孔诱导剂和使用其制备的多孔磨料体制造技术

本发明专利技术所公开的各种实施方案涉及孔诱导剂和使用其制备的多孔磨料体。在各种实施方案中，本发明专利技术提供一种形成多孔磨料体的方法，所述方法包括加热包含孔诱导剂的磨料组合物以形成多孔磨料体。在加热期间，多孔磨料体中的孔诱导剂体积减小以在多孔磨料体中形成诱导孔。

Pore inducers and porous Abrasives prepared with them

The various implementations disclosed by the present invention relate to pore inducers and porous Abrasives prepared by using them. In various implementations, the invention provides a method for forming a porous abrasive body, which includes heating an abrasive composition containing a pore inducer to form a porous abrasive body. During heating, the volume of pore inducer in porous Abrasives decreases to form induced holes in porous abrasives.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】孔诱导剂和使用其制备的多孔磨料体
技术介绍
在玻璃化砂轮中形成孔隙的典型方法是将无规成形的萘颗粒共混成磨料、玻璃料、临时粘结剂和水的混合物。将混合物在钢模中压制成期望的形状。然后将磨轮或体置于低温烘箱中以使萘升华并硬化临时粘结剂。然后将磨轮或体放入炉中以使粘合体玻璃化(例如，700℃至1100℃)。所得的磨轮具有用于某些磨削应用所需的非常多孔的结构。在磨削操作期间，孔有助于碎片和切屑的移除以及有助于将冷却剂传送到磨削区。然而，萘是有毒的并且须遵守环境条例。
技术实现思路
在各种实施方案中，本专利技术提供了一种形成多孔磨料体的方法。该方法包括加热包含孔诱导剂的磨料组合物以形成多孔磨料体。在加热期间，多孔磨料体中的孔诱导剂体积减小以在多孔磨料体中形成诱导孔。在各种实施方案中，本专利技术提供一种形成多孔玻璃状磨料体的方法。该方法包括加热磨料组合物，该磨料组合物包括孔诱导剂(包括中空玻璃填料)，以形成多孔玻璃状磨料体。在加热期间，多孔玻璃状磨料体中的孔诱导剂体积减小以在多孔玻璃状磨料体中形成诱导孔。在各种实施方案中，本专利技术提供了一种多孔磨料体。多孔磨料体包含减小体积以在多孔磨料体中形成诱导孔的孔诱导剂。在各种实施方案中，本专利技术提供了一种孔诱导剂。在介质内加热时，孔诱导剂在介质中减小体积以在介质中形成诱导孔。在各种实施方案中，本专利技术可提供孔诱导剂的优于其它多孔磨料体的某些优点，以及使用该孔诱导剂的方法，其中至少一些是意料之外的。在各种实施方案中，本专利技术的孔诱导剂可由具有较少萘或不使用萘的磨料组合物形成多孔磨料体。在各种实施方案中，与包括使用萘的其它方法相比，本专利技术的孔诱导剂可在孔形成期间释放较少的有毒物质或者不释放有毒物质。在各种实施方案中，与其它形成孔的方法相比(诸如包括使用萘的方法)，本专利技术的孔诱导剂可对诱导孔的尺寸、诱导孔的形状或它们的组合提供更好的控制。在各种实施方案中，本专利技术的孔诱导剂可提供受控形状和尺寸的孔，而不是使用得自模具的孔形成材料所固有的典型分布。在一些实施方案中，本专利技术的多孔磨料体具有比其它多孔磨料体更好的特性，诸如更好的研磨能力、更好的冷却剂流、更加可定制的磨料能力、较长的使用寿命或它们的组合。附图说明附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。图1A至图1B示出了根据各种实施方案的各种放大倍数下的成形孔诱导剂的图像。图2A至图2B示出由萘孔诱导剂形成的孔的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3A至图3C示出了根据各种实施方案的由成形孔诱导剂产生的玻璃化测试棒中的SEM显微照片孔。图4A至图4B示出了根据各种实施方案的使用成形孔诱导剂形成的玻璃化测试棒的显微照片。具体实施方式现在详细参照所公开的主题的一些实施方案，其示例在附图中部分示出。虽然所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于所公开的主题。在本文件中，以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括明确叙述的数值作为范围的界限，而且还包括该范围内所含的全部单个数值或子范围，就像单个数值或子范围被明确叙述一样。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括所指示的范围内的各个值(例如，1％、2％、3％和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。在本文件中，术语“一”“一个”或“该”用于包括一个或多于一个，除非上下文清楚地规定不是这样。除非另外指出，否则术语“或”用于指代一个非独占“或”。表述“A和B中的至少一个”具有与“A、B或者A和B”相同的含义。此外，应当理解，本文所用的而未另外进行定义的措辞或术语仅用于描述而非限制目的。章节标题的任何使用旨在有助于文件的阅读不应解释为限制性；与章节标题有关的信息可以存在于该特定章节之内或之外。在本文所描述的方法中，在不脱离本专利技术的原理的前提下，除了在明确列举了临时序列或操作序列的情况之外，可根据任何顺序执行所述行为。此外，指定的行为可以同时进行，除非明确的权利要求语言列出它们单独进行。例如，在单个操作中同时进行做X的受权利要求书保护的行为和做Y的受权利要求书保护的行为，并且所得的方法将落在受权利要求书保护的过程的字面范围内。如本文所用，术语“约”可以允许数值或范围内的可变性程度，例如，在所述值或所述范围限制的10％以内、5％以内或1％以内，并且包括确切的所述值或范围。如本文所用，术语“基本上”是指大部分或主要地，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％，或至少约99.999％或更多，或者100％。如本文所用，术语“树脂”是指可固化材料，诸如可以在固化期间交联的聚合物，或能够在固化期间聚合的单体。树脂可以是天然树脂、合成树脂或化学改性的天然树脂。树脂可为热塑性材料或热固性材料。如本文所用，术语“固化”是指暴露到任何形式的辐照，加热，或允许发生导致硬化或粘度增大的物理或化学反应。可流动的热塑性材料可通过使其冷却使得材料硬化而固化。可流动的热固性材料可通过加热或以其它方式暴露于辐照使得材料硬化而固化。形成多孔磨料体的方法本专利技术的各种实施方案提供一种形成多孔磨料体的方法。该方法可以包括加热包含孔诱导剂的磨料组合物。在加热期间，孔诱导剂可以减小体积以在多孔磨料体中形成诱导孔。虽然在加热期间孔诱导剂中的一种或多种组分可以挥发(例如，经由升华或沸腾转化为气体)，但是孔隙诱导剂中的这些一种或多种组分不再在多孔磨料体中，并且在确定多孔磨料体中的孔诱导剂的体积减小时不予考虑。为了确定介质中的孔诱导剂的体积减小，将磨料组合物中的孔诱导剂的起始体积与多孔磨料体中剩余的孔诱导剂的最终体积进行比较。该方法可以包括形成磨料组合物；在一些实施方案中，在执行该方法之前，已经形成磨料组合物。形成磨料组合物可以包括将磨料组合物中的一种或多种组分组合以形成磨料组合物。磨料组合物可以为基本上均匀的组合物。形成磨料组合物可以包括将孔诱导剂加入到磨料组合物。孔诱导剂可以基本上均匀地分布在磨料组合物中。该方法可以包括形成孔诱导剂；在一些实施方案中，在执行该方法之前，已经形成孔诱导剂。形成孔诱导剂可以包括固化孔诱导剂起始材料以提供孔诱导剂。形成孔诱导剂可以包括在固化(例如，加热，辐照，光或它们的组合)之前将孔诱导剂起始材料组合物放置在模具中。当孔诱导剂起始材料组成物在模具中时，可以执行固化。该方法可以还包括在固化之后从模具中移除孔诱导剂。加热的磨料组合物可为压制的磨料组合物。该方法可以包括在加热之前压制磨料组合物。在一些实施方案中，磨料组合物已经在该方法开始之前被压制。该压制可以是压缩该磨料组合物的任何合适的压制，例如在模具中压制。压制可以包括向磨料组合物施加任何合适量的压力持续任何合适的时间，使得磨料组合物被压缩到较高的密度，诸如约0.001kg/mm2至约1,000kg/mm2、约0.1kg/mm2至约10kg/mm2、约0.001kg/mm2或更少，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成多孔磨料体的方法，所述方法包括：加热包含孔诱导剂的磨料组合物以形成所述多孔磨料体，其中在所述加热期间所述多孔磨料体中的所述孔诱导剂体积减小以在所述多孔磨料体中形成诱导孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 US 62/339,5461.一种形成多孔磨料体的方法，所述方法包括：加热包含孔诱导剂的磨料组合物以形成所述多孔磨料体，其中在所述加热期间所述多孔磨料体中的所述孔诱导剂体积减小以在所述多孔磨料体中形成诱导孔。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔磨料体为磨料砂轮、切割轮、磨刀石、磨石或它们的组合。3.根据权利要求1所述的方法，还包括形成所述磨料组合物。4.根据权利要求1所述的方法，还包括形成所述孔诱导剂。5.根据权利要求4所述的方法，其中形成所述孔诱导剂包括使孔诱导剂起始材料组合物固化，以提供所述孔诱导剂。6.根据权利要求5所述的方法，其中形成所述孔诱导剂还包括在所述固化之前将所述孔诱导剂起始材料组合物置于模具中，其中在所述孔诱导剂起始材料组合物处于所述模具中时，执行所述固化，该方法还包括在所述固化之后从所述模具中移除所述孔诱导剂。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨料组合物为压制的磨料组合物。8.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述加热之前压制所述磨料组合物。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述压制包括约0.001kg/mm2至约1,000kg/mm2的压力。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述压制包括约0.1kg/mm2至约10kg/mm2的压力。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述诱导孔在形状和位置上基本对应于所述加热之前所述磨料组合物中的所述孔诱导剂的形状和位置。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述诱导孔在尺寸上大约对应于所述加热之前所述磨料组合物中的所述孔诱导剂的尺寸。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述诱导孔的体积为所述加热之前所述磨料组合物中的所述孔诱导剂的体积的约50％至约100％。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述诱导孔的体积为所述加热之前所述磨料组合物中的所述孔诱导剂的体积的约70％至约95％。15.根据权利要求1所述的方法，其中在所述加热期间，所述孔诱导剂的一种或多种组分熔化或变成可流动的。16.根据权利要求1所述的方法，其中在所述加热期间，所述孔诱导剂的一种或多种组分蒸发、升华、分解、热解或进行它们的组合。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨料组合物在所述加热期间经历体积收缩以形成所述多孔磨料体。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述磨料组合物的体积比所述多孔磨料体的体积大约1％至约50％。19.根据权利要求17所述的方法，其中所述磨料组合物的体积比所述多孔磨料体的体积大约10％至约25％。20.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热包括玻璃化，其中所述多孔磨料体包括多孔玻璃化磨料体。21.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热包括约200℃至约5000℃的温度。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热包括约800℃至约1000℃的温度。23.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂为所述磨料组合物的约0.001wt％至约50wt％。24.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂为所述磨料组合物的约5wt％至约20wt％。25.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂为成形孔诱导剂。26.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂为三维几何形状。27.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂为四面体、正方棱锥、六方棱锥、立方体、长方体、三棱柱、八面体、五棱柱、六棱柱、十二面体、球体、椭圆体、二十面体、圆锥体、圆柱体、它们中任何一个的部分、或它们的任何组合。28.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂的粒径为约0.1微米至约10,000微米。29.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂的粒径为约200微米至约1,500微米。30.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔诱导剂包括中空玻璃填料。31.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料为所述孔诱导剂的约0.001wt％至约100wt％。32.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料为所述孔诱导剂的约1wt％至约30wt％。33.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料为中空玻璃球体。34.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料的粒径为约0.1微米至约1,000微米。35.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料的粒径为约50微米至约100微米。36.根据权利要求30所述的方法，其中所述中空玻璃填料包括碱石灰玻璃、...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·D·格斯，马克·A·卢科夫斯基，沃尔特·弗拉施贝格尔，欧内斯特·L·瑟伯，约翰·E·戈苏姆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US