[发明专利]可磁化磨料颗粒及其制备方法

说明书

本发明描述了可磁化磨料颗粒，所述可磁化磨料颗粒包含陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的外表面包含未烧结聚离子涂层和粘结到聚离子的磁性颗粒。在有利的实施方案中，磁性颗粒具有至少10emu/克、至少15emu/克、至少20emu/克、至少25emu/克、至少30emu/克、至少35emu/克、至少40emu/克、至少45emu/克或至少50emu/克的磁饱和度。在另一个实施方案中，描述了一种磨料制品，所述磨料制品包含保留在粘结剂材料中的多个如本文所述的可磁化磨料颗粒。还描述了制备可磁化磨料颗粒的方法和制备包含可磁化磨料颗粒的磨料制品的方法。

技术领域

本发明广义上涉及磨料颗粒、磨料制品以及它们的制备方法。

背景技术

各种类型的磨料制品在本领域中是已知的。例如，涂覆磨料制品通常具有通过树脂粘结剂材料粘附到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和结构化磨料，这些结构化磨料具有粘附到背衬的精确成型的磨料复合物。磨料复合物通常包含磨料颗粒和树脂粘结剂。

粘结磨料颗粒包括保留在粘结剂基质中的磨料颗粒，该粘结剂基质可以是树脂的或玻璃状的。示例包括磨石、切断磨轮、磨刀石和砥石。

磨料颗粒在磨料制品(诸如例如涂覆磨料制品和粘结磨料制品)中的精确放置和取向多年来一直是人们持续关注的焦点。

例如，已经使用诸如磨料颗粒的静电涂覆之类的技术制备涂覆磨料制品，以使粉碎的磨料颗粒与垂直于背衬的纵向轴线对齐。同样，成型磨料颗粒已通过如美国专利9,776,302(Keipert)中所公开的机械方法进行对齐。

磨料颗粒在粘结磨料制品中的精确放置和取向已在专利文献中有所描述。例如，美国专利1,930,788(Buckner)描述了使用磁通量使具有薄铁粉涂层的磨粒在粘结磨料制品中取向。同样，英国(GB)专利396,231(Buckner)描述了使用磁场使具有薄铁粉或钢粉涂层的磨粒取向以使磨粒在粘结磨料制品中取向。使用此技术，磨料颗粒在粘结轮中径向取向。

美国专利8,262,758(Gao)公开了用于制备呈均匀分布、阵列图案和优选取向的磨料颗粒的设备。使用电流形成磁场，使得针状软磁金属棒吸收或释放镀有软磁性材料的磨料颗粒。

一直需要用于将磁性材料粘结到磨料颗粒的新材料和方法。

发明内容

在一个实施方案中，描述了一种制备可磁化磨料颗粒的方法。该方法包括a)提供陶瓷颗粒，每个陶瓷颗粒具有各自的外表面；b)用包含聚离子的水性溶液涂覆陶瓷颗粒的外表面，从而形成涂有聚离子的陶瓷颗粒；c)将涂有聚离子的陶瓷颗粒与磁性颗粒合并，同时分散在水性溶液中，从而形成涂有磁性颗粒的陶瓷颗粒；d)在不烧结聚离子的情况下干燥涂有磁性颗粒的陶瓷颗粒。

该方法可以是两步法，其中步骤b)和c)按顺序进行。另选地，该方法可以是一步法，其中将步骤b)和c)合并。换句话讲，包含聚离子材料的水性溶液还包含磁性颗粒。

在一些实施方案中，磁性颗粒具有50至250纳米范围内的平均原生粒径。在一些实施方案中，陶瓷颗粒具有不大于2mm、1.5mm、1.0mm、0.5mm或0.25mm的最大尺寸。陶瓷颗粒通常具有至少2的纵横比。该方法特别适用于使用甚至更小磁性纳米颗粒涂覆相对较小的陶瓷颗粒。该方法还适用于生产可磁化磨料颗粒，这些磨料颗粒具有很少或没有团聚的涂有磁性颗粒的陶瓷颗粒。

在另一个实施方案中，描述了可磁化磨料颗粒，该可磁化磨料颗粒包含陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒的外表面包含未烧结聚离子涂层和粘结到聚离子的磁性颗粒。在有利的实施方案中，磁性颗粒具有至少10emu/克、至少15emu/克、至少20emu/克、至少25emu/克、至少30emu/克、至少35emu/克、至少40emu/克、至少45emu/克或至少50emu/克的磁饱和度。

在另一个实施方案中，描述了一种磨料制品，该磨料制品包含保留在粘结剂材料中的多个如本文所述的可磁化磨料颗粒。