專利名稱：以羧酸酯穩(wěn)定顏色的、酚醛樹脂粘合的磨料產(chǎn)品及制備其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
術(shù)語(yǔ)“酚醛樹脂”描述了獲得自酚類和醛類反應(yīng)產(chǎn)物的多種多樣的樹脂產(chǎn)品。在酸性和堿性條件下酚類與甲醛類均發(fā)生反應(yīng)。若在酚與甲醛的一種堿催化的混合物中對(duì)每摩爾的酚含有一摩爾或多摩爾的甲醛，則將產(chǎn)生一種熱固性(一步)樹脂，或“甲階酚醛樹脂”。用作甲階酚醛樹脂的催化劑的、常見的堿類化合物包括堿金屬(如鈉、鉀、或鋰)的氫氧化物。雖然堿金屬氫氧化物催化的酚醛樹脂在商業(yè)上是有用的，但是當(dāng)它們老化、被加熱或以其他方式固化時(shí)，它們具有一種令人不希望的顏色變暗的趨勢(shì)。已知變暗的程度依賴于該樹脂的固化或使用溫度以及暴露于這一溫度下的時(shí)間。堿金屬氫氧化物催化的酚醛樹脂常用作磨料產(chǎn)品結(jié)合系統(tǒng)的一種組分，如涂覆的、結(jié)合的、以及三維的低密度磨料產(chǎn)品。樹脂變暗這一問題在涂覆的磨料和三維低密度磨料產(chǎn)品中尤其顯著，因?yàn)榻Y(jié)合系統(tǒng)的存在更為直觀。同樣，由于這種變暗隨著溫度和暴露時(shí)間而增加，產(chǎn)品的溫度曲線上的任何變化都導(dǎo)致產(chǎn)品自身之內(nèi)的顏色變化。對(duì)于淺顏色的產(chǎn)品，顏色變化是特別引人注目的，這導(dǎo)致人們由于美學(xué)或其他原因不能接受此類產(chǎn)品。此外，磨料結(jié)合系統(tǒng)可以包括著色劑以標(biāo)識(shí)制造商、產(chǎn)品類型、應(yīng)用、等等。樹脂的變暗可能干擾所希望的著色、從而導(dǎo)致最終產(chǎn)品具有與所加入的著色劑不同的顏色。例如， 在固化之后正常情況下變黃的一種樹脂，當(dāng)與一種藍(lán)色染料或顏料組合使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種綠顏色的產(chǎn)品。另一方面，如果同一種黃色樹脂與一種綠色染料或顏料結(jié)合使用時(shí)，該樹脂典型地將導(dǎo)致完全另一種綠色色調(diào)。
背景技術(shù)：
用來(lái)向酚醛樹脂類的甲階酚醛樹脂賦予顏色穩(wěn)定性的一種已知的方法包括向配制品中添加三聚氰胺甲醛樹脂。雖然這實(shí)現(xiàn)了顏色穩(wěn)定性，但它還賦予了脆性、延長(zhǎng)了固化時(shí)間、并且導(dǎo)致機(jī)械性弱點(diǎn)并且因此導(dǎo)致最終產(chǎn)品的研磨性能降低。所建議的另一種方法包括向該酚醛樹脂類的甲階酚醛樹脂中加入一種基于銨的鹽。然而，這種方法對(duì)于穩(wěn)定具有某些著色劑(如淺藍(lán)和橙色的顏料或染料)的酚醛樹脂產(chǎn)品的顏色并不足夠有效。所需要的是一種有效的酚醛樹脂顏色穩(wěn)定劑，該顏色穩(wěn)定劑減少了上述問題而不向最終產(chǎn)品賦予不希望的特性。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明是針對(duì)一種顏色穩(wěn)定的磨料物品，該磨料物品包括一種酚醛樹脂粘合劑、一種顏色穩(wěn)定劑、一種著色劑、以及磨料顆粒。該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種羧酸酯、酯、羧酸、或一個(gè)二酮或丙烯酸基團(tuán)。在另一方面，本發(fā)明是針對(duì)一種制備顏色穩(wěn)定的磨料物品的方法，該方法包括以下步驟將一種甲階酚醛樹脂與一種顏色穩(wěn)定劑共混以形成一種甲階酚醛樹脂組合物；使多個(gè)磨料顆粒與該甲階酚醛樹脂組合物接觸，并且將該甲階酚醛樹脂組合物固化以生產(chǎn)該顏色穩(wěn)定的磨料物品。該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種羧酸酯、酯、羧酸、或一個(gè)二酮或丙烯酸基團(tuán)。在又另一個(gè)方面，本發(fā)明是針對(duì)一種對(duì)工件表面進(jìn)行研磨的方法，該方法包括在研磨運(yùn)動(dòng)中將顏色穩(wěn)定的磨料物品施用在一個(gè)工件表面上，以除去該工件表面的一部分。 該磨料產(chǎn)品包括一種粘合劑，該粘合劑具有一種酚醛樹脂；一種顏色穩(wěn)定劑，該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種羧酸酯、酯、羧酸、或一個(gè)二酮或丙烯酸基團(tuán)；以及磨料顆粒。由此提供了顏色穩(wěn)定的、酚醛樹脂粘合的磨料以及用于制備此類磨料的方法，這些磨料能耐受隨時(shí)間的以及暴露于高溫時(shí)的顏色變化并且維持酚醛樹脂的機(jī)械強(qiáng)度。


從以下對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的更具體的說(shuō)明中上述內(nèi)容將是清楚的，這些實(shí)施方案是如附圖中所展示的，其中貫穿這些不同的視圖中類似的參考符號(hào)指代相同的部分。這些圖并不必須是按比例的，而是將重點(diǎn)放在展示本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案上。圖1是本發(fā)明的一種涂覆的磨料工具的一個(gè)實(shí)施方案的截面圖的示意圖。圖2是本發(fā)明的一種涂覆的磨料工具的另一個(gè)實(shí)施方案的截面圖的示意圖。圖3包含將不含有顏色穩(wěn)定劑以及含有本發(fā)明的顏色穩(wěn)定劑的固化的酚醛樹脂樣品進(jìn)行比較的多張照片。圖4包含將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案與一種對(duì)照物在固化過(guò)程中隨時(shí)間的顏色變化進(jìn)行比較的多張照片。圖5是圖4的樣品隨時(shí)間的顏色變化的圖示。
具體實(shí)施例方式在此引用的所有專利、公開的申請(qǐng)以及參考文獻(xiàn)的傳授內(nèi)容通過(guò)引用整體地結(jié)合在此。具體而言，將Wijaya的美國(guó)序列號(hào)61/199，471名稱為“丙烯酸酯顏色穩(wěn)定的酚醛樹脂粘合的磨料產(chǎn)品及制備其的方法”(該申請(qǐng)與此同時(shí)提交)通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。本發(fā)明涉及磨料物品，這些磨料物品包括通過(guò)至少一種羧酸酯進(jìn)行顏色穩(wěn)定的一種酚醛樹脂粘合劑。該顏色穩(wěn)定的磨料物品進(jìn)一步包括一種著色劑以及磨料顆粒。如在此使用的，在約235° F下進(jìn)行約8小時(shí)的固化之后與在約235° F下進(jìn)行約2小時(shí)的固化之后，若一種磨料物品或樹脂具有基本上相同的顏色，則認(rèn)為該磨料物品或樹脂是“顏色穩(wěn)定的”。術(shù)語(yǔ)“酚醛樹脂”是指一種酚與一種醛的任何樹脂質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物，該酚是例如苯酚，間苯二酚，烷基取代的苯酚，如苯甲酚、二甲苯酚、對(duì)叔丁基苯酚、以及對(duì)苯基苯酚，以及類似物；該醛是例如甲醛、乙醛以及糠醛，以及類似物?！邦伾€(wěn)定的、堿金屬氫氧化物催化的酚醛樹脂”是指通過(guò)一種顏色穩(wěn)定劑進(jìn)行顏色穩(wěn)定的一種固化的、堿金屬氫氧化物的酚醛樹脂。這些磨料產(chǎn)品的特征為具有一種酚醛樹脂粘合劑、一種或多種羧酸酯顏色穩(wěn)定劑、一種或多種可任選的著色劑、磨料顆粒、一種支撐件(support member)或背襯，并且可以進(jìn)一步包括固化試劑、非反應(yīng)性的熱塑性樹脂、填充劑、研磨助劑、以及其他添加劑。制備該磨料物品的結(jié)構(gòu)以及方法在一個(gè)實(shí)施方案中，該顏色穩(wěn)定的磨料物品包括一種酚醛樹脂粘合劑、一種顏色穩(wěn)定劑、以及一種研磨材料。該顏色穩(wěn)定的磨料物品可以是一種結(jié)合的、有結(jié)構(gòu)的、或涂覆的磨料。本發(fā)明的涂覆的磨料工具可以包括一個(gè)基質(zhì)、一種研磨材料以及將該研磨材料保持在該基質(zhì)上的至少一種酚醛樹脂粘合劑。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“涂覆的磨料工具”包括一種非織造的磨料工具。該研磨材料，諸如磨料粒料、顆粒或它們的團(tuán)塊，可以存在于該涂覆的磨料工具的一個(gè)層中(例如，樹脂-磨料層)或兩個(gè)層中(例如，制作涂層以及膠料涂層)中?？梢酝ㄟ^(guò)本發(fā)明的方法制備的此類涂覆的磨料工具的例子在圖1和圖2中示出。 參照?qǐng)D1，在涂覆的磨料工具10中，用任選的背膠料涂層16和任選的預(yù)膠料涂層18處理基質(zhì)12。覆蓋任選的預(yù)膠料涂層18的是制作涂層20，該制作涂層上施用了研磨材料14，諸如磨料粒料或顆粒。將膠料涂層22任選施用在制作涂層20和研磨材料14之上。覆蓋膠料涂層22的是任選的超級(jí)膠料涂層M。取決于它們的具體應(yīng)用，涂覆的磨料工具10可以包括或不包括背膠料涂層16和/或預(yù)膠料涂層18。同樣，取決于它們的具體應(yīng)用，涂覆的磨料產(chǎn)品10可以包括或不包括膠料涂層22和/或超級(jí)膠料涂層M。圖2中示出的是可以由本發(fā)明的方法形成的涂覆的磨料工具的一個(gè)例子，其中涂覆的磨料工具30包括研磨材料與一種或多種黏合劑的一個(gè)單一的層(粘合劑-磨料層32)以及任選地背膠料涂層16。 任選地，如圖1所示，在涂覆的磨料工具30中可以包括預(yù)膠料涂層18、膠料涂層22以及超級(jí)膠料涂層對(duì)。該涂覆的磨料物品可以在選自下組的至少一個(gè)層中包括一種顏色穩(wěn)定的酚醛樹脂粘合劑，該組由以下各項(xiàng)組成粘合劑-磨料層、背膠料涂層、預(yù)膠料涂層、制作涂層、膠料涂層、以及超級(jí)膠料涂層。在包括膠料涂層和超級(jí)膠料涂層的實(shí)施方案中，如圖1中所示，研磨材料可以通過(guò)重力、靜電沉積、空氣流而單獨(dú)施用，或與該聚氨酯粘合劑組合物作為漿料一起施用。該制作涂層20將研磨材料粘著在基質(zhì)的表面上，并且可以通過(guò)用不具有磨料顆粒的酚醛樹脂粘合劑來(lái)浸漬該支撐基質(zhì)而形成。在圖2的實(shí)施方案中，可以將該支撐基質(zhì)用包括一種研磨材料以及一種樹脂組合物的樹脂/磨料漿料進(jìn)行浸漬以形成一種粘合劑/磨料層32，該樹脂組合物包括一種酚醛樹脂粘合劑以及一種顏色穩(wěn)定劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，一種形成顏色穩(wěn)定的磨料物品的方法包括將一種甲階酚醛樹脂與包括至少一種羧酸酯的一種顏色穩(wěn)定劑共混以形成一種甲階酚醛樹脂組合物；使多個(gè)磨料顆粒與該甲階酚醛樹脂組合物接觸；并且將該甲階酚醛樹脂組合物固化以生產(chǎn)該顏色穩(wěn)定的磨料物品。除了以上描述的涂覆的磨料之外，通過(guò)這種方法形成的顏色穩(wěn)定的磨料物品還包括，例如，有結(jié)構(gòu)的磨料以及結(jié)合的磨料。關(guān)于有結(jié)構(gòu)的磨料，該物品是通過(guò)本領(lǐng)域內(nèi)已知的那些技術(shù)中的任一種形成的， 其中磨料結(jié)構(gòu)是在固化之前成型的。此類技術(shù)包括，例如凹凸軋花技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，可以將一種混合物與一個(gè)背襯或一個(gè)生產(chǎn)工具進(jìn)行接觸，其中該混合物粘著在該背襯的一個(gè)表面上，該混合物包括一種酚醛樹脂粘合劑；至少一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成羧酸酯、酯、羧酸、包含二酮基團(tuán)的化合物、包含丙烯酸基團(tuán)的化合物、 以及它們的組合；可任選的著色劑；以及磨料顆粒。由此形成了具有該生產(chǎn)工具的內(nèi)表面的形狀的磨料結(jié)構(gòu)。一種結(jié)合的磨料物品可以通過(guò)制備一種團(tuán)聚物來(lái)形成，該團(tuán)聚物包括酚醛樹脂粘合劑；至少一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成羧酸酯、酯、羧酸、包含二酮基團(tuán)的化合物、包含丙烯酸基團(tuán)的化合物、以及它們的組合；可任選的著色劑；以及磨料顆粒。然后使用本領(lǐng)域內(nèi)任何已知的用于制備結(jié)合磨料的技術(shù)將該團(tuán)聚物成型。用于制備結(jié)合磨料的合適的技術(shù)進(jìn)一步描述于例如mi的美國(guó)專利號(hào)5，738，696; mi等人的5，738，697 ；以及Bright等人的6，679，758 ；以及Simon的美國(guó)專利公開號(hào) 2003/0192258A1，它們各自的全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合在此。通過(guò)在一種研磨運(yùn)動(dòng)中將顏色穩(wěn)定的磨料物品施用在一個(gè)工件表面上來(lái)對(duì)其進(jìn)行研磨，以除去該工件表面的一部分。酚酵樹脂粘合劑在本發(fā)明中應(yīng)用的典型的酚醛樹脂是甲階酚醛樹脂，它起因于苯酚與甲醛的堿金屬氫氧化物催化的反應(yīng)，其中苯酚甲醛的摩爾比為約1 1至約1 3摩爾并且苯酚 堿金屬氫氧化物的摩爾比為約1 1至約100 1。這種甲階酚醛樹脂或堿催化的酚醛樹脂的顏色是通過(guò)添加一種或多種羧酸酯而進(jìn)行穩(wěn)定的。由Durez公司制造的Durez Varcum 樹脂94908號(hào)是可以用作粘合劑的、基于水的、單階段液體酚醛樹脂的一個(gè)例子。顏餼穩(wěn)定劑在本發(fā)明中使用的顏色穩(wěn)定劑包括羧酸酯、酯、羧酸、包含二酮基團(tuán)的化合物、包含丙烯酸基團(tuán)的化合物、以及它們的組合。例如，合適的化合物包括但不限于乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸丁酯、乳酸2-乙基己酯、庚酸、乳酸、乙酰乙酸乙酯、2，2，5-三甲基-1，3- 二氧六環(huán)-4，6- 二酮、以及甲基丙烯酸2- ( 二甲氨基)乙酯。在某些實(shí)施方案中，該顏色穩(wěn)定劑是以按該酚醛樹脂的重量計(jì)在約和約40% 之間的一個(gè)量存在的。在其他實(shí)施方案中，該顏色穩(wěn)定劑是以按該酚醛樹脂的重量計(jì)在約 4%和約10%之間的一個(gè)量存在的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)乳酸乙酯是特別有效的。例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案包括
成分%Durez 94-908 PF 樹脂53.89乳酸乙酯2.72Tamol 165 A0.8Nalco 23410.29藍(lán)色染料/顏料4.81人造冰晶石37.3Cab-O-Sil0.19
已證明，當(dāng)以低至樹脂總重量的5%或10%的量加入時(shí)，庚酸、乳酸、乙酰乙酸乙酯、2，2，5-三甲基-1，3- 二氧六環(huán)-4，6- 二酮、甲基丙烯酸2- ( 二甲氨基)乙酯是特別有效的顏色穩(wěn)定劑。著餼劑該磨料產(chǎn)品可以包括一種著色劑，例如染料或顏料?？傮w而言，該著色劑的一部分可以是透過(guò)該固化的樹脂可見的。在一些實(shí)施方案中，該著色劑的一部分包括在該固化的樹脂中、一種任選的支撐基質(zhì)中、和/或該任選的支撐基質(zhì)與固化的樹脂之間的一個(gè)涂層中。在具體實(shí)施方案中，該著色劑可以包括有機(jī)多環(huán)染料、有機(jī)單偶氮染料、有機(jī)重氮染料、 有機(jī)金屬絡(luò)合物、無(wú)機(jī)顏料(如金屬氧化物或絡(luò)合物)。染料可以是紫環(huán)酮、蒽醌、偶氮染料絡(luò)合物、以及硫靛藍(lán)。熒光的著色劑是含有熒光有機(jī)分子的染料或顏料。熒光著色劑的詳細(xì)描述可以見于Zollinger, H. , "Color Chemistry :Synthesis, Properties, and Applications of organic Dyes and Pigments”，2nd Ed.，VCH, New York，1991，其全部傳授內(nèi)容都通過(guò)引用結(jié)合在此。如在此使用的，一種熒光著色劑可以是，例如咕噸、噻噸、芴(例如熒光黃素、堿性玫瑰精、曙紅、焰紅染料、可溶性熒光黃(uranines)、琥珀熒光素(succineins)、糖熒光素(sacchareins)、紅色堿性染料(rosamines)、以及羅多爾(rhodols))、萘胺、萘二酰亞胺 (naphthylimide)、萘內(nèi)酰亞胺、氮雜內(nèi)酯、次甲基、噁嗪、噻嗪、苯并吡喃、香豆素、氨基酮、 蒽醌、異紫蒽酮、蒽吡啶酮、熒光黃(pyranine)、吡唑啉酮、benzothiazene、二萘嵌苯、或硫靛藍(lán)。更優(yōu)選地，熒光著色劑是選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成咕噸、噻噸、苯并吡喃、香豆素、氨基酮、蒽醌、異紫蒽酮、蒽吡啶酮、熒光黃、吡唑啉酮、benzothiazene、硫靛藍(lán)、以及芴。 最優(yōu)選地，該熒光著色劑是噻噸或噻噸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，對(duì)于許多可商購(gòu)的著色劑而言，在一個(gè)類別(例如噻噸衍生物)之內(nèi)的個(gè)體衍生物的具體化學(xué)結(jié)構(gòu)可能不是可公開獲得的。因此，具體的熒光著色劑典型地參見顏色索引(C. I.)名稱，如在“Colour Index International”，4th Ed. American Association of Textile Chemists and Colorists, Research Triangle Park，NC，2002中所定義。該色彩索引同樣是在www. colour-index, org在線可得的。色彩索弓I的全部傳授內(nèi)容通過(guò)弓I用結(jié)合在此。優(yōu)選的熒光著色劑的例子包括C. I.溶劑橙63 (Hostasol Red GG, Hoechst AG, Frankfurt, Germany) > C. I.溶劑黃 98 (Hostasol Yellow 3G, Hoechst AG, Frankfurt, Germany)> 以及 C. I.溶劑澄 118(FL orange SFR, Keystone Aniline Corporation, Chicago, Illinois)?？梢允褂玫闹珓┑牧咳Q于預(yù)期用途的細(xì)節(jié)、著色劑的特征、該組合物中的其他組分、等等。本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將知道如何判斷這些細(xì)節(jié)以確定用于具體用途的著色劑的量。典型地，著色劑的量將是該總組合物的一個(gè)重量分?jǐn)?shù)，該重量分?jǐn)?shù)在約0. 01 %和約2%之間、等優(yōu)選是在約0. 05%和約0. 5%之間、并且最優(yōu)選是約0. 2%。在具體實(shí)施方案中，該著色劑是一種紅色、橙色、黃色、綠色、藍(lán)色、靛藍(lán)色、或紫色的著色劑。在具體實(shí)施方案中，該著色劑是熒光的，例如熒光紅、熒光橙(火焰橙)、熒光黃、 熒光綠、或類似顏色。合適的著色劑的例子包括 Elcoment orange GS (Blaze)、Elcoment Green Nort
7Liq.、并且尤其是 Elcoment Blue RS (它們?nèi)渴菑奈挥?Greenville，SC 的 Greenville Colorants可獲得的)；以及Akrosperse E5137 (它是從位于Akron, OH的Akrochem公司可獲得的)。該著色劑可以用來(lái)標(biāo)識(shí)磨料產(chǎn)品，例如用于商標(biāo)、用于用法指示(如濕、干、木材、 金屬、或類似物)、或用于標(biāo)識(shí)粒度大小等等。研磨材料磨料顆?？梢园ㄒ韵骂w粒中的任何一種或一個(gè)組合，這些顆粒包括但不限于 硅石、氧化鋁(熔融的或燒結(jié)的)、氧化鋯、氧化鋯/氧化鋁的氧化物、碳化硅、石榴石、金剛石、立方氮化硼(CBN)、氮化硅、二氧化鈰、二氧化鈦、二硼化鈦、碳化硼、氧化錫、碳化鎢、碳化鈦、氧化鐵、氧化鉻、燧石、以及金剛砂。例如，這些磨料顆粒可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成硅石、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金剛石、共熔的氧化鋁氧化鋯、二氧化鈰、二硼化鈦、碳化硼、燧石、金剛砂、氮氧化鋁、以及它們的共混物。在一些例子中，可以使用主要由α-氧化鋁和/或Y-氧化鋁構(gòu)成的致密磨料顆粒。這些磨料顆粒還可以包括磨料團(tuán)聚體粒料，也稱為團(tuán)聚的磨料粒料。磨料團(tuán)聚體粒料包括通過(guò)顆粒粘結(jié)劑材料粘著在一起的磨料顆粒。存在于磨料團(tuán)聚體粒料中的這些磨料顆?？梢园ㄒ阎糜谀チ瞎ぞ叩囊环N或多種磨料，例如像硅石、氧化鋁(熔融的或燒結(jié)的)、氧化鋯、氧化鋯/氧化鋁的氧化物類、碳化硅、石榴石、金剛石、立方氮化硼(CBN)、氮化硅、二氧化鈰、二氧化鈦、二硼化鈦、碳化硼、氧化錫、碳化鎢、碳化鈦、氧化鐵、氧化鉻、燧石、金剛砂、以及它們的任何組合。這些磨料顆粒可以具有任何尺寸或形狀。這些磨料團(tuán)聚體粒料可以通過(guò)顆粒粘合劑材料粘著在一起，例如像金屬的、有機(jī)的、或玻璃質(zhì)的材料，或此類材料的組合。適合用于本發(fā)明的磨料團(tuán)聚體粒料進(jìn)一步描述于授予Knapp等人的美國(guó)專利號(hào)6，797，023中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此。這些磨料顆?？梢跃哂幸环N或多種特殊的形狀。此類特殊形狀的例子包括桿形、 三角形、金字塔形、錐形、實(shí)心球形、空心球形、以及類似形狀?？商娲?，這些磨料顆?？梢允遣灰?guī)則成形的。典型地，這些磨料顆粒具有不大于2000微米的平均粒度，例如像不大于約1500微米。在另一個(gè)實(shí)例中，磨料粒度是不大于約750微米，如不大于約350微米。在一些實(shí)施方案中，磨料粒度可以是至少0. 1微米，如從約0. 1微米至約1500微米，并且更典型地是從約 0. 1微米至約200微米，或從約1微米至約100微米。這些磨料顆粒的粒度典型地被規(guī)定為該磨料顆粒的最長(zhǎng)的維度?？傮w而言，存在粒度的一個(gè)分布范圍。在一些情況下，粒度分布是被嚴(yán)格控制的。支撐件/背襯這些磨料物品可以包括一個(gè)支撐件或背襯。該背襯可以是柔性的或剛性的。該背襯可以由任何數(shù)目的不同材料制成，包括在涂覆的磨料的制造過(guò)程中常規(guī)地用作背襯的那些材料。合適的背襯可以包括聚合物膜(例如，涂底料的膜)，如聚烯烴膜(例如，包括雙軸取向聚丙烯的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、聚酰胺膜、或纖維素酯膜；金屬箔；網(wǎng)孔材料；泡沫(例如，天然海綿材料或聚氨酯泡沫)；布(例如，紡織的、非紡織的、起絨的、縫編的、或絎縫的布、或者由纖維或紗(包括聚酯、尼龍、絲、棉、滌棉、或人造纖維)制成的布)；紙；硬化紙；硬化橡膠；硬化纖維；無(wú)紡材料；它們的一種處理過(guò)的背襯；或它們的任何組合。該背襯可以具有飽和劑、預(yù)膠料層、或背膠料層中的至少一種。這些層的目的典型地是用于密封該背襯或保護(hù)背襯中的紗線或纖維。如果該背襯是一種布質(zhì)材料，則典型地使用這些層中的至少一個(gè)。加入預(yù)膠料層和背膠料層另外可以導(dǎo)致該背襯層的正面亦或背面上的一個(gè)“更光滑”的表面。還可以使用在本領(lǐng)域內(nèi)已知的其他任選的層(例如，一個(gè)結(jié)系層(tie layer)；參見Moetzel等人的美國(guó)專利號(hào)5，700, 302中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在此)。在一些實(shí)施方案中，這些磨料物品旨在用作精細(xì)研磨材料并且因此可以優(yōu)選一個(gè)非常光滑的表面。此類光滑表面的背襯的例子包括精細(xì)砑光的紙、塑料膜、或具有光滑的表面涂層的織物。該背襯可以具有抗靜電特性。加入抗靜電材料可以降低當(dāng)對(duì)木材或類似木材的材料進(jìn)行砂磨時(shí)該磨料物品累積靜電的趨勢(shì)。涉及抗靜電的背襯以及背襯處理的另外的細(xì)節(jié)可以見于例如Buchanan等人的美國(guó)專利號(hào)5，108, 463、Buchanan等人的5，137，542, Buchanan的5，328，716、以及Buchanan等人的5，560，753，其全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合在此。該背襯可以包括一種纖維性的、增強(qiáng)的熱塑性材料，例如描述于Mout等人的美國(guó)專利號(hào)5，417，726，或一種無(wú)中斷、無(wú)接頭的帶件，例如描述于Benedict等人的美國(guó)專利號(hào)5，573，619，其全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合在此。同樣，該背襯可以包括一種聚合物基質(zhì)， 該聚合物基質(zhì)具有從中伸出的鉤連柄，例如描述于Chesley等人的美國(guó)專利號(hào)5，505，747 中，其全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合在此。類似地，該背襯可以包括一種毛圈織物，例如描述于 Follett等人的美國(guó)專利號(hào)5，565，011，其全部?jī)?nèi)容均通過(guò)引用結(jié)合在此。其他組分本發(fā)明的磨料物品還可以包括多種不同的其他組分，例如固化添加劑、非反應(yīng)性的熱塑性樹脂、填充劑、研磨助劑、以及其他添加劑。在一些實(shí)施方案中，該磨料物品包括一種固化添加劑，例如一種光敏引發(fā)劑，當(dāng)暴露于輻射(例如UV輻射)中時(shí)它產(chǎn)生自由基。自由基發(fā)生劑可以包括有機(jī)過(guò)氧化物、偶氮化合物、醌類、二苯甲酮類、亞硝基化合物、丙烯?；u化物、腙、巰基化合物、吡喃鐺化合物、三丙烯?；溥?、二咪唑、氯烷基三嗪、安息香酯、苯偶酰縮酮、噻噸酮、以及乙酰苯，包括此類化合物的衍生物。在這些最常用的光敏引發(fā)劑中有苯偶?？s酮，例如2，2_ 二甲氧基-2-苯基乙酰苯(從Ciki Specialty Chemicals以商標(biāo)IRGACURE 651可得)以及苯乙酮衍生物，如2，2- 二乙氧基苯乙酮(“DEAP”，它是從First Chemical Corporation可商購(gòu)的)，2_羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮(“HMPP”，它是從Ciba Specialty Chemicals 以商標(biāo)DAR0CUR 1173可商購(gòu)的)，2-芐基-2-N，N- 二甲氨基-1- (4-嗎啉代苯基)-1- 丁酮(它是從Ciba Specialty Chemicals以商標(biāo)IRGACURE 369可商購(gòu)的)，以及2-甲基-144-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉代丙-1-酮(從Ciba Specialty Chemicals以商標(biāo) IRGACURE 907 可得)。這些磨料物品可以包括一種非反應(yīng)性的熱塑性樹脂，例如像聚丙二醇、聚乙二醇、 以及聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物。填充劑包括有機(jī)填充劑、無(wú)機(jī)填充劑、以及納米填充劑。合適的填充劑的例子包括但不限于金屬碳酸鹽，如碳酸鈣和碳酸鈉；硅石，如石英、玻璃珠、玻璃泡；硅酸鹽，如滑石、粘土、偏硅酸鈣；金屬硫酸鹽，如硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋁；金屬氧化物，如氧化鈣、氧化鋁；三水合鋁，以及它們的組合。這些磨料物品可以包括一種研磨助劑以增加研磨效率和切削率。有用的研磨助劑可以是無(wú)機(jī)的，如鹵鹽，例如，鈉冰晶石和四氟硼酸鉀；或基于有機(jī)物的，如氯化的蠟，例如， 聚氯乙烯。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該磨料物品包括冰晶石和四氟硼酸鉀，所具有的粒度范圍是從約1微米至約80微米，最典型地是從約5微米至約30微米。在制作涂層中的研磨助劑的濃度總體上是不大于約50wt%，例如，該研磨助劑的濃度經(jīng)常是約0. 至50wt%， 并且最典型地是約10wt%至30wt% (所有均基于包括磨料顆粒的制作涂層的重量)。另外的添加劑的例子包括偶聯(lián)劑，如硅烷偶聯(lián)劑(例如從Osi Specialties公司可得的A-174和A-1100)、鈦酸鹽、以及鋁酸鋯；抗靜電劑類，如石墨、碳黑、以及類似物；助懸劑類，如煙霧硅膠，例如Cab-O-Sil M5、Aerosil 200 ；防填塞劑類，如硬脂酸鋅和硬脂酸鈣；潤(rùn)滑劑類，如蠟、PTFE粉末、聚乙二醇、聚丙二醇、以及聚硅氧烷；濕潤(rùn)劑；顏料；分散劑； 以及消泡劑。實(shí)例實(shí)例 1現(xiàn)將通過(guò)以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的并且確切的描述，這些實(shí)例無(wú)意進(jìn)行限制。測(cè)試了以下化合物作為顏色穩(wěn)定劑的性能庚酸、乳酸、乙酰乙酸乙酯、2，2，5-三甲基-1，3-二氧六環(huán)-4，6-二酮、以及甲基丙烯酸2-( 二甲氨基)乙酯。制備了含有純的酚醛樹脂以及顏色穩(wěn)定劑(在每樹脂重量的4%和10%之間)的配制品并且在180°C下固化12小時(shí)；在250° F下將庚酸固化6小時(shí)。固化的樣品在圖3中示出。實(shí)例2對(duì)在一種酚醛樹脂膠料涂層配制品中作為顏色穩(wěn)定劑的乳酸乙酯進(jìn)行了測(cè)試并且與一種不包括乳酸乙酯的對(duì)照配制品進(jìn)行比較。這些配制品描述如如下對(duì)照膠料配制品(視作“非顏餼穩(wěn)定的”)
權(quán)利要求
1.一種顏色穩(wěn)定的磨料物品，包括a)一種粘合劑，該粘合劑包括一種酚醛樹脂；b)一種顏色穩(wěn)定劑，該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種羧酸酯；以及c)磨料顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該顏色穩(wěn)定劑包括一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成羧酸酯、酯、羧酸、包含二酮基團(tuán)的化合物、包含丙烯酸基團(tuán)的化合物、以及它們的組合。
3.如權(quán)利要求2所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該顏色穩(wěn)定劑包括一種乳酸酯。
4.如權(quán)利要求2所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成庚酸、乳酸、乙酰乙酸乙酯、2，2，5_三甲基-1，3-二氧六環(huán)-4，6- 二酮、乳酸乙酯、以及甲基丙烯酸2-( 二甲氨基)乙酯。
5.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該酚醛樹脂是一種甲階酚醛樹脂。
6.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該顏色穩(wěn)定劑是以按該酚醛樹脂的重量計(jì)在約和約40%之間的一個(gè)量存在的。
7.如權(quán)利要求6所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該顏色穩(wěn)定劑是以按該酚醛樹脂的重量計(jì)在約4%和約10%之間的一個(gè)量存在的。
8.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，進(jìn)一步包括一個(gè)支撐件。
9.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，進(jìn)一步包括一種共溶劑
10.如權(quán)利要求9所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該共溶劑是乙二醇。
11.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，進(jìn)一步包括一種固化添加劑，其中該固化添加劑包括一種或多種選自下組的添加劑，該組是過(guò)氧化物以及UV光敏引發(fā)劑。
12.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，在約235°F下進(jìn)行約8小時(shí)的固化之后相對(duì)于在約235° F下進(jìn)行約2小時(shí)的固化之后，同一物品不具有視覺上可感知的顏色變化。
13.如權(quán)利要求1所述的顏色穩(wěn)定的磨料物品，其中該酚醛樹脂粘合劑以及顏色穩(wěn)定劑存在于選自下組的至少一個(gè)層中，該組由以下各項(xiàng)組成粘合劑-磨料層、背膠料涂層、 預(yù)膠料涂層、制作涂層、膠料涂層、以及超級(jí)膠料涂層。
14.一種制備顏色穩(wěn)定的磨料物品的方法，該方法包括以下步驟a)將一種甲階酚醛樹脂與一種包括至少一種羧酸酯的顏色穩(wěn)定劑共混以形成一種甲階酚醛樹脂組合物；b)使多個(gè)磨料顆粒與該甲階酚醛樹脂組合物接觸；并且c)將該甲階酚醛樹脂組合物固化以生產(chǎn)該顏色穩(wěn)定的磨料物品。
15.一種用于研磨工件表面的方法，包括在研磨運(yùn)動(dòng)中將顏色穩(wěn)定的磨料物品施用在一個(gè)工件表面上以除去該工件表面的一部分，該磨料產(chǎn)品包括a)一種粘合劑，該粘合劑包括一種酚醛樹脂；b)一種顏色穩(wěn)定劑，該顏色穩(wěn)定劑包括一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成 羧酸酯、酯、羧酸、包含二酮基團(tuán)的化合物、包含丙烯酸基團(tuán)的化合物、以及它們的組合；以及c)磨料顆粒。
全文摘要
在此描述了一種顏色穩(wěn)定的磨料物品，該磨料物品包括一種酚醛樹脂粘合劑、一種顏色穩(wěn)定劑、一種著色劑、以及磨料顆粒。該顏色穩(wěn)定劑包括至少一種羧酸酯。該顏色穩(wěn)定的磨料物品是通過(guò)包括以下步驟的方法形成的將一種甲階酚醛樹脂與一種顏色穩(wěn)定劑共混以形成一種甲階酚醛樹脂組合物；使多個(gè)磨料顆粒與該甲階酚醛樹脂組合物接觸，并且將該甲階酚醛樹脂組合物固化以生產(chǎn)該顏色穩(wěn)定的磨料物品。由此提供了顏色穩(wěn)定的、酚醛樹脂粘合的磨料以及用于制備此類磨料的方法，這些磨料耐受隨時(shí)間的以及暴露于高溫時(shí)的顏色變化并且維持了酚醛樹脂的機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C09K3/14GK102272257SQ200980153396
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者D·K·艾維特斯, M·佛羅瑞斯 申請(qǐng)人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國(guó)圣戈班磨料磨具公司