。
[0051] 在另一个方面,本公开提供了包括粘结剂和多个磨料颗粒的磨料制品(例如,带 涂层的磨料制品、粘结磨料制品(包括树脂状粘结磨削轮和切割轮、磨头和巧磨石)、非织 造磨料制品和磨刷),其中至少一部分磨料颗粒为根据本公开的磨料颗粒(包括其中磨料 颗粒为凝聚的)。制造此类磨料制品和使用磨料制品的方法是本领域技术人员熟知的。
[0052] 带涂层的磨料制品通常包括背衬、磨料颗粒W及将磨料颗粒固定到背衬上的至少 一种粘结剂。合适的背衬材料的示例包括织造织物、聚合物膜、硫化纤维、非织造织物、针织 织物、纸材、它们的组合及其经过处理的型式。粘结剂可W是任何合适的粘结剂,包括无机 或有机粘结剂(包括热固化性树脂和福射固化性树脂)。磨料颗粒可存在于带涂层的磨料 制品的一个层中或两个层中。
[0053] 根据本公开的带涂层的磨料制品的示例性实施例在图1中示出。参见图1,带涂 层的磨料制品100具有背衬120和磨料层130。磨料层130包含通过底胶层150和复胶层 160固定到背衬120 (衬底)的主表面170的根据本公开的磨料颗粒140。如果需要,还可 W包含另外的层,例如诸如叠加在复胶层上的任选的顶胶层(未示出),或背衬抗静电处理 层(未不出)。
[0054] 根据本公开的另一示例性带涂层的磨料制品在图2中示出。参见图2,示例性带涂 层的磨料制品200具有背衬(衬底)220和结构化磨料层230。结构化磨料层230包含多个 成型的磨料复合体235,运些复合体包含分散在固定到背衬220主表面270的粘结剂材料 250中的根据本公开的磨料颗粒240。
[00巧]如果需要,根据本公开的涂覆磨料颗粒可包括另外的层,诸如叠加在磨料层上的 任选的顶胶层,或也可w包含背衬抗静电处理层。
[0056] 关于带涂层的磨料制品的更多细节可见于,例如,美国专利4, 734, 104度roberg); 4,737,163 化日'1<:65〇;5,203,884巧11。11日]1日]1等人);5,152,917巧16口6;1"等人); 5,378,251(Culler等人);5,436,063(Follett等人);5,496,386 度roberg等人); 5, 6〇9, 7〇6(Benedict等人)成 52〇, 了11 化elmin) ;5, 96l,674(Gagliardi等人)W及 5,975,988 (Qiristianson)。
[0057] 树脂状粘结磨料制品通常包含成型的磨料颗粒块体,运些磨料颗粒通过有机粘结 剂保持在一起。此类成型块体可W为例如轮的形式,诸如磨削轮或切割轮。磨削轮的直径 通常为约1cm至超过Im;切割轮的直径为约1cm至超过200cm(更通常为3cm至约50cm)。 切割轮的厚度通常为约0. 5mm至约5畑1,更通常为约0. 5mm至约2畑1。成型块体还可W为 例如巧磨石、砂瓦、磨头、圆盘或其他常规粘结磨料形状的形式。粘结磨料制品通常包含约 3体积%至50体积%的粘结材料,约30体积%至90
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