一种含有助磨剂的磨具制造技术

一种磨具，它具有适合接触和研磨工件的外围表面，该磨具包括磨料颗粒和位于对磨粒而言是有效的位置处的助磨剂，其特征在于，助磨剂组合物含有 ａ）一种固化的助磨剂粘合剂，该粘合剂是热塑性树脂和热固树脂的共混物，两种树脂的含量形成一有效的重量比； ｂ）有效量的助磨剂，该助磨剂分散于（最好是均匀地）固化的助磨剂粘合剂中。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含有分散在粘合剂中的助磨剂的磨具。该粘合剂是热塑性树脂和热固性树脂的一种共混物。磨具通常含有固定在粘合剂中的许多磨粒。在粘合磨具中，粘合剂的作用是将磨粒粘结在一起，使其形成一定形状的物体。典型的情况是，这个一定形状的物体是轮形，故一般称为磨轮。而在涂覆磨具中，粘合剂起着将磨粒粘结到基底或背衬上去的作用，而这种粘合剂会占两层，即初始接合涂层(make coating)和胶结涂层(sizecoating)。至于在无纺磨具中，粘合剂的作用是将磨粒与膨松的、有开口的纤维基材粘结起来。磨料粘合剂通常含有明胶蛋白的或树脂的胶粘剂，有时还含有另一些添加剂。树脂胶粘剂例如有酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、脲甲醛树脂。通常用的添加剂例如有助磨剂、填料、润湿剂、表面活性剂、颜料、偶合剂、染料。添加助磨剂可以显著影响研磨金属的化学和物理过程，从而改善研磨性能，据信助磨剂会1)减少磨粒与被磨工件的摩擦，2)防止磨粒的“被封盖”现象，即防止金属颗粒焊接到磨粒的顶部，3)降低磨粒与工种之间界面的温度，或4)减少所需的研磨力。磨料工业一直是在探求在不过分增加成本的前提下提高磨具研磨效率的方法。需要设法在磨具中采用更高浓度的助磨剂，而又不使粘合强度有显著降低。近年来存在着完全由水溶液或水分散液涂覆粘合剂前体物质的需要，这是由于要减少日益严峻的污染的缘故。因此，有必要提供磨具，它有个外围涂层，该涂层包含分散在粘合剂中的助磨剂，而粘合剂的前体能由水或其它含水组合物涂上去的。就其最广泛的实施方案而言，本专利技术的磨具可描述为具有一个适合于接触并研磨工件的外围表面，这磨具包含有许多磨粒，这些磨粒1)通过粘合剂粘合在一起成为多孔的成形体(故称为“粘合”磨具)；或者2)通过粘合剂粘附于背衬上(故称为″涂覆″磨具)；或者3)通过粘合剂粘附于膨松的，有开口的无纺织物的纤维上(故称为“无纺”磨具)。磨具中含有助磨剂组合物，后者位于对磨粒而言是有效的位置。该种助磨剂组合物的特征在于a)含有一种固化的助磨剂粘合剂，该粘合剂是热塑性树脂和热固树脂的共混物，两种树脂的含量形成一有效的重量比；b)含有一定有效量的助磨剂，该助磨剂分散(最好是均匀地)于固化的助磨剂粘合剂中。本专利技术的优选磨具中，该热固树脂是种固化的环氧树脂，而热塑性树脂是种低软化点的脂族或芳族非极性烃类树脂，助磨剂则是一种卤化物盐，特别是KBF4。“位于对磨粒而言是有效的位置”这一词语的意思，是指助磨剂组合物在磨具中的位置应使研磨过程中，该组合物接触研磨界面或充分接近研磨界面，以产生有利的效果即增加研磨效率。本专利技术的特别优选磨具是一类涂覆磨具，并且其中的助磨剂组合物是一上胶结涂层(supersize coating)。本专利技术还包括将助磨剂组合物包含涂覆磨具的胶结涂层内(同时用或不用上胶结涂层)。例如，若胶结涂层含有助磨剂组合物，就可采用一种常规的上胶结涂层，也可以采用本专利技术助磨剂组合物的上胶结涂层。因此，用于涂覆磨具，“外围涂层”或者是指胶接涂层，或者是指上胶结涂层，总之是制品研磨表面上的最外层涂层。本文中的“胶结涂层”，是指基本上填充着磨具磨粒的突出的外露尖锐点之间空隙区域的那一层涂层。胶结涂层可以是先涂上去的，它部分或全部覆盖着磨粒。所谓“上胶结涂层”则是至少部分覆盖着胶结涂层的那种涂层，它(如果有的话)是最外层粘合剂涂层。其中许多磨粒通过粘合剂粘着形成多孔成形体的粘合磨具也是本专利技术优选的磨具。该种粘合磨具具有接触并研磨工件的外围表面。在这类实施方案的磨具中，助磨剂组合物可存在于粘合磨具的孔隙中和/或外围表面上。对于涂覆和粘合两类磨具，“外围表面”这个词是指本专利技术的磨具具有至少一个适合于或能够适合于接触并研磨工件的表面。对于无纺磨具，这一词的意思是许多外露的纤维或纤维部分形成了外围表面。“热固”和“热塑性”这两个词就是聚合物化学工艺中通常指的意义。“热固”树脂是一种接受了某种能量(例如热或辐射能，其强度足以使树脂呈不能流动的状态)因而固化的树脂。“热固性”树脂是指未固化的该种树脂。“热塑性”树脂则是遇热能软化即流动，而遇冷会再次硬化的树脂。本文中所用的“助磨剂”一词是指分散在热塑性和热固树脂中的一种颗料状有机或无机的加入物。这个词不包括这里所述的低软化点热塑性树脂，虽然热塑性树脂会有某种间接的助磨效应，就是在研磨过程中热塑性树脂会软化熔解，使得热固树脂更易被磨蚀，而暴露出更多的助磨剂。“分散”并不一定是指均匀分散，但热塑性树脂和助磨剂最好是在热固树脂中均匀分散的。热塑性树脂对于热固树脂的“有效重量比”则是指该比值的一个下限，低于此下限，加入热塑性树脂所产生的有利的流变效果和/或研磨效果已看不到。与此类似，“助磨剂的有效量”是指一低限量，助磨剂的量若低于此限量，则其增加研磨效率的作用就显示不出。“研磨效率”定义为工件“切削”(除去)重量除以研磨过程中磨具失去的重量。用于热塑性树脂的“低软化点”一词是用来表征这类树脂的。软化点(R&B)不宜高于150℃，不高于100℃更好，软化点的测量是用环球仪测量法(R&B)，下面将详述。本专利技术的另一内容是一种可涂覆的，稳定的助磨剂前体组合物，它含有一种热固性树脂、一种热塑性树脂和一种助磨剂，其中存在的热塑性树脂与热固性树脂前体之含量比是有效的重量比，热塑性树脂和助磨剂分散在热固性树脂中。本专利技术这一内容的特别优越的组合物是含有水，不含或仅含很小百分比的有机溶剂作为稀释剂，尤其优选的是那种不含有机溶剂的组合物。这种组合物的形态是一种热塑性树脂和一种环氧树脂的阴离子乳化液，并且还含有KBF4作为助磨剂。稀释剂，如果是有机稀释剂的话，可以是一种活性稀释剂，此活性之意是指它会与热固性树脂起反应。用于本文的“可用涂覆的”这个词，当用于本专利技术的水分散液乳化液和溶液形式的助磨剂前体组合物时，其意义是该组合物在21℃用1/4RVT型Brookfield粘度计，采用转速50rpm的#6心轴测量出的粘度至多约为3,000厘泊(较好至多约1000厘泊，最好至多约500厘泊)。本专利技术的可涂覆的组合物还可以是触变胶体。“稳定的”这个词是指本专利技术的组合物不会分离成两个或多个相，也不会聚合成一种不能涂覆的物料。本专利技术还有一个内容是制造具有适合于接触和研磨工件的外围表面的磨具的方法，其磨料复合体含有许多磨料和粘合剂，这个方法包括的步骤为a)至少对所述磨粒的一部分涂覆助磨剂前体组合物，该组合物含有一种热固性树脂、一种热塑性树脂、一种助磨剂，所述的热塑性树脂和助磨剂分散于所述的粘合剂前体中，所述热塑性树脂和所述热固性树脂的量符合预定的重量比；b)令施加上去的助磨剂前体组合物经受足以基本上使所述热固性树脂固化的条件。在本专利技术范围内也有一种制造其内部有助磨剂的粘合磨具的方法。本专利技术这一内容的粘合磨具中，磨料复合体的形态是多孔的成形体，它由用粘合剂粘着在一起的许许多多磨粒构成，所以它有许许多多形状不规则的由粘合剂和磨粒所界定的空隙。至少有一部分这些空隙被本专利技术的助磨剂组合物所填满或部分填充。在制造本专利技术粘合磨具的一个方法中，施加助磨剂前体组合物的方法是将粘合磨具基体浸在助磨剂前体组合物中一段足够的时间，使组合物至少部分渗透进入磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·J·赫尔民，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：