磨料颗粒、制备磨料颗粒的方法以及磨料制品的制作方法_4

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形成的至少一个残基。
[0094] 在第九实施例中,本公开提供了根据第八实施例所述的磨料颗粒,其中所述残基 由下式表示
[0095]
[0096] 其中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、簇基烧 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。
[0097] 在第十实施例中,本公开提供了根据第八或第九实施例所述的磨料颗粒,其中所 述磨料颗粒符合磨料行业指定的标称等级。
[0098] 在第十一实施例中,本公开提供了 一种磨料制品,所述磨料制品包括保持在有机 粘结剂中的根据第八至第十实施例中任一项所述的磨料颗粒。
[0099] 在第十二实施例中,本公开提供了根据第十一实施例所述的磨料制品,其中所述 磨料制品包括粘结的磨料制品。
[0100] 在第十Ξ实施例中,本公开提供了根据第十一实施例所述的磨料制品,其中所述 磨料制品包括带涂层的磨料制品。
[0101] 在第十四实施例中,本公开提供了根据第十一实施例所述的磨料制品,其中所述 磨料制品包括非织造磨料制品。
[0102] 通过W下非限制性实例,进一步说明了本公开的目的和优点,但是运些实例中引 用的具体材料及其量W及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
[0103] 连例
[0104] 除非另外指明,否则在实例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等 均为W重量计。
[0105] 表1(W下)中的缩写用于整个实例部分中的材料。
[0106]表 1
[0107]
[010引
。…引 術摇巧转殼测试
[0110] 将待测试的磨料制品转化为7. 6cmX20. 3cm片材。将运些试样安装在圆柱 形钢转鼓测试机上,该圆柱形钢转鼓测试机W小弧度往复地振荡(摇动),从而形成 0.476cmX15. 2cm磨损路径。工件基本垂直于磨料制品并且与其处于摩擦接触。磨料 研磨固定式1018碳钢工件的0.476cmX0. 476cm面,所述固定式1018碳钢工件具有 0. 476cmX0. 476cmX15. 2cm初始长度的尺寸。在该磨损路径上具有每分钟大约60次行程。 经由杠杆臂施加到工件上的负载为3.化g。在测试期间,使水在磨损路径上连续运行,W使 试样保持润湿。将在500个周期(即,一个周期为一次往复运动)后移除的碳钢的总量记 录为总切削量。W500个周期增量继续进行测试,直到通过切削的显著下降或磨料制品对 背衬的磨损任一者确定终点。
[0111] 使用离磨损路径的末端或起点2. 54cm处附接到施泰力(Starrett)花岗石表面平 板的布朗夏普度rown&Sha巧e)Digit-Dialplus卡规型号599-1033,在沿着磨损路径的4 个区域W及与磨损路径相邻的未被研磨的4个区域中记录卡规测量值,然后沿着磨损路径 和未研磨相邻区域的每3. 175cm记录卡规测量值。将读数W英寸进行记录并转换为密耳。 对使用区域和未使用区域每者中的四个读数取平均,得到未使用特征高度和磨损路径中的 高度的平均值。将G比率计算为W克计的总切削量除密耳计的总卡规损失的比率。 。…]转箇式管状等离子体化理巧备
[0113]将磨料颗粒在自制等离子体系统中处理,所述自制等离子体系统包含连接到 真空累系统的6英寸直径耐热(Pyrex)玻璃管,所述真空累系统包含罗茨鼓风机(爱 德华巧dwards)型号邸[1200,英国萨塞克斯的Boc爱德华公司度OCEdwards,West Sussex,化itedKingdom)),所述罗茨鼓风机背靠干式机械累(爱德华巧dwards)型号 iQDPSO,Boc爱德华公司)。通过MKS质量流量控制器(马萨诸塞州威尔明顿的MKS发动 机和子系统公司(MKSPowerGeneratorsandSubsystems,Wilmington,Massachusetts)) 将气体在玻璃管一端的中屯、处引入玻璃管中,并且从玻璃管的另一端抽吸。通过6"(15cm) 宽和12" (30cm)长的铜外电极将RF电源禪合到室,所述铜外电极卷成圆弧,并适形于玻璃 管的外径。玻璃管和供电电极周围的穿孔金属封装件构成为接地电极。使RF电源通过RF 自动匹配网络(型号AM-20,可得自RF电源产品公司(RFPowerPro化cts))从电源(型 号RF-30H,可得自新泽西州克瑞森的RF电源产品公司(RFPowerProducts,Kresson,化W Jersey))输送。室中的压力由气体的流速确定,并未进行独立地控制。使玻璃管W1.8转 /分钟进行旋转。体系的标称基准压力为5毫托(0. 67Pa)。由得自MKS发动机和子系统公 司的流量控制器控制气体流速。将沉积用的磨料颗粒放置在玻璃管内(由此使之位于经等 离子体产生而形成的离子銷层内)。
[0114] AP2的制备(API的等离子体化理)
[0115] 将API(500-2000g)放置在上述转筒式管状等离子体处理设备内,并且抽吸反应 器室使压力下降到10毫托(1. 33Pa)。然后将氧气W250scc/min的流速引入,并且在30-50 毫托(4-7Pa)范围内的压力下使RF功率保持320瓦特30分钟。在氧等离子体处理之前, 将TMS蒸气W300scc/min的流速加入氧气中,在30-50毫托(4-7Pa)范围内的压力下,使 RF功率保持320瓦特及含娃膜的沉积持续30分钟。在含娃膜的沉积完成之后,将颗粒在 等离子体中在50-100毫托(7-13Pa)范围内的压力下W320瓦特的RF功率进一步处理60 分钟,所述等离子体包含500scc/min流速的在氣混合物中的2体积% 及W250scc/ min流动的氧气。等离子体处理工艺之后,向大气环境排放等离子体处理室并移除颗粒。 [011引AP3的制备
[0117] 通过如下方式制备AP3 :用按来自水解的稀水溶液的矿物的重量计0. 1%A174处 理API,并用Ξ氣乙酸将抑调节至3. 52。将水解的硅烷溶液加入颗粒中并通过摇动来充分 混合。通过在烘箱中在45°C下干燥24小时来完成硅烷处理工艺。通过迫使经硅烷处理的 矿物通过适当尺寸的筛网,而使经硅烷处理的矿物解聚。
[om]AP4的制备
[0119] 通过如下方式制备AP4 :用按来自水解的稀水溶液的矿物的重量计0. 1%A174处 理AP2,并用Ξ氣乙酸将抑调节至3. 5。将水解的硅烷溶液加入颗粒中并通过摇动来充分 混合。通过在烘箱中在45°C下干燥24小时来完成硅烷处理工艺。通过迫使经硅烷处理的 矿物通过适当尺寸的筛网,而使经硅烷处理的矿物解聚。
[0120] 连俩I1
[0121] 通过混合磨料浆料来制备实例1,所述磨料浆料由24. 75份的SR351预混物、24. 25 份的填料、1份的0X50W及50份的AP4组成。使用压舌板将浆料涂布到微复制聚丙締模具 中(其具有棱锥形腔体,所述腔体的平均基部宽度为0.65英寸(1651微米),平均高度为 0.03英寸(762微米)并且凹边如美国专利7,300,479曲〇4'(116等人)的表3中的03059^ 条目中所述),并且将经浆料涂布的工具W浆料侧面开始粘贴到背衬上。磨料制品的背衬 是具有胶乳/酪醒树脂预胶层处理(基于背衬前侧的固化树脂计89份/15份)的X-重量 聚醋背衬。将预胶层施加到背衬上,然后加热W基本上移除任何挥发物并使酪醒树脂胶凝。 将样品夹在漉之间W确保浆料对背衬的良好润湿,然后用得自马里兰州盖瑟斯堡的福深紫 外系统公司(fusionUVSystemsInc. ,Gaithersburg,Ma巧land)的D型灯泡的紫外(UV) 灯W600瓦特/英寸(236瓦特/厘米)照射工具侧面,同时使网W30英尺/分钟(巧m) (9. 14米/分钟)移动,而使样品固化。使样品在115°C下后固化四小时,从而得到结构化 磨料制品。
[012引比巧例A
[0123] W与实例1相同的方式制备比较例A,不同的是磨料浆料为24. 25份的SR351预混 物、23. 75份的填料、1份的0X50、1份A174W及50份的API。 阳124] 比巧俩IB
[0125]W与实例1相同的方式制备比较例B,不同的是AP3被AP4替代。
[0126] 根据湿摇杆转鼓测试来测试实例1及比较例A和B的磨料制品。对比性切削率数 据和对比性G比率数据报告于表2(W下)中。运些数据证实实例1的磨料制品的切削率 和G比率的提高。
[0127]表 2 [012 引
阳12引AP5的制备
[0130]通过如下方式制备AP5:使用W下配方制备水软侣石溶胶-凝胶:通过 将含水(2400份)和70 %硝酸仍份)的溶液进行高剪切混合11分钟,分散 商品名为"DISPERAL"(得自德克萨斯州休斯敦的沙索北美公司(SasolNodh America,化uston,Texas))的氧化侣一水合物粉末(1600份)。在涂布前,将所得溶胶-凝 胶老化至少1小时。迫使溶胶-凝胶进入用于制备磨料样品AP5的生产工具中,所述生产 工具具有Ξ角形模具腔体(深28密耳(0. 711mm),每条边110密耳化794mm))。对于每个 工具而言,模具的侧壁和底部之间的拔模角为98度。平行脊的间距为0. 277mm,并且脊的横 截面为Ξ角形,其具有0。0127mm的高度并且在顶端处每个脊的侧面之间具有45度角,如 美国专利公布2010-0146867中所述。用油灰刀迫使溶胶-凝胶进入腔体中,使得生产工具 的开口被完全填充。使用脱模剂、1 %的花生油甲醇溶液来涂布生产工具,约0. 5毫克/英 寸的花生油被施加于生产工具。将生产工具片置于空气对流烘箱中,在45Γ下保持5分钟, 移除过量的甲醇。将溶胶-凝胶涂布的生产工具置于空气对流烘箱中,在45°C下干燥至少 45分钟。让前体成型磨料颗粒在超声变幅杆上通过,从而将其从生产工具移除。将前体成 型磨料颗粒在大约650°C下般烧,然后用W下浓度(W氧化物记录)的混合硝酸盐溶液饱 和:7. 0%的MgO和0. 05%的CoO。移除过量的硝酸盐溶液,干燥饱和的带开口的前体成型 磨料颗粒,然后将该颗粒在650°C下再次般烧并在大约1400°C下烧结。般烧和烧结均采用 管式回转炉。
[0131]AP6的制备
[0132]W与AP5相同的方式制备AP6,不同的是工具具有Ξ角形模具腔体(深12密耳 (0. 3045mm),每条边52. 1密耳(1. 323mm))。对于每个工具而言,模具的侧壁和底部之间的 拔模角为98度,并且在顶端处每个脊的侧面之间具有45度角。 阳13引AP7巧AP8的制备
[0134]W与AP2相同的方式制备AP7和AP8,不同的是AP5和AP6分别被API替代。 阳1对Are巧AP10的制备
[0136] 通过分别用按来自去离子水中水解的稀水溶液的矿物的重量计0. 25重量%的 A1100处理AP7和AP8,来制备AP9和AP10。将水解的硅烷溶液加入颗粒中并通过摇动来充 分混合。通过在烘箱中在65°C下干燥24小时来完成硅烷处理工艺。通过迫使经硅烷处理 的矿物通过适当尺寸的筛网,而使经硅烷处理的矿物解聚。
[0137] 连俩I2
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