实施方案提供磨砂块组合物及制造磨砂块的方法。更确切地说，磨砂块除其他组分外还包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和低密度聚乙烯以及发泡剂中的一者或两者，产生整合磨砂块。
背景技术：
用于固持砂纸的磨砂块以多种品种可获得，并且典型地用于修匀和抛光粗糙或不规律的表面。传统地，磨砂块为原木块或软木块，其具有一个被调适成用于环绕砂纸外部接收砂纸的光滑的扁平侧面。其他磨砂块由橡胶或其他弹性材料制成并且使用固持夹钳、尖齿或夹片来沿外部紧固砂纸。虽然这些传统的磨砂块广泛用于扁平表面上，但其在弯曲表面上的用途存在问题。具体来说，传统的磨砂块具有相对较大的扁平砂纸支撑表面，其并不符合弯曲表面的形状。在弯曲表面上使用此类磨砂块通常会导致不均匀的磨砂，主要因为这些块并未根据被磨砂表面的曲度而为可弯曲的以及因为通常向被磨砂表面的一些部分施加过度压力。施加过度压力可能会导致过度磨砂和砂纸的快速磨损，这还可能损伤被修匀或抛光的基面。
经常在汽车维修行业中使用磨砂块来磨砂扁平和弯曲的表面。举例来说，在重漆之前磨砂汽车车身涉及汽车的扁平和弯曲表面两者。考虑到这一不断进化的行业，汽车具有多种设计，各种设计都为独特的并且与其他设计不同。一些汽车车身部件为相对光滑的，具有轻微的曲度，并且因此难以均匀地磨砂。习知磨砂块沿此类磨砂表面产生波纹效果。相反地，汽车中的其他车身部件为扁平的，但尽管如此仍需要在不损伤邻接弯曲区域的情况下进行磨砂。这使得在所属领域中对易于整合到扁平表面以及弯曲表面上的磨砂块的需求成为必要。本文所公开的磨砂块满足这一需求并且进一步提供相关优点。
技术实现要素：
本发明提供易于整合到弯曲表面和扁平表面上的磨砂块的组合物和制造方法。实施方案可以适用于应用中，在所述应用中磨砂块提供刚度以在扁平表面上支撑砂纸，又具有可弯性以在弯曲表面上支撑砂纸。虽然在整个说明书中使用了术语“磨砂块”和“磨砂”，但应理解磨砂块还可以用于诸如抛光和磨光的应用中。
根据某些实施方案，弹性磨砂块的肖氏a硬度(shoreahardness)在约30到约90范围内，并且由包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(通常被称为“eva”)、低密度聚乙烯(通常被称为“ldpe”)或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯的混合物的多种组分构成。聚合物或混合物进一步包括发泡剂。在一些实施方案中，所述组合物进一步包括一或多种填充剂(例如碳酸钙)、茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物、加工添加剂(例如硬脂酸锌、氧化锌、氧化钛和有机氧化物)、塑化剂以及增量剂。
实施方案还涉及一种用于整合到弯曲或扁平表面上的弹性磨砂块的制造方法并且所述方法包括以下步骤：提供乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或低密度聚乙烯或形成乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯的混合物，其中所述混合物的量在按重量计组合物的约35百分比到约70百分比范围内；继而将所述混合物与如偶氮二甲酰胺的发泡剂组合以产生原料，以及在模具中使所述原料热成形以产生发泡材料薄片。按所需形状和尺寸切割所得发泡材料薄片以产生弹性磨砂块。
具体实施方式
本发明涉及磨砂块组合物和生产方法。可以容易地将磨砂块整合到在应用磨砂、磨光和抛光期间遇到的各种表面特征上。磨砂块可以含有以各种相对量组合的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和低密度聚乙烯中的一者或两者。在一些方面中，所述磨砂块还包括其他组分，如发泡剂、茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物、α-烯烃共聚物(例如三井化学公司(mitsuichemicals)生产的tafmer)、加工添加剂、颜料以及适当的填充剂。在一个方面中，所述磨砂块通过以下步骤来制造：将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯组合，以及将所得混合物与发泡剂加热组合以产生原料，继而在模具中使所述原料热成形并且切割所得材料薄片以产生磨砂块。
虽然在下文阐述了不同的实施方案，但所属领域的技术人员将显而易见，本发明可以包括额外的实施例或可以在没有本文所描述的若干细节的情况下实施本发明。在一些情况下，未详细描述程序步骤以便避免不必要地混淆本发明的所述方面。
提供聚合物命名法的简要综述以帮助理解本发明。一般来说，聚合物为以合成方式衍生自单体单元聚合反应的大分子(即，长链分子链)或其以大分子形式自然存在(但仍衍生自单体单元的聚合反应)。包含分子链的个别单元为单体单元。举例来说，聚乙烯为衍生自单体乙烯(ch2═ch2)的聚合物。更确切地说，聚乙烯为“均聚物”，即，由单个重复单元组成的聚合物，也就是单体乙烯(ch2═ch2)。
相比之下，“共聚物”为含有两个(或更多)不同单体单元的聚合物。共聚物一般可以若干种方法合成。举例来说，共聚物可以通过两种(或更多)不同单体的共聚合作用来制备。此类制程产生两种(或更多)不同单体随机分布于聚合物链中的共聚物。这些共聚物被称为“随机共聚物”。替代地，共聚物可以通过共价偶合或接合两种均聚物来制备。举例来说，一种均聚物与第二种不同均聚物的末端的共价偶合提供“嵌段共聚物”。含有均聚物a和均聚物b的嵌段共聚物可以示意性地由下式表示：(a)x(b)y，其中(a)x是由a的x单体组成的均聚物，(b)y是由b的y单体组成的均聚物，并且其中两个均聚物通过适合的共价键或连接间隔基团接合。虽然上式说明了具有两个嵌段组分(即，“双嵌段共聚物”)的嵌段共聚物，但嵌段共聚物还可以具有三个或更多个嵌段组分(例如示意性地由式(a)x(b)y(a)x或简单地a-b-a表示的“三嵌段共聚物”，以及示意性地由式(a-b)n表示的“多嵌段共聚物”)。
本文所提供的弹性磨砂块包括约30到约90范围内的肖氏a硬度(astmd2240)并且可以含有由以下各种组分调配的聚合组合物。
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物衍生自乙酸酯与乙烯的随机共聚合作用。一般来说，乙烯-乙酸酯共聚物具有在9重量百分比到40重量百分比范围内的乙酸乙烯酯组分；一般在0.92gm/cm3到0.96gm/cm3范围内的密度；一般在0.3到43范围内的熔融指数(astmd-1238)以及一般在145°f到212°f范围内的熔点。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以选自易于获得的商品级(例如美国杜邦工业聚合物(dupontindustrialpolymers)的艾维斯(elvax)中的任一者。在一些实施方案中，如在需要一定柔软度的产品时，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以用于生产相对较软的弹性磨砂块。此外，在一些实施方案中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以按重量计所述组合物的约35百分比到约70百分比范围内的量存在于所述磨砂块中。
低密度聚乙烯：低密度聚乙烯由单体乙烯制成。其具有较高程度的短链和长链支化，这产生其中所述链未过紧地挤入晶体结构中的结构，此使低密度聚乙烯的延展性得到提高。其密度在0.91gm/cm3到0.925gm/cm3范围内，同时其熔点为约221°f到248°f并且熔融指数(astmd-1238)为约1.25g/10min。少量支化为低密度聚乙烯提供较高的回弹性，使得其为实质上不易破损又易弯曲的。低密度聚乙烯可以通过自由基聚合反应来制造，并且其可以选自易于获得的商品级(例如美国陶氏化学公司(dowchemicals)的dowldpe；埃克森美孚化学公司(exxonmobilchemicals)的埃克森美孚ldpe)中的任一者。在弹性磨砂块中添加低密度聚乙烯可以产生相对较刚和较硬的弹性磨砂块，其可以为磨砂块提供相对较高的刚度和硬度。在一些实施方案中，所述低密度聚乙烯可以按重量计所述组合物的约35百分比到约70百分比范围内的量存在于所述磨砂块中。
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯的混合物：在一些实施方案中，所述磨砂块可以主要由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯的混合物构成。如所属领域中已知，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物一般可作为随机共聚物获得，而低密度聚乙烯共聚物可作为均聚物获得。在一些实施方案中，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与低密度聚乙烯的混合物在按重量计所述组合物的约35百分比到约70百分比范围内，并且在所述混合物内，低密度聚乙烯的量可以在混合物的约10百分比到约30百分比范围内，并且乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的量可以在混合物的约70百分比到约90百分比范围内。
在一些实施方案中，将低密度聚乙烯添加到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中产生硬度适用于不同磨砂目的的广泛范围的产物。
为了促进乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的加工，低密度聚乙烯或其混合物可以包含不同添加剂，如发泡剂、不同油、塑化剂、填充剂、颜料和增量剂以及其他专用添加剂。
发泡剂：在某些实施方案中，发泡剂含有至少一个可以添加到磨砂块组合物中的胺基。发泡剂为添加到经历硬化或相变的材料混合物(如聚合物)中的化学物质以赋予混合物多孔结构，产生聚合泡沫。在混合物中混合发泡剂为制程供应热量并且导致发泡剂的热分解。在聚合物或混合物加工期间，发泡剂在高温下分解产生气体，其在聚合物基质内形成泡沫结构。多孔结构的形成还提高了原始混合物的相对硬挺度。在聚合物或混合物加工期间添加发泡剂提供若干益处。其通过减少制程循环时间以及混合物重量来改良加工和操作简易性。此外，缓冲作用因发泡剂分解期间释放气体而产生，从而提高了所得产品的使用舒适性。其还通过消除表面缺陷提高所得产品的品质并且如果需要还可以产生纹理化设计。
专用发泡剂可以进一步通过较快的膨胀速率以及较快的所得产品的密度降低来改良聚合物或混合物的加工。此外，与使得混合物高速加工的传统试剂相比，这些专用发泡剂中的一些的分解更加高效。
偶氮二甲酰胺(ac，中国杭州海虹精细化工公司(haihongfinechemicals))是一种类型的发泡剂，其广泛用于聚合物和塑料行业中。它是放热发泡剂，在大约200℃下分解并且产生氮气、一氧化碳、二氧化碳和氨气，其截留于聚合物或混合物中作为气泡，从而产生发泡最终产物。偶氮二甲酰胺可经修饰以在较低温度下分解以提高其与其他组分的相容性。一些其他常用发泡剂包括甲苯磺酰肼和p.p'-氧基双(苯磺酰肼)。所用发泡剂的量在分解之前可以在按重量计所述组合物的约1.5百分比到约4.5百分比范围内。
在一些实施方案中，发泡剂可以与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物组合形成肖氏a硬度在约30到约90范围内的磨砂块。在其他实施方案中，前述磨砂块可以包括不会实质上影响硬度的其他组分，如填充剂、加工添加剂和颜料。
茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物：在一些实施方案中，聚合物混合物可以包括茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物，同时其他实施方案可以不含这一共聚物。将茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物添加到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯或其混合物中有助于增强所得产品的可弯性和弹性。
茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物可以是乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一或多者。乙烯-α-烯烃共聚物的α-烯烃组分一般在按共聚物的重量计约2百分比到约30百分比范围内。茂金属催化乙烯-α-烯烃共聚物具有一般在0.86gm/cm3到0.95gm/cm3范围内的密度、约0.2到30范围内的熔融指数(astmd-1238)以及122°f到248°f范围内的熔点。另外，不同实施例中所使用的乙烯-辛烯共聚物可以按重量计高达组合物的约5百分比的量存在。
加工添加剂：加工添加剂可以包括有助于待成形为弹性磨砂块的材料和/或组合物的加工、可加工性或以其他方式增强其性能特征的任何添加剂。举例来说，可以与混合物一起加工一或多种材料以改良混合物的可加工性和/或性能特征。一些常用加工添加剂包括硬脂酸锌、硬脂酸、氧化锌、氧化钛、有机过氧化物等。硬脂酸锌也被称为coinex-znst(印度尼西亚的pt.cms化学公司)，其充当润滑剂并且有助于降低混合物加工期间的温度。在一些实施例中，过氧化二异丙苯(有机过氧化物)用作加工添加剂，其量在按组合物的重量计约0.35百分比到约0.6百分比范围内。
可以添加任何数目的不同加工添加剂以增强本文所公开的弹性磨砂块的一或多种物理特征和性质。此类加工添加剂的示例为高彻r.(gachterr.),缪勒h.(muillerh.),塑料添加剂手册(theplasticadditiveshandbook),第4版,汉德出版社(handerpublishers),慕尼黑(munich),德国(1996)(其全文通过引用并入本文中)中所确认的那些加工添加剂。
填充剂：在不同实施例中，还可以将如碳酸钙的填充剂添加到聚合物或混合物中。一般来说，在不同实施例中填充剂的量在按重量计所述组合物的约25百分比到约60百分比范围内。
增量油：此外，在一些其他实施例中，乙烯-乙酸乙烯酯与低密度聚乙烯的混合物还可以与增量油一起加工，所述增量油包含含碳材料以降低加工成本或改良所得产品的物理性质。
颜料：如碳的颜料可以用于磨砂块组合物中并且可以在按重量计所述组合物的约5百分比到约18百分比范围内。
磨砂块的生产方法：如上文所确认的不同磨砂块组分可以一起按以下方式加工为混合物。首先，可以将干燥组分添加到第一混合器(例如350lb.容量亨舍尔混合器(capacityhenschelmixer)，其具有冷却器)中并且混合。举例来说，将所需量的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和低密度聚乙烯中的一者或两者与所需量的不同加工添加剂和其他专用添加剂混合。可以使混合的干燥掺合物达到约80°f的温度并且可以将其馈入第二连续混合器中(例如经由与4英寸法雷尔(farrelcontinuousmixer)连续混合器相连的卡勒多尼(colortronic)mh60推土给料器)。可以随后旋转(例如以175rpm)第二连续混合器的桨叶以使混合的干燥掺合物流入高温(例如340°f)下的同源熔融物中并且可以将所选量的交联剂(例如有机过氧化物)和发泡剂(例如偶氮二甲酰胺)添加到混合物中并且进一步混合成熔融组合物。
可以随后转移熔融组合物并且经由压光机器进一步加工以便产生具有所需厚度的均匀薄片。如所属领域的技术人员所理解，压光涉及在连续对的共转平行辊之间挤压大量材料，其加工产生薄膜或薄片。在压光之后，在热成形机器中使均匀的薄片热成形以产生发泡材料薄片。压光和热成形都是热塑性塑料行业中广泛使用的制程。
在压光和热成形之后，将发泡材料薄片切成多个不同尺寸的条带，其可以用作整合到弯曲或扁平表面上的手持式磨砂块。
尽管本发明提供了优选实施例的参考，但所属领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式及细节上作出改变。