[发明专利]砂轮

说明书

本发明与均匀分散并用有机粘接剂粘在底基中的磨料颗粒制备而成的砂轮有关。

众所周知，旋转砂轮是通过将磨料颗粒均匀地分散并粘固在由固体或发泡有机聚合物形成的一种有机聚合物底基上或无纺纤维织物上制备而成的，并应用广泛。这些砂轮用于像铸件、钻孔件或冲孔件这类工件的毛刺清除和表面精修。为了加工出形状或表面光洁度都合乎要求的零件，就必须除掉工件表面的这些毛刺和飞边。在高速和高压下运转的小直径砂轮特别有用。为了满足不同的性能要求，当砂轮或砂盘与工件或零件接触的表面承受很大的使用压力时，它必须具有足够高的强度、经久耐用、不破损、不涂污。

在美国专利No2，885，276中，公开了一些包括固体或发泡有机聚合物底基在内的磨料制品。在美国专利No2，958，593和4，227，350中公开了以一种高级的低密度无纺织物做为底基的磨料制品的例子。

一般来说，把磨料颗粒粘固在上述磨料制品的底基中的聚合物树脂粘接剂，既可以是硬质热固型，也可以是强而韧的弹性体型。硬质热固型树脂，例如碱性催化酚醛树脂，广泛地用于把磨料颗粒粘固在片状底基或无纺纤维底基上。虽然通常这种硬质树脂粘接剂具有很高的抗拉强度、低的断裂伸长率以及在高温的条件下不易产生较大的变化，但是它易于产生脆性断裂却令人不满意。在某些要求使用既有韧性而又较耐磨的磨料制品的应用条件下，高强度韧性弹性体类树脂粘接剂更符合要求。在美国专利No，4，227，350中公开了这种粘接剂的例子。这种弹性体类粘接剂的抗拉强度极好，断裂伸长率很大，并且耐脆性断裂。但是令人遗憾的是，当这种磨料制品在高速和高压下接触工件并承受负荷时，在可能遇到的高温条件下却表现出明显软化现象。这种软化行为往往导致该磨料制品涂污或部分地转移到工件表面上，而这一点正是人们不希望发生的。

本发明提供了一些磨料制品，其中最理想的一种是砂轮，当在高压和高速加工条件下，它与工件相接触时，很少或没有人们所不希望的砂轮表面对工件表面的涂污或转移现象。

本发明提供了一种砂轮，这种砂轮由均匀分散并被一种新颖的粘接体系粘固在有机底基中的磨料制成，而这种新颖的粘接剂体系是一种粘接剂与可减少涂污用量的可相容聚合物的混合物。该混合物的玻璃化转变温度最好至少为40℃，最佳为50℃。这种减少涂污的可相容聚合物可通过加入一种固态或液态的活性物质而获得，这种活性物质与上述粘接体系中的其它组分反应生成共聚物、均聚物或其它反应产物。这种可相容聚合物最好是以各自聚合反应后的状态加入，其优选玻璃化转变温度至少为50℃。

上述粘接剂的初始状态是液态，然后可以固化成一种韧性的粘接聚合物材料。这种粘接剂将把磨料颗粒牢固地粘固在砂轮底基中，但是当该砂轮在接触工件有热生成的状态下旋转时，例如当砂轮对工件施加的压力很高并且其表面速度很快时，往往会使表面部分涂污到工件表面上。加入上述可相容聚合物后，涂污现象会明显地减少，或者完全消除。

优选的砂轮粘接剂体系中也会有一定量的常用润滑剂（砂轮中使用最典型的一种），以便进一步减少涂污。

提及粘接剂时所使用的“液态”一词，指的是一种可供涂覆的柔软状态。这种状态可通过熔融的方法、用溶剂配制成一种溶液的方法、这两种方法相并用以及其它类似的方法获得。“混合物”这一术语指的是，粘接剂和可相容聚合物的实质上均匀的混合物或者反应产物。“可固化”这一术语指的是，例如通过冷却熔融材料、使溶液/聚合物溶液中的溶剂蒸出、交联以及相类似的方法，硬化到实质上柔韧而不发粘的状态。“可相容”一词指的是，粘接剂和聚合物实质上均匀混合而没有明显的相分离的能力。正如H.MarK和A.V.Tobolsky在高聚物物理化学（Ⅱ卷，p260）中所定义的，在可相容粘接剂和聚合物的混合物中，粘接剂与聚合物的内聚密度差值的平方根将小于1。

本发明磨料制品可制成任何一种常见形状。根据本发明内容，优选的制品形状为轮形。盘形和正圆柱体的砂轮是很典型的，其尺寸可以很小，例如圆柱的高度为厘米数量级;或者很大，例如圆柱的高度为2米或更大;而圆柱的直径可以很小，例如几厘米;或者很大，例如1米或更大。为了安装适当的心轴或其它机械定位装置，砂轮开有中心通孔以便使砂轮在使用中能旋转。砂轮的尺寸、外形、底座及施转手段，这些都是先有技术中人所共知的。