带涂层磨料制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种带涂层磨料制品，其包括背衬、底胶层、粉碎磨料颗粒和复胶层。所述粉碎磨料颗粒包括：35重量％至100重量％的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒，其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒，并且其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度；以及0重量％至65重量％的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒。第一组合物和第二组合物和/或第一粒级和第二粒级不同。所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向，所述带涂层磨料制品的大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。还公开了一种制备带涂层磨料制品的方法。

Coated abrasive products and their preparation methods

The invention discloses a coated abrasive product, which comprises a back lining, a bottom rubber layer, a crushed abrasive particle and a compound layer. The grinding abrasive particles include: 35 to 100 wt.% of the composition and the first grade has a first initial grinding abrasive particles, most of the initial grinding abrasive particles are plate like grinding abrasive particles, and each plate grinding abrasive particles has length, width and thickness of the corresponding; and pulverizing with filler particles the second and second grade composition 0 to 65 wt.%. The first composition is different from the second composition and / or the first and second grain levels. The coated abrasive products have the direction of intended use. Most of the plate abrasive abrasive particles of the coated abrasive products are positioned in a direction that is generally parallel to the intended use. A method for preparing the coated abrasive products is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带涂层磨料制品及其制备方法
本公开广义地涉及带涂层磨料制品及其制备和使用方法。
技术介绍
带涂层磨料制品通常通过将磨料颗粒静电涂覆(e-coat)到背衬上的底胶层前体(在本领域中还被称为“底胶”)上或将磨料颗粒(在本领域中还被称为磨料粒子)滴涂到底胶层前体上，然后将底胶层前体固化以形成底胶层，从而产生底胶层(本领域中也被称为“底胶”)。将复胶层前体置于底胶层和磨料颗粒上，并且固化复胶层前体以及复胶层(本领域中也被称为“复胶涂层”)。任选地，但常常，顶胶层(其可以含助磨剂、润滑剂等)置于复胶层上。底胶层和复胶层一般包括热固性树脂(例如，酚醛树脂、氨基塑料树脂、可固化丙烯酸类树脂、氰酸酯树脂以及它们的组合)。使用常规的静电沉积方法通过使用静电场来抵抗重力作用而将磨料颗粒竖直地推进到底胶层上从而直立地施加磨料颗粒不可能控制带涂层磨料制品中磨料颗粒的z-方向旋转取向，如美国专利2,370,636(Carlton)中所示。带涂层磨料制品中的磨料颗粒一般具有随机的z-方向旋转取向，因为在通过静电场从传送带移除粒子时粒子的旋转是随机且不受控制的。类似地，在滴涂的磨料制品中，颗粒的z-方向旋转取向是随机的，因为颗粒从料斗进给并且在重力的作用下落到底胶层前体上。三角形成形磨料颗粒和使用三角形成形磨料颗粒的磨料制品公开于美国专利5,201,916(Berg)、5,366,523(Rowenhorst)；以及美国专利5,984,988(Berg)中。在一个实施方案中，磨料颗粒的形状为等边三角形。三角形成形磨料颗粒可用于制造具有增强的切削速率的磨料制品。PCT国际公开WO2012/112305A2(Keipert)公开了通过使用具有精确间距并且对准的非圆形孔的精确筛网制造的带涂层磨料制品，以将单独的磨料颗粒保持在固定位置，其可用于在特定的z-方向旋转取向上旋转地对准磨料颗粒的表面特征结构。在该方法中，将筛网或穿孔板层合至粘合剂膜并且负载磨料颗粒。磨料颗粒的取向可通过筛网几何形状以及磨料颗粒通过筛网开口接触并且附着到粘合剂的受限能力来控制。从填充的筛网移除粘合剂层将取向的磨料颗粒以反向方式传送到磨料背衬。该方法依赖于粘合剂的存在，这可能是麻烦的，随着时间的推移粘合剂易于脱粘(例如，由于粉尘沉积)，并且可以传送到所得的带涂层磨料制品，从而导致粘合剂传送到工件并且污染工件的可能性。美国专利申请公布2013/0344786A1(Keipert)公开了具有多个成形陶瓷磨料颗粒的带涂层磨料制品，其各自具有表面特征结构。所述多个成形陶瓷磨料颗粒由包含树脂性粘合剂的底胶层附接到柔性背衬而形成磨料层。所述表面特征结构具有规定的z-方向旋转取向，并且所述磨料层中所述指定的z-方向旋转取向比表面特征结构的随机z-方向旋转取向发生得更频繁。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”不包括通过机械粉碎操作获得的随机大小的磨料颗粒。
技术实现思路
本公开展示可通过控制某些粉碎磨料颗粒的z轴取向来实现改善的性能。具有板状形状的粉碎磨料颗粒(例如，片状或薄片)，其中很大一部分颗粒具有与长度尺寸和宽度尺寸相比较小的厚度尺寸，可被取向成使得厚度轴全部大致对齐。可通过指定该轴线相对于磨削轴线的相对对准(例如，在磨削过程中，磨料和被研磨的表面相对于彼此行进的方向)来控制磨料性能。对于三角形成形磨料颗粒，反转(基部向上)的磨料颗粒通常对磨料制品的切削和使用寿命产生负面影响，尤其是对金属诸如不锈钢。由于高支承区域导致低的局部压力以及这些反转的磨料颗粒的较差的压裂，发生金属封盖，这导致切削寿命的过早结束。在常规的带涂层磨料制品中，反转的磨料颗粒的分数主要为矿物质涂层重量的函数，并且在没有反转的磨料颗粒的情况下难以实现高矿物覆盖百分比。这需要使用通常具有次优性能的疏涂层构造。静电涂覆的粉碎磨料颗粒最佳地附接到带有底胶树脂涂层的基材，由此使得它们的最长轴线垂直于基材。由于它们不具有良好限定的形状或相对尖锐和平坦的特征结构，所以在高涂层重量下的颗粒反转不适用，并且即使对于封闭涂层构造，性能也是好的。滴涂粉碎磨料颗粒表现类似，除了缺少由静电场提供的取向之外，其性能通常较低。成形磨料颗粒相对于切削方向的取向也很重要。切削效率和成形磨料颗粒的磨料颗粒压裂机构随z轴线旋转取向而变化。对于三角形磨料颗粒，为改善切削和破碎情况，一般优选磨料制品和/或工件的相对运动使得三角形磨料颗粒的边缘而不是磨料颗粒的面呈现出切削运动。如果将该面呈现给切削方向，磨料颗粒通常将在其基部附近压裂并且脱离磨削的平面。当板状粉碎磨料颗粒的取向被类似地控制时，当板状粉碎磨料颗粒相对于磨削方向旋转时，性能也改变。出乎意料的是，优选的取向与成形颗粒的取向相反。在带涂层磨料应用中的最常遇到的压力方案中，有利的取向是“面对”颗粒方向，其中最薄的颗粒轴线与磨削方向对准。出人意料的是，这与针对成形磨料颗粒观察到的最佳取向相反。磨料制品中磨料颗粒的间距也很重要。这对于成形和粉碎的颗粒通常是真实的。常规方法诸如滴涂和静电沉积提供了间距和颗粒群集的随机分布，这通常导致其中两个或更多个磨料颗粒最终在靠近磨料颗粒的顶端或上表面处彼此接触。不受控制的群集导致了降低切削性能，这是由于那些区域中的支承区域局部增大，并且由于群集中的磨料颗粒在使用过程中不能够因相互机械加强而破裂和破碎。与具有更均匀间隔的磨料颗粒的带涂层磨料制品相比，群集产生不期望的热积聚。鉴于上述，期望具有可用于带涂层磨料制品中定位和定向磨料颗粒的可替代方法和设备，该带涂层磨料制品是简单和成本有效的。本公开提供了对上述需求的实用解决方案，由此包含与磨料颗粒的尺寸和形状互补的腔的幅材或工具填充有包含很大一部分板状粉碎磨料颗粒的粉碎磨料颗粒。该腔形状控制工具中板状粉碎磨料颗粒对准。随后将受控取向板状粉碎颗粒反向传送到背衬上的底胶层，同时保持磨料颗粒取向和由工具引起的间隔。通过适当选择复制工具中的腔的形状、尺寸、间距和取向，可实现对所得带涂层磨料制品的磨削性能的控制。带涂层磨料制品可在商品制造过程中用于研磨多种材料和表面。因此，一直存在对带涂层磨料制品的成本、性能或寿命进行改善的需求。在一个方面，本公开提供带涂层磨料制品，该带涂层磨料制品包括：背衬，其具有第一主表面和第二相对的主表面；底胶层，其固定到背衬的第一主表面的至少一部分；粉碎磨料颗粒，其基于总重量包括：35重量％至100重量％的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒，其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒，并且其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度；以及0重量％至65重量％的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒，其中：i)第一组合物和第二组合物不同；ii)第一粒级和第二粒级不同；或iii)i)和ii)两者；复胶层，其置于并且固定到底胶层和板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上，其中带涂层磨料制品具有预期用途的方向，并且其中大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。在另一个方面，本公开提供制备带涂层磨料制品的方法，该方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的生产工具，其中第一主表面限定多个取向的腔，其中取向的腔在工作表面处具有相应的细长外开口，并且其中相应的细长外开口具有沿相应的纵向方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带涂层磨料制品，所述带涂层磨料制品包括：背衬，所述背衬具有第一主表面和第二相对的主表面；底胶层，所述底胶层固定到所述背衬的所述第一主表面的至少一部分；粉碎磨料颗粒，所述粉碎磨料颗粒基于总重量包括：35重量％至100重量％的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒，其中大部分所述初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒，并且其中每个所述板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度；以及0重量％至65重量％的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒，其中：i)所述第一组合物和所述第二组合物不同；ii)所述第一粒级和所述第二粒级不同；或iii)i)和ii)两者；复胶层，所述复胶层置于并且固定到所述底胶层和所述板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上，其中所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向，并且其中大部分所述板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于所述预期用途的方向取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 62/140,262;2015.05.12 US 62/160,429;1.一种带涂层磨料制品，所述带涂层磨料制品包括：背衬，所述背衬具有第一主表面和第二相对的主表面；底胶层，所述底胶层固定到所述背衬的所述第一主表面的至少一部分；粉碎磨料颗粒，所述粉碎磨料颗粒基于总重量包括：35重量％至100重量％的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒，其中大部分所述初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒，并且其中每个所述板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度；以及0重量％至65重量％的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒，其中：i)所述第一组合物和所述第二组合物不同；ii)所述第一粒级和所述第二粒级不同；或iii)i)和ii)两者；复胶层，所述复胶层置于并且固定到所述底胶层和所述板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上，其中所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向，并且其中大部分所述板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于所述预期用途的方向取向。2.根据权利要求1所述的带涂层磨料制品，所述带涂层磨料制品还包括置于所述复胶层的至少一部分上的顶胶层。3.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中所述带涂层磨料制品基本上不含成形磨料颗粒。4.根据权利要求1至3中任一项所述的带涂层磨料制品，其中所述板状粉碎磨料颗粒包括氧化铝。5.一种制备带涂层磨料制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的生产工具，其中所述第一主表面限定多个取向的腔，其中所述取向的腔在所述工作表面处具有相应的细长外开口，并且其中所述相应的细长外开口具有沿相应的纵向方向取向的相应的最大长度；b)提供具有底胶层前体的背衬，所述底胶层前体置于所述背衬的第一主表面的至少一部分上；c)将多个初始粉碎磨料颗粒置于所述多个取向的腔的至少一部分中，以形成负载的生产工具，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·J·凯佩特，
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