研磨制品及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种包含磨粒和粘合剂组合物的可辐射固化的组合物。以粘合剂组合物的重量为基准计，所述粘合剂组合物包含约10-90重量％的可阳离子聚合的化合物，不大于约40重量％的可自由基聚合的化合物，以及约5-80重量％的颗粒填料。所述颗粒填料包括分散的亚微米颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本说明书大体涉及。
技术介绍
研磨制品，例如砂纸(砂布)和粘合的磨料被广泛用于各种工业中，通过例如精研、研磨或抛光对工件进行机械加工。使用研磨制品进行的机械加工跨越了从光学工业、车辆油漆修理工业到金属制造工业的很宽的工业范畴。在这各个例子中，生产设备使用磨料除去大块材料，或者影响产品的表面特征。表面特征包括光泽、织构和均匀性。例如，金属部件的制造者使用研磨制品来精整和抛光表面，经常需要均匀的平滑表面。类似地，光学器件制造者需要能够生产无缺陷表面的研磨制品，以防发生光的衍射和散射。对于某些用途，制造者还需要具有高材料切削速率的研磨制品。但是，在切削速率和表面质量之间经常需要进行权衡。较细的颗粒研磨制品通常得到更平滑的表面，但是会得到较低的材料切削速率。较低的切削速率会导致生产能力降低，成本提高。特别是对于细颗粒研磨制品，市售磨料可能留下不规则的表面缺陷，例如比平均的材料切削划痕深的划痕。这些划痕可能是由于从研磨制品上脱离的颗粒形成滚压凹痕而造成的。当存在这些划痕时，它们会散射光线，减小透镜中的光学透明度，或者在装饰性金工制品中形成朦胧的或模糊的精整面。这些划痕还会提供成核点或附着点，降低表面的分离特性。例如，卫生设备中的划痕使得细菌附着在表面上，抛光的反应器中的划痕使得气泡能形成，并且这些划痕会作为引发不希望有的反应的表面特征。颗粒的损失还会降低研磨制品的性能，导致需要频繁更换。频繁地更换研磨制品对于制造者来说是成本很高的。因此，人们需要改进的研磨制品和用来制造研磨制品的方法。
技术实现思路
在一个具体实施方式中，一种组合物包含磨粒和粘合剂组合物。以所述粘合剂组合物的重量为基准计，所述粘合剂组合物包含约10-90重量％的可阳离子聚合的化合物，不大于约40重量％的可自由基聚合的化合物，以及约5-80重量％的颗粒填料。所述颗粒填料包括分散的亚微米颗粒。本文还涉及示例性的研磨制品，其包含磨粒以及含有固化制剂的粘合剂。所述制剂包含不大于约90重量％的纳米复合环氧前体，还包含丙烯酸类前体。在另一个示例性的实施方式中，研磨制品包含磨粒以及含有固化制剂的粘合剂。以所述制剂的总重量为基准计，该制剂包含环氧前体和至少约5重量％的颗粒填料。所述颗粒填料具有亚微米级平均粒度。在另一个示例性实施方式中，研磨制品包含磨粒和胶体复合粘合剂。在另一个示例性实施方式中，研磨制品包含磨粒和溶液形成的纳米复合粘合剂。在另一个示例性实施方式中，研磨制品包含磨粒和复合粘合剂。所述复合粘合剂包含分散颗粒填料，这些颗粒填料的平均粒度约为3-200纳米，粒度分布的特征是半宽度约不大于平均粒度的2倍。在另一个示例性实施方式中，研磨制品包含Rz性能约不大于3.0、且包含环氧化物/丙烯酸酯共聚物的粘合剂。在另一个示例性实施方式中，一种形成研磨制品的方法包括在背衬上提供胶体复合粘合剂制剂和磨粒，并使所述胶体复合粘合剂制剂固化。在另一个示例性实施方式中，一种形成研磨制品的方法包括在背衬上涂敷磨粒和包含第一粘合剂制剂的构造涂层(make coat)。该方法还包括在所述构造涂层上施涂上胶涂层(size coat)。所述上胶涂层包含第二粘合剂制剂,该制剂包含纳米复合聚合物制剂。该方法还包括使所述构造涂层和上胶涂层固化。在另一个示例性的实施方式中，形成研磨制品的方法包括将纳米复合环氧前体和丙烯酸类前体混合，形成粘合剂制剂，将所述粘合剂制剂施涂到基材上，在基材上施加磨粒，使所述粘合剂制剂固化。附图简述本领域技术人员参见附图可以更清楚地理解本说明书，并会明显看出它的许多特征和优点。附图说明图1显示了示例性的涂敷的研磨制品。图2显示了示例性的有结构`的研磨制品。图3显示了示例性的粘合的研磨制品。专利技术的实施方式在一个具体实施方式中，一种研磨制品包含磨粒和胶体复合粘合剂。所述研磨制品可以是涂敷的研磨制品或粘合的研磨制品。在一个实施方式中，涂敷的研磨制品是设计的或有结构的研磨制品，包括有图案的研磨表面结构。所述胶体复合粘合剂通常包含聚合物基质和颗粒填料。所述胶体复合粘合剂是由一种粘合剂制剂形成的，该粘合剂制剂包含以胶体悬浮在包含聚合组分(例如单体或聚合物)的外部相内的颗粒填料。所述粘合剂制剂还可包含催化剂、聚合引发剂、链转移剂、反应抑制剂、增塑剂和分散剂。在另一个实施方式中，本文涉及一种研磨制品，该研磨制品包含溶液形成的纳米复合粘合剂。溶液形成的纳米复合粘合剂由溶液形成的纳米复合制剂形成，它们通过溶胶法或溶胶-凝胶法形成，包含悬浮在聚合物组分的悬浮体中的纳米级颗粒填料。在一个具体实施方式中，所述颗粒填料的平均粒度约为3-200纳米，例如约为3-100纳米，粒度分布的特征是半宽度约不大于平均粒度的2倍。在具体的实施方式中，纳米复合粘合剂和胶体复合粘合剂的如下所述的Rz性能约不大于3.0。所述粘合剂可包含选自以下的聚合组分:环氧组分、丙烯酸酯组分、氧杂环丁烷组分、以及它们的组合。另外，所述聚合组分可以是可热固化的，或者是可使用光化辐射固化的。本文所述的复合粘合剂通常包含分散在聚合物基质中的颗粒填料。在固化之前，所述复合粘合剂制剂通常是一种悬浮体，该悬浮体包含含有有机聚合组分和任选的溶剂的外部相。聚合组分可以是处于溶剂中的单体或聚合物。例如，所述外部相可包含能够在固化时聚合的单体。另一方面或者另外，所述外部相还可包含处于溶剂中的聚合物材料。所述颗粒填料通常在外部相中形成分散相。颗粒填料可以由无机颗粒形成，例如金属(例如铁、银或金)颗粒或金属配合物(complex)颗粒,例如金属氧化物、金属氢氧化物、金属硫化物、金属齒素配合物、金属碳化物、金属磷酸盐、无机盐(例如CaCO3)，陶瓷，或者它们的组合。金属氧化物的例子是ZnO，CdO, SiO2, TiO2, ZrO2, CeO2, SnO2, MoO3, WO3 Al2O3, In2O3, La2O3, Fe2O3, CuO, Ta2O5, Sb2O3, Sb2O5,或者它们的组合。还可包含含有不同金属的混合氧化物。纳米颗粒可包括例如选自以下的颗粒:ZnO，SiO2, TiO2, ZrO2, SnO2, Al2O3，共同形成的二氧化硅氧化招，以及它们的混合物。所述纳米级颗粒还可包含有机组分，例如炭黑、高度交联的/芯-壳聚合物纳米颗粒，有机改性的纳米颗粒等。这些填料的描述参见例如美国专利第6，467，897号和WO 98/51747，这些文献通过参考结合于此。通过基于溶液的方法形成的颗粒填料，例如溶胶法形成的和溶胶凝胶法形成的陶瓷，特别适用于复 合粘合剂。合适的溶胶是市售的。例如，市售的胶体二氧化硅水溶液的商品名为LUDOX (E.1.DuPont de Nemours and C0., Inc.Wilmington,Del.), NYACOL (Nyacol C0.,Ashland,Ma.)和NALCO (Nalco Chemical C0.,OakBrook, 111.)。许多市售的溶胶是碱性的，用氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵之类的碱稳定。合适的胶体二氧化硅的另一个例子的描述参见美国专利第5，126，394号，该专利通过参考结合于此。特别合适的是溶胶法形成的二氧化硅和溶胶法形成的氧化铝。溶胶可通过使一种或多种合适的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成研磨制品的方法，该方法包括：将纳米复合环氧前体和丙烯酸类前体混合，形成粘合剂，按粘合剂组分的重量计，所述粘合剂包含：10?90重量％的可阳离子聚合的化合物，不大于40重量％的可自由基聚合的化合物，5?80重量％的胶体颗粒填料，以及5?50重量％具有聚醚主链的组分；所述颗粒填料包括平均粒度小于50nm的胶体二氧化硅；所述可阳离子聚合的化合物选自至少一种环醚组分、环内酯组分、环缩醛组分、环硫醚组分、螺原酸酯组分、环氧官能组分或者氧杂环丁烷官能组分；所述可自由基聚合的化合物包含一个或多个烯键式不饱和基团；所述具有聚醚主链的组分选自聚1，4?丁二醇、聚1，4?丁二醇的缩水甘油醚、以及聚1，4?丁二醇或者包含聚碳酸酯基的聚1，4?丁二醇的丙烯酸酯；；将该粘合剂施涂于基材；将磨粒施加于所述基材；以及使所述粘合剂固化。

【技术特征摘要】
2005.01.28 US 60/648,1681.一种形成研磨制品的方法，该方法包括: 将纳米复合环氧前体和丙烯酸类前体混合，形成粘合剂，按粘合剂组分的重量计，所述粘合剂包含: 10-90重量％的可阳离子聚合的化合物， 不大于40重量％的可自由基聚合的化合物， 5-80重量％的胶体颗粒填料，以及 5-50重量％具有聚醚主链的组分； 所述颗粒填料包括平均粒度小于50nm的胶体二氧化娃； 所述可阳离子聚合的化合物选自至少一种环醚组分、环内酯组分、环缩醛组分、环硫醚组分、螺原酸酯组分、环氧官能组分或者氧杂环丁烷官能组分； 所述可自由基聚合的化合物包含一个或多个烯键式不饱和基团； 所述具有聚醚主链的组分选自聚1，4_ 丁二醇、聚1，4_ 丁二醇的缩水甘油醚、以及聚1，4- 丁二醇或者包含聚碳酸酯基的聚1，4_ 丁二醇的丙烯酸酯；； 将该粘合剂施涂于基...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·尤，A·C·加塔，W·C·赖斯，
申请(专利权)人：圣戈本磨料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：