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含活性填充剂的磨料产品

阅读：1058发布：2020-06-13

IPRDB可以提供含活性填充剂的磨料产品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种磨料产品包括一种磨料组分以及一种粘结组分。在一个实施方案中，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠(NaPO3)、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵。在另一个实施方案中，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐、一种六氟磷酸盐以及一种六氟锆酸盐。可替代地，一种磨料产品包括一种磨料组分以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种。，下面是含活性填充剂的磨料产品专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磨料产品，包括：

a)一种磨料组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种；以及b)一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂和一种填充剂组分，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。

2.如权利要求1所述的磨料产品，其中，该冰晶石存在的量值是在该填充剂组分的

2wt％和98wt％之间的一个范围内。

3.如权利要求1所述的磨料产品，其中，该六氟高铁酸盐以及该六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。

4.一种磨料产品，包括一种磨料组分以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。

5.如权利要求4所述的磨料产品，其中，该六氟高铁酸盐以及该六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。

6.一种磨料产品，包括：

a)一种磨料组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种；以及b)一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。

7.如权利要求6所述的磨料产品，其中，该六氟高铁酸盐以及该六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。

8.如权利要求7所述的磨料产品，其中，该填充剂组分是选自下组的至少一个成员，该组的构成为：六氟高铁酸钠以及六氟锆酸钠。

9.如权利要求6所述的磨料产品，其中，该填充剂组分进一步包括一种冰晶石。

10.一种制备磨料产品的方法，包括以下步骤：

a)使一种磨料组分与一种粘结组分相接触，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐；并且b)将该粘结组分进行固化以生产该磨料产品。

11.一种制备磨料产品的方法，包括以下步骤：

a)使一种磨料组分与一种粘结组分相接触，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐；并且b)将该粘结组分进行固化以生产该磨料产品。

12.一种制备磨料产品的方法，包括以下步骤：

a)形成一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐；

b)将包括该粘结组分的一个可固化涂层涂覆在包括一种磨料组分的一个物品上，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种；并且c)固化该涂层，由此形成该磨料产品。

13.一种制备磨料产品的方法，包括以下步骤：

a)形成一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐；

14.用于研磨一个工件表面的一种方法，该方法包括以一种研磨运动来施用一种磨料产品以将该工件表面的一部分除去；该磨料产品包括一种磨料组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种，以及一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。

15.用于研磨一个工件表面的一种方法，该方法包括以一种研磨运动来施用一种磨料产品以将该工件表面的一部分除去，该磨料产品包括一种磨料组分，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种；以及一种粘结组分，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。

说明书全文

含活性填充剂的磨料产品

技术领域

[0001] 本申请要求于2007年9月24日提交的美国临时申请号60/995,104以及于2008年4月17日提交的美国临时申请号61/124,708的权益。以上申请的全部传授内容通过引用结合在此。

背景技术

[0002] 磨料产品通常包括一种或多种填充剂，诸如研磨助剂类，这些填充剂能改善磨料产品的性能特征，诸如切削率、切削的凉度(coolness of cut)、产品磨损、以及产品寿命。冰晶石是一种这样的填充剂，并且通常被用来改善磨料产品、特别是被用来磨削不锈钢的磨料产品的性能。然而，根据欧盟的健康、安全以及环境(HSE)法规，要求对于具有超过百分之三重量的冰晶石的任何磨料产品进行特殊标记以及有害废物处置。

[0003] 因此，存在着对于开发一种采用冰晶石的替代方案、或采用相对少量的冰晶石的磨料产品的需要。

发明内容

[0004] 本发明总体上涉及包括一种或多种非冰晶石的填充剂的磨料产品，并且涉及制备此类磨料产品的方法。

[0005] 在一个实施方案中，本发明是针对包括一种磨料组分以及一种粘结组分的一种磨料产品。该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种。该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分。该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵。

[0006] 在另一个实施方案中，本发明是针对包括一种磨料组分以及一种填充剂组分的一种磨料产品，该填充剂组分包括选自组：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐中的至少一个成员。该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种。

[0007] 在另一个实施方案中，本发明是针对包括一种磨料组分以及一种粘结组分的一种磨料产品，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分，该填充剂包括选自下组的至少一员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种。

[0008] 在再另一个实施方案中，本发明是针对制备一种磨料产品的一种方法。在该方法中，使一种磨料组分与一种粘结组分相接触，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种，该粘结组分包括一种粘结剂以及一种填充剂组分。将该粘结组分进行固化以生产出该磨料产品。在一个方面，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵。在另一个方面，该填充剂组分包括选自下组的至少一一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐、一种六氟磷酸盐以及一种六氟锆酸盐。

[0009] 在再另一个实施方案中，本发明是针对制备一种磨料产品的方法。在该方法中，生成了包括一种粘结剂以及一种填充剂组分的一种粘结组分。在一个方面，该填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵。在另一个方面，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐、一种六氟磷酸盐以及一种六氟锆酸盐。将含该粘结组分的一个可固化涂层施用在一个含一种磨料组分的物品上，该磨料组分包括多个磨料颗粒以及多个磨料颗粒的团块中的至少一种。然后固化该涂层，从而形成该磨料产品。

[0010] 可在本发明中采用的填充剂类是相对环境友好的，例如与冰晶石相比是相对无毒的并且相对无害的。并且，采用了一种或多种填充剂的本发明的磨料产品的磨削性能(例如，金属去除)与采用冰晶石的磨料产品是相当的或甚至比其更好的。

[0011] 附图简要说明

[0012] 图1是本发明的一种涂覆的磨料产品的一个实施方案的一个截面图的示意性图示。

[0013] 图2是本发明的一种涂覆的磨料产品的另一个实施方案的一个截面图的示意性图示。

[0014] 图3是本发明的一种粘结的磨料产品的一个实施方案的一个截面图的示意性图示。

[0015] 图4是展示了使用本发明的某些磨料产品(采用六氟磷酸铵、六氟锆酸钠或六氟高铁酸钠)、以及使用作为对照物的磨料产品(采用冰晶石(“STD”)、Fe(OH)O或MnCO3)对不锈钢的去除的一个图。

具体实施方式

[0016] 上述内容从以下对本发明的示例性实施方案的更详细的说明中将是清楚的，如在附图中说明的，其中同样的参考符号是指贯穿这些不同视图的相同部分。这些图不一定是按比例的，而是着重于说明本发明的多个实施方案。

[0017] 在一个实施方案中，本发明中采用的一种填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组的至少一个成员，该组的构成为：草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、一种六氟磷酸盐、一种六氟高铁酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵((NH4)-BF4)。六氟磷酸盐(PF6 的盐类)的实例包括铵盐((NH4)PF6)、碱金属盐类(例如，LiPF6、NaPF6、KPF6、CsPF6等)和碱土金属盐类(例如，Mg(PF6)2、Ca(PF6)2、Sr(PF6)2、Ba(PF6)2等)、以及它们的混合盐类(例如，铵与钠的盐类，诸如(NH4)Na(PF6)2，铵与钾的盐类，诸如(NH4)K(PF6)2，钠与钾的盐类，诸如NaK(PF6)2，等等)。六氟磷酸盐类的具体实例包括六氟磷酸
3-
钠(NaPF6)以及六氟磷酸钾(KPF6)以及它们的组合。六氟高铁酸盐类(FeF6 的盐类)的实例包括铵盐((NH4)3FeF6)、碱金属盐类(例如，Li3FeF6、Na3FeF6、K3FeF6、Cs3FeF6等)和碱土金属盐类(例如，Mg3(FeF6)2、Ca3(FeF6)2、Sr3(FeF6)2、Ba3(FeF6)2等)、以及它们的混合的盐类(例如，铵与钠的盐类，诸如(NH4)Na2FeF6和(NH4)2NaFeF6；铵与钾的盐类，诸如(NH4)K2FeF6和(NH4)2KFeF6；钠与钾的盐类，诸如K2NaFeF6和KNa2FeF；钙与钠的盐类，诸如CaNaFeF6；钙与钾的盐类，诸如CaKFeF6，等等)。六氟高铁酸盐类的具体实例包括六氟高铁酸铵((NH4)3FeF6)和碱金属的六氟高铁酸盐类，诸如六氟高铁酸钠(Na3FeF6)和六氟高铁酸
2-
钾(K3FeF6)，以及它们的组合。六氟锆酸盐类(ZrF6 的盐类)的实例包括铵盐((NH4)2ZrF6)、碱金属盐类(例如，Li2ZrF6、Na2ZrF6、K2ZrF6、Cs2ZrF6等)和碱土金属盐类(例如，MgZrF6、CaZrF6、SrZrF6、BaZrF6等)、以及它们的混合盐类(例如，铵与钠的盐类，诸如(NH4)NaZrF6；
铵与钾的盐类，诸如(NH4)KZrF6；钠与钾的盐类，诸如NaKZrF6，等等)。六氟锆酸盐类的具体实例包括六氟锆酸铵((NH4)2ZrF6)和碱金属的六氟锆酸盐类，诸如六氟锆酸钠(Na2ZrF6)和六氟锆酸钾(K2ZrF6)，以及它们的组合。在一个具体的实施方案中，该六氟磷酸盐、六氟高铁酸盐以及六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。在再另一个具体的实施方案中，该六氟磷酸盐是六氟磷酸铵，该六氟高铁酸盐是六氟高铁酸钠，并且该六氟锆酸盐是六氟锆酸钠。在再另一个具体的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：六氟磷酸铵、六氟高铁酸钠、六氟锆酸钠以及四氟硼酸铵。在再另一个具体的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：六氟磷酸铵、六氟高铁酸钠以及六氟锆酸钠。在再另一个具体的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：六氟锆酸钠以及六氟高铁酸钠。

[0018] 如在此使用的，一种“冰晶石”是指六氟化铝(AlF63-)的一种盐，诸如一种碱金属盐、一种碱土金属盐、或一种铵盐、或它们的一个组合。冰晶石的实例包括：六氟化铝锂(Li3AlF6)、六氟化铝钠(Na3AlF6)、六氟化铝钾(K3AlF6)、六氟化铝铵((NH4)3AlF6)、六氟化铵钠(例如，K(NH4)2AlF6或K2(NH4)AlF6)、六氟化铝铵钾(例如，Na(NH4)2AlF6或Na2(NH4)AlF 6))、六氟化铵钾钠(即，NaK(NH4)AlF6)、六氟化铝铵锂(例如，Li(NH4)2AlF6或Li2(NH4)AlF6)，等等。在一个具体的实施方案中，采用六氟化铝钠(Na3AlF6)作为一种冰晶石。该冰晶石一般存在的量值在该填充剂组分的大约2wt％和大约98wt％之间的范围内，诸如在大约2wt％和大约65wt％之间，在大约2wt％和大约50wt％之间。在一个具体的实施方案中，该冰晶石的量值是在该填充剂组分的大约2wt％和大约30wt％之间、或在大约2wt％和大约20wt％之间的范围内。

[0019] 在另一个实施方案中，可在本发明中采用的填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐、一种六氟磷酸盐、一种六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵。该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐以及六氟锆酸盐的合适的实例(包括特别的实例)如以上描述。在一个具体的实施方案中，该六氟高铁酸盐以及六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。在另一个具体的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：一种六氟高铁酸盐以及一种六氟锆酸盐。在另一个具体的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：六氟高铁酸钠以及六氟锆酸钠。本发明中可采用任何合适量值的该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐以及六氟锆酸盐。

[0020] 在一个具体的实施方案中，在此披露的草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵，各自独立地存在于该填充剂组分的大约2wt％和大约100wt％之间的范围内，诸如在该填充剂组分的大约2wt％和98wt％之间、大约35wt％和大约98wt％之间或大约50wt％和大约98wt％之间。可替代地，在进一步采用了一种冰晶石的一个实施方案中，草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、六氟锆酸盐以及四氟硼酸铵各自独立地存在于该填充剂组分的大约2wt％和大约98wt％之间的范围内，诸如在该填充剂组分的大约35wt％和98wt％之间或者大约50wt％和大约98wt％之间。

[0021] 在另一个具体的实施方案中，本发明的填充剂组分存在的量值在该磨料组分的重量的大约0.5wt％和大约50wt％之间、大约10wt％和大约50wt％之间、大约0.5wt％和大约20wt％之间、或大约10wt％和大约20wt％之间的范围内。

[0022] 在一些实施方案中，将该填充剂组分掺入用于磨料产品(诸如涂覆的磨料产品以及粘结的磨料产品)的一种粘结组分中。该粘结组分还包括一种粘结剂。在本领域中已知的任何合适的粘结材料可用于该粘结剂。该粘结剂可以是一种无机的粘结剂或一种有机的粘结剂。有机粘结剂类的合适的实例包括：皮胶、氨基甲酸乙酯树脂类、丙烯酸酯树脂类、聚乙烯醇类、环氧树脂类、酚醛树脂类、脲甲醛酚醛树脂类、氨基塑料树脂以及三聚氢胺-甲醛树脂、以及它们的组合。无机粘结剂类的合适实例包括水泥、氧化钙、粘土、硅石、氧化镁、以及它们的组合。合适的无机粘结剂的具体实例可在美国专利号4,543,107；4,898,597；5,203,886；5,025,723；5,401,284；5,095,665；5,536,283；5,711,774；5,863,308 以及
5,094,672中找到，所有这些专利的全部传授内容通过引用结合在此。可根据该粘结组分的具体应用，例如磨料产品和/或采用该粘结组分的涂层的类型，选择包含在该粘结组分中的一种或多种具体的粘结剂。

[0023] 本发明中有用的磨料颗粒或磨料颗粒的团块可以是在磨料产品的形成过程中利用的任何常规的研磨材料。用在本发明中的适当的研磨材料的实例包括：金刚石、刚玉、金刚砂、石榴石、燧石、石英、沙岩、玉髓、燧石、石英岩、硅石、长石、浮石和滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化铝、陶瓷氧化铝、热处理的氧化铝、氧化铝氧化锆、玻璃、碳化硅、氧化铁类、碳化钽、氧化铈、氧化锡、碳化钛、合成金刚石、二氧化锰、氧化锆以及氮化硅。根据这些涂覆的研磨工具的特别的所希望的性质，该磨料材料可以被定向至，或者可以无定向地(即随机地)涂覆到该基片上。在选择一种适当的磨料颗粒或磨料颗粒的团块时，总体上考虑多种特征，如尺寸、硬度、与工件的相容性以及热传导性。在本发明中有用的磨料颗粒或磨料颗粒的团块典型地具有一个范围从约0.1微米到约1,500微米，如从约10微米到约1000微米的粒度。

[0024] 在一些实施方案中，在此披露的填充剂组分被用于形成磨料颗粒的团块。在一个具体的实施方案中，该粘结组分包括填充剂组分，填充剂组分的量值在总的团块重量的大约35wt％和大约90wt％之间、或大约35wt％和大约55wt％之间的范围内(例如为大约45wt％)。磨料颗粒的团块可用本领域中已知的任何适当的方法制造，例如，在美国专利号6,217,413以及U.S.6,679,758中，它们的全部传授内容通过引用结合在此。在一个实例中，可将一种粘结组分与一种磨料颗粒的混合物加入一个模制装置中，并将该混合物进行模制以形成精确的形状和尺寸，例如以美国专利号6,217,413中所披露的方式。在此对于制造团块有用的方法的另一个实例中，将多个磨料颗粒与一种粘结组分的一种简单的混合物，优选是一种基本上均匀的混合物装进一个旋转的焙烧装置中(例如，见U.S.6,679,758)。在施加热时，以一个预设的每分钟的转数(rpm)并且沿着一个预设的倾斜将该混合物进行翻转。当粘结组分的粘结剂加热、熔融、流动并且粘附在磨料颗粒上时形成团块。烧结以及附聚步骤是以受控的进料速率和体积以及热施用同时进行的。

[0025] 用于形成磨料颗粒的团块的粘结组分的粘结剂的适当的实例包括陶瓷材料，这些陶瓷材料包括硅石，碱、碱土、混合的碱和碱土的硅酸盐类，铝的硅酸盐类，锆的硅酸盐类，水合硅酸盐类，铝酸盐类，氧化物类，氮化物类，氮氧化合物类，碳化物类，碳氧化物类以及它们的组合和衍生物。总的来说，陶瓷材料不同于玻璃的或玻璃化的材料，在于这些陶瓷材料包括结晶结构。一些玻璃相可与结晶结构相结合而存在，特别是在处于未精制状态的陶瓷材料中。在此可以使用处于原状态的陶瓷材料，诸如粘土、水泥以及矿物。总的来说，这些粘结剂各自独立地以粉末的形式使用并且任选地，被加入一种液体媒介物中以在团块的制造过程中确保粘结剂与磨料颗粒的一个一致的、均匀的混合物。尽管在这些团块的制造中总体上采用高温熔化粘结物料，但该粘结组分也可包括其他的无机粘结剂类、有机粘结剂类、金属粘结材料以及它们的组合。在一个具体的实施方案中，该粘结组分总体上以该团块体积的大约0.5％至大约15％、体积的大约1％至大约10％、或体积的大约2％至大约8％t存在。

[0026] 在形成磨料产品(诸如涂覆的磨料产品、粘结的磨料产品)以及磨料浆料中可采用在此披露的填充剂组分。总体上，这些粘结的磨料产品以磨料颗粒和/或它们的团块(通过一种含在此披露的一种填充剂组分的粘结组分粘结在一起)的一种三维结构(例如，一个轮)形成。总体上，涂覆的磨料产品包括一个基底层(或一个基片)、一种磨料组分(包括磨料颗粒和/或磨料颗粒的团块)、以及一种涂层(包括在此披露的一种粘结组分)的一个或多个层。在一个实施方案中，该磨料产品包括一种磨料组分以及一种粘结组分，该磨料组分包括磨料颗粒以及磨料颗粒的团块中的至少一种。可将该粘结组分与一种磨料组分共混，或在其替代方案中，在施用一种磨料组分之前或之后将其施用，并且然后将其固化以形成一种磨料产品的一个涂层(例如，一个预胶料涂层、一个背胶料涂层、制作涂层、一个胶料涂层、或一个超级胶料涂层)。在施用该粘结组分之后，或者作为与一种磨料组分的一个混合物，或者作为一个涂层(例如，一个预胶料涂层、一个背胶料涂层、制作涂层、一个胶料涂层、或一个超级胶料涂层)，在本领域中已知的任何适当的条件下将该粘结组分进行固化。

[0027] 在本发明的一种磨料产品的一个实施方案中，该磨料产品是一种涂覆的磨料产品，它包括一个基底涂层、一种磨料组分、以及一种粘结组分，该粘结组分包括一种在此披露的填充剂组分(例如，参见图1和2)。在一个具体的实施方案中，该粘结组分被用于一个涂层中，诸如一个预胶料涂层、制作涂层、胶料涂层和/或超级胶料涂层。可替代地，将该粘结组分与一种磨料组分共混并形成一个磨料层。该填充剂组分的特征(包括优选特征)如以上所描述。

[0028] 本发明的涂覆的磨料产品总体上包括一个基片(即，基底层)、一种磨料颗粒以及将该研磨材料保持在该基片上的至少一种粘结剂。如在此使用的，术语“涂覆的磨料产品”包含一种非纺织的磨料产品。图1和2展示了本发明的涂覆的磨料产品10和30。参照图1，在涂覆的磨料产品10中，用任选的背胶料涂层16和任选的预胶料涂层18处理基片12。
覆盖任选的预胶料涂层18的是制作涂层20，制作涂层20上施用了磨料组分14，诸如磨料颗粒或它们的团块。将胶料涂层22任选施用在制作涂层20和磨料组分14之上。覆盖胶料涂层22的是任选的超级胶料涂层24。取决于它们的具体应用，涂覆的磨料产品10可包括或不包括背胶料涂层16和/或预胶料涂层18。并且，取决于它们的具体应用，涂覆的磨料产品10可包括或不包括胶料涂层22和/或超级胶料涂层24。图2展示的是涂覆的磨料产品30，它包括一种研磨材料14以及一种或多种粘结剂的一个层(磨料层32)以及任选的背胶料涂层16。任选地，在涂覆的磨料产品30中可包括预胶料涂层18、胶料涂层22以及超级胶料涂层24，如图1所示。

[0029] 在一些实施方案中，在此披露的填充剂组分被用于形成至少一个选自下组的涂层，该组的构成为：磨料层32、背胶料涂层16、预胶料涂层18、制作涂层20、胶料涂层22以及超级胶料涂层24。在一个具体的实施方案中，该填充剂组分是用于形成至少一个选自下组的涂层，该组的构成为：预胶料涂层18、制作涂层20以及胶料涂层22。在另一个具体的实施方案中，该填充剂组分是用于将磨料组分14固定在基片12上，例如，用于形成磨料层32或涂层20(制作涂层)以及22(胶料涂层)中的至少一个。当该填充剂组分被用于形成磨料层32时，磨料组分14可通过重力、静电沉积或在空气流中单独施用、或作为浆料与该填充剂组分一起施用。在再另一个具体的实施方案中，该填充剂组分被用于形成制作涂层20和/或胶料涂层22。该粘结组分的填充剂组分的量可以改变，这取决于采用该粘结组分的粘结剂层。例如，对于背胶料涂层16、预胶料涂层18、或制作涂层20，该粘结组分的填充剂组分的量值是在该涂层的总重量的大约5wt％和大约70wt％之间、大约20wt％和大约70wt％之间、或大约40wt％和大约60wt％之间的范围内(例如，大约50wt％)。可替代地，对于胶料涂层22，该粘结组分的填充剂组分的量值是在该胶料涂层的总重量的大约5wt％和大约70wt％之间(例如大约35wt％或大约50wt％)、大约20wt％和大约70wt％之间、或大约30wt％和大约60wt％之间、大约40wt％或大约60wt％、或大约45wt％和大约
55wt％之间(例如，大约50wt％)的范围内。可替代地，对于超级胶料涂层24，该粘结组分的填充剂组分的量值是在该超级胶料涂层的总重量的大约30wt％和大约90wt％之间、大约40wt％和大约90wt％之间、大约50wt％和大约90wt％之间、大约60wt％和大约80wt％之间的范围内(例如，大约70wt％)。可替代地，对于磨料层32、背胶料涂层16、预胶料涂层18、制作涂层20、胶料涂层22或超级胶料涂层24，该粘结组分的填充剂组分的量值是在该磨料组分的重量的大约0.5wt％和大约50wt％之间、大约10wt％和大约50wt％之间、大约0.5wt％和大约20wt％之间、或大约10wt％和大约20wt％之间的范围内。

[0030] 基片12可或者用一种树脂-磨料浆料或一种不含磨料颗粒的树脂粘结剂进行浸渍，这取决于该完成的涂覆的磨料产品(如以上所描述的)的所要求的侵入性。在本发明中有用的基片12可以是刚性的，但普遍是柔性的。基片12可以是：纸、布、膜、纤维、聚合材料、非纺织材料、固化橡胶或纤维，等等，或者是这些材料中的一种或多种的一个组合，或者是它们的经过处理的形式。该基片材料的选择总体上取决于有待形成的该涂覆的研磨工具的所打算的用途。在一个具体的实施方案中，基片12是一种非纺织的材料。如在此使用的，“非纺织的”是指以机械、化学或物理方式或它们的任何组合保持在一起的随机的或定向的纤维的网。非纺织的材料的实例包括被形成为一种非纺织的网的纤维，这种非纺织的网提供一个三维整合的网络结构。任何已知的有待用在非纺织的研磨工具中的纤维均可用在本发明中。这类纤维总体上是由不同的聚合物类形成的，这些聚合物包括聚酰胺类、聚酯类、聚丙烯、聚乙烯以及它们的不同的共聚物。棉、毛、防暴纤维(blast fiber)以及不同的动物毛也可用于形成非纺织的纤维。在一些应用中，该非纺织的基片可包括松散的纤维的一种集合，将磨料组分14加入其中以提供具有遍布的磨料组分14的一种磨料网。

[0031] 取决于该粘结组分(包括一种粘结剂以及在此披露的填充剂组分)被用于哪个或哪些涂层或层，在将该粘结组分施用在一个基片上之前、之后或与此同时，将磨料组分14施用在该基片12之上。可通过喷射(通过重力、静电沉积或空气流)或用该可固化的树脂组合物进行涂覆来将磨料组分14施用在基片12之上。在一个具体的实施方案中，将磨料组分14与该粘结组分同时施用在基片12上。在该实施方案的一个实例中，如图2所示，将该粘结组分与该磨料组分混合在一起以形成一种粘结剂-磨料组合物的浆料，并将该浆料施用在基片12之上以形成磨料层32。在另一个具体的实施方案中，将磨料组分14施用在用一个含该粘结组分的涂层涂覆的基片12之上。在本实施方案的一个实例中，该涂层是背胶料、预胶料以及制作涂层中的至少一个。在再另一个具体的实施方案中，在将一个含该粘结组分的涂层施用在基片12上之前，施用磨料组分14。在该实施方案的一个具体实例中，该涂层是胶料以及超级胶料涂层中的至少一个。

[0032] 涂覆的磨料产品10和30的一个或多个层或涂层可通过本领域中普遍已知的任何适当的方法制备。在一个实施方案中，将任选的背胶料涂层16以及任选的预胶料涂层18(不含磨料组分14)涂覆在基片12上并通过暴露于热而进行固化从而给予基片12足够的强度用于进一步的加工。然后，将制作涂层20施用在基片12上以保证磨料颗粒14遍布基片12，并且在该涂层仍然发粘时，将磨料组分14施用在制作涂层20之上。随后将该制作涂层固化从而将磨料组分14保持在原位。此后，将胶料涂层22施用在基片12之上，并然后固化。胶料涂层22的主要作用总体上是将磨料组分14固定在原位并允许它们磨削工件，而在其磨削能力已经耗尽之前不从该涂覆的磨料结构中脱离出来。在另一个实施方案中，将在此披露的磨料组分14与一种粘结组分的一个浆料施用在基片12之上，任选地施用在基片12上的预胶料涂层18上，并且然后固化。

[0033] 在一些情况下，使超级胶料涂层24沉积在胶料涂层22之上。超级胶料涂层24可用或不用一种粘结剂进行沉积。总体上，超级胶料涂层24的作用是在涂覆的磨料组分14的一个表面上布置一种添加剂，这种添加剂提供特别的特征，如提高的磨削能力、表面润滑作用、抗静电特性或抗填充性质。用于超级胶料涂层24的适当的润滑剂类的实例包括硬脂酸锂。适当的抗静电剂类的实例包括碱金属的磺酸盐类、叔胺类以及类似物。适当的抗填充剂类的实例包括脂肪酸类的金属盐类，例如，硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸锂、十二烷基硫酸钠以及类似物。阴离子有机表面活性剂也可以用有效的抗填充剂。这类阴离子表面活性剂和抗填充组合物(包括这样一种阴离子表面活性剂)的多种实例描述在在美国专利申请公开号2005/0085167A1中，该专利申请的全部传授内容通过引用结合在此。适当的抗填充剂的其他实例包括无机的抗填充剂类，如金属硅酸盐类、硅酸盐类、金属硫酸盐类。这类无机的抗填充剂类的实例可在WO02/062531中找到，该专利的全部传授内容通过引用结合在此。超级胶料涂层24也可包括一种在此披露的填充剂组分。

[0034] 在一些具体的实施方案中，本发明的涂覆的磨料产品包括一个非纺织的基片，诸如用本领域中已知的一种的气流成网法制造的一种非纺织基片。该非纺织基片用一种涂层浆料组合物浸渍，该浆料组合物包括一种非嵌段的氨基甲酸酯预聚物以及一种聚合多元醇(如上所描述)、以及一种研磨材料(诸如精细的磨料颗粒)。将该未固化的、浸渍过的非纺织基片螺旋式缠绕以形成一个圆木状。可替代地，将该未固化的、浸渍过的非纺织基片切成片并将这些片叠在两个金属板之间以形成一个厚片。然后将该圆木状或厚片加热以形成该非纺织的研磨工具。任选地，将该固化的圆木状或厚片转化为一种通常在金属或木材工业中用于抛光、清理毛刺、最终处理应用的最终形状。

[0035] 在本发明的一种磨料产品的另一个实施方案中，该填充剂组分被用于形成一种粘结的磨料产品，诸如图3中所示的粘结的磨料产品40。在该粘结的磨料产品中，这些磨料粉末和/或它们的团块典型地与该粘结组分黏结在一起。该填充剂组分的特征(包括优选特征)如以上所描述。在一个具体的实施方案中，该填充剂组分的量值在该粘结的磨料产品40的磨料组分的重量的大约0.5wt％和大约50wt％之间、大约10wt％和大约50wt％之间、大约0.5wt％和大约20wt％之间、或大约10wt％和大约20wt％之间的范围内。

[0036] 在本发明的粘结的磨料产品的一个实施方案中，含在此披露的一种填充剂组分的该粘结组分进一步包括一种选自下组的无机粘结剂材料，该组的构成为：陶瓷材料、玻璃化材料、玻璃化的粘结组合物以及它们的组合。适当的粘结剂的实例可在美国专利号 4,543,107；4,898,597；5,203,886；5,025,723；5,401,284；5,095,665；5,711,774；5,863,308以及5,094,672中找到。例如，用于本发明的适当的玻璃质粘结剂包括用于熔融的氧化铝或溶胶凝胶氧化铝的磨料颗粒的常规玻璃质粘结剂类。此类粘结剂描述在美国专利号5,203,886、5,401,284以及5,536,283中。这些玻璃质粘结剂可在相对低的温度下(例如，大约850℃至1200℃)烧制。适合在本发明中使用的其他玻璃质粘结剂可在低于约
875℃的温度下烧制。这些粘结剂的实例披露在美国专利号5,863,308中。这些玻璃质粘结剂包含在这些粘结的磨料产品的组合物中，其量值典型地是按体积计小于约28％，诸如体积在约3体积％和大约25体积％之间，体积在约4体积％到大约20体积％之间，以及体积在大约5体积％至大约18.5体积％之间。

[0037] 可替代地，可采用一种有机的粘结剂用于形成这些粘结的磨料产品。有机粘结剂的适当的实例如上所描述。

[0038] 当采用一种有机粘结剂时，将一种磨料组分、以及一种粘结组分(包括一种有机粘结剂以及一种以上描述的填充剂组分)的结合的共混物在一个温度下(例如在大约60℃和大约300℃之间的范围内)进行固化以制备该粘结的磨料产品。当采用一种玻璃质粘结剂时，使一种磨料组分、以及一种粘结组分(包括一种玻璃质粘结剂以及一种以上描述的填充剂组分)的结合的共混物在一个温度下(例如在大约600℃和大约1350℃之间的范围内)烧制以制备该粘结的磨料产品。总的来说，烧制条件由使用的实际粘结剂以及磨料组分决定。烧制可在惰性氛围或空气中进行。在一些实施方案中，这些结合的组分在环境空气氛围中烧制。如在此使用的，短语“环境空气氛围”是指取自环境中而未经处理的空气。

[0039] 用来形成这些粘结的磨料产品(诸如轮、石、珩磨石以及类似物)的模制以及压制过程可通过本领域中已知的方法进行。例如，在美国专利号6,609,963中传授了一种这样的适当方法，该申请的全部传授内容通过引用结合在此。典型地，这些组分是通过机械共混进行组合。任选地，可将产生的混合物进行筛选以将可能在共混过程中已经形成的团块除去。将该混合物放置在一种适当的模具中以用于压制。通常采用成型的柱塞来将该混合物压出(cap off)。在一个实例中，将这些组合的组分模制并压制为一种适合于研磨轮缘的形状。可通过任何适当的方式，例如通过冷压或通过热压进行压制，如专利号6,609,963所述。避免了将空心体压碎的模制以及压制方法是优选的。这种压制可以是冷压制或热压制。冷压制总体上包括在室温下施加一个足以将模具组件保持在一起的初始压力。当采用热压时，在烧制之前以及烧制过程中施加压力。可替代地，可在物品从加热炉中移出之后向模具组件施加压力，这被称为“热后压铸”。将该磨料物品从模具中移出并进行空气冷却。在后面的一个步骤中，可根据标准操作规程将烧制的磨料产品进行边饰并且进行最终处理，并然后在使用之前进行速率测试。

[0040] 在本发明中，任选地，在此披露的粘结组分(包括一种粘结剂以及一种填充剂组分)可进一步包括一种或多种添加剂，诸如除以上描述的填充剂(即，草酸钠(Na2C2O4)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、聚磷酸钠、乳白玻璃、六氟磷酸盐类、六氟高铁酸盐类、六氟锆酸盐类以及四氟硼酸铵)之外的填充剂：偶联剂类、纤维、润滑剂类、表面活性剂类、颜料类、染料类、湿润剂类、抗填充剂类、抗静电剂类以及助悬剂类。填充剂类的实例包括：石墨、氟化硅、硅酸钙(calcium metalsilicate)、纤维玻璃的纤维、玻璃气泡、六氟硅酸钠、六氟硅酸钾、硫酸盐类(例如，硫酸钠)、氢氧化铝以及硅酸盐类。润滑剂类、抗填充剂类、以及抗静电剂类的实例如上所描述。包含在该树脂组合物中的具体的一种或多种添加剂可以进行选择，这取决于该树脂组合物是用于哪个或那些粘合层(例如，图1和2中的涂层16、18、20、22、24和32)。这些材料的量的选择取决于所希望获得的特性。

[0041] 本发明的磨料产品可总体上采用片、盘、带、条、以及类似物的形式，该形式可进一步被调整至能安装在滑轮、车轮、或鼓轮上。本发明的涂覆的磨料产品可用于对例如钢和其他金属、木材、像木质的层压板、塑料、玻璃纤维、皮革或陶器的不同表面进行砂磨、研磨或抛光。在一个实施方案中，本发明的磨料产品是通过在研磨运动中施用该磨料产品用于研磨工件的表面，以除去该工件表面的一部分。

[0042] 举例

[0043] 实例1所选填充剂的表征

[0044] A.填充剂的溶解性以及毒性数据

[0045] 自一个矿物学者数据库(webmineral.com)获得的冰晶石、六氟磷酸铵、四氟硼酸铵、六氟高铁酸钠、六氟锆酸钠以及六氟磷酸钠的溶解性以及毒性数据概述在下表1中。如表1所示，六氟磷酸铵、四氟硼酸铵、六氟高铁酸钠、六氟锆酸钠以及六氟磷酸钠的毒性比冰晶石相对要更小。

[0046] 表1：填充剂的溶解性以及毒性数据

[0047]

[0048] B.与树脂一起搅拌过程中填充剂行为的表征

[0049] 在本实例中，在多个磨料共混物的混合以及固化期间，这些填充剂：六氟磷酸铵、四氟硼酸铵、六氟高铁酸钠、六氟锆酸钠以及六氟磷酸钠对混合行为和/或流变学的任何影响。在刚混合之后以及用水稀释过程中检验了每个共混物(树脂+填充剂)的粘度的变化过程。未观察到这些填充剂的显著影响；在混合之后以及稀释过程中这些共混物的粘度是稳定的。

[0050] 实例2不锈钢上的性能测试

[0051] A.采用冰晶石的对照砂纸

[0052] i.砂纸的生产

[0053] 使用一种固化的纤维(1000g/m2)作为基片。该构成配制品由酚醛树脂(53wt％的Bakelite树脂)组成，并且利用一种膜涂覆装置将碳酸钙(47wt％)施用在湿涂层厚度为2
60μm的乳胶液涂覆的纸(160g/m)上。通过电沉积将陶瓷的Al2O3颗粒(编号Cerpass，
2
来自Saint-Gobain)喷洒在湿的粘结剂膜(270g/m)上并干燥。

[0054] ii.胶料涂层的制备

[0055] 通过加入以下物质制备一个胶料涂层：

[0056] -25wt％的酚醛树脂(甲阶酚醛树脂，编号PERACIT5030A，来自DyneaResins France SAS)，

[0057] -25wt％的酚醛树脂(甲阶酚醛树脂，编号PERACIT 5161A，Dynea Resins France SAS)

[0058] -3wt％的颜料(编号BLEU 60293)，来自S.A.Richard，

[0059] -1.5wt％的分散剂(编号713K)，来自Rohm and Haas France，

[0060] -40wt％的合成冰晶石，来自Solvay，

[0061] -10wt％的碳酸钙(编号OMYA BL 200-OG)，来自OMYA S.A.S。

[0062] iii.磨料的制备

[0063] 将得到的多个砂纸样品(实例2，A，i)切成多个圆盘，圆盘的外部直径为178mm且内部直径为22nm，并且用毛刷将其用粘结剂(实例2，A，ii)重新覆盖，从而得到每平方米磨料550g的粘结剂。将过量物去除，并且将磨料在115℃下干燥10小时。

[0064] iv.性能测试

[0065] 将这些试验样品装到一个常规的研磨机(SG Abrasives，Conflans)上。对不锈钢的磨削用一个以1200r/min运转的盘在6kg的恒压下在16分钟内(1分钟16个周期)进行。切削掉的钢的量占大约12g。某些试验值概述在下表6中。

[0066] B.采用非冰晶石填充剂的砂纸

[0067] 如以上实例2A中描述的同样的材料作为一个基片以及研磨材料起作用。通过加入以下物质制备多个胶料涂层：

[0068] -25wt％的酚醛树脂(甲阶酚醛树脂，编号PERACIT 5030A，来自Dynea Resins France SAS)，

[0069] -25wt％的酚醛树脂(甲阶酚醛树脂，编号PERACIT 5161A，来自Dynea Resins France SAS)，

[0070] -3wt％的颜料(编号BLEU 60293)，来自S.A.Richard，

[0071] -1.5wt％的分散剂(编号713K)，来自Rohm and Haas France，

[0072] -40wt％的Na3FeF6(来自Aldrich)、或Na2ZrF6(来自Aldrich)或NH4PF6(来自Aldrich)。对于对照实例：40wt％的Fe(OH)O或MnCO3，均来自Aldrich，

[0073] -10wt％的碳酸钙(编号OMYA BL 200-OG)，来自OMYA S.A.S。

[0074] 性能试验：

[0075] 性能试验按以上实例2A中描述的进行。其测试结果概述在下表6以及图5中。磨料的重量损失表明了磨料的真实损失，单位是克。相对切削量表示基于将冰晶石的切削量定为100％的相对切削量。

[0076] 表6：本发明的磨料产品的金属去除

[0077]

[0078] 如表6所示，就金属去除而言，采用Na3FeF6、Na2ZrF6或NH4PF6的磨料产品的磨削性能与采用冰晶石的对照磨料产品是相当的，或甚至更好的。并且，如图5所示，被采用Na3FeF6、Na2ZrF6或NH4PF6作为填充剂的磨料产品切削的钢的量大于采用冰晶石的对照磨料产品的量，分别大出约19％、8％以及4％。就切削而言，用Fe(OH)O以及MnCO3的对比磨削在测试的砂纸之中给出了差的性能(相比基于冰晶石的磨料，低大约20％)。

[0079] 等效物

[0080] 虽然通过参考本发明的示例性实施方案具体地展示和说明了本发明，但本领域中的普通技术人员应当理解，在并不脱离由所附的权利要求书所涵盖的本发明的范围的前提下，可在形式和细节上对这些实施方案进行不同的改变。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种磨料机-专利编号CN106217202A	2020-05-12	914
抗填塞磨料物品-专利编号CN102666021A	2020-05-13	387
树脂粘结的磨料-专利编号CN102648072A	2020-05-13	939
磨料压块-专利编号CN101506397A	2020-05-11	662
抗填塞磨料物品-专利编号CN102666021B	2020-05-12	1016
磨料水洗机-专利编号CN101745508A	2020-05-11	810
磨料压块-专利编号CN101506397B	2020-05-11	230
镀衣磨料-专利编号CN101747863A	2020-05-11	724
粘结的磨料物品-专利编号CN105751088B	2020-05-13	365
粘结的磨料物品-专利编号CN105751088A	2020-05-12	319

含活性填充剂的磨料产品

含活性填充剂的磨料产品

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