[发明专利]涂覆模料制品及其制造方法

说明书

本发明涉及用于磨料制品特别是涂覆磨料制品的改良粘结体系。更特别的是本发明涉及使用包括偶联剂在内的用作粘结体系中填充树脂粘结剂的改良。

涂覆的磨料或磨料制品，砂纸就是一种普通的例子，其组成是：底片，磨料和把磨料粘结到底片的粘结体系。对于典型的涂覆磨料制品来说，底片涂上第一层粘结剂，一般称为“打底层”，然后再加上磨料。由于粘结剂/磨粒的结合或组合所产生的粘结力然后就固化（即凝固）足以使磨粒保留在底片上，这样就能涂上第二层粘结剂，一般称为“上胶”。此上胶进一步加强了涂覆磨料制品。此上胶一经固化（凝固），所产生的涂覆磨料制品能够制成适用于各种用途的各种实用的形成，例如片材、辊子、带和盘。一般来说，上胶和打底层，虽然它们并不需要应含有相同粘结剂或相类似粘结剂组合物，但也可以是相同的粘结剂。用溶剂来稀释到实用的粘度则可以是不同。

底片，对于典型涂覆磨料制品来说，典型的是纸、聚合膜、布、纤维织品例如硫化棉纤维织品、无纺布、它们的结合或组合或这些的处理变形体。一般使用的磨粒包括：火石、石榴石、金刚砂、碳化硅、氧化铝、陶瓷氧化铝、氧化铝氧化锆或复合磨粒。传统的粘结体系典型的含有胶质的或树脂的粘结剂和任意包括填料，普通粘结剂的例子是：皮胶、酚醛树脂、尿素-甲醛树脂、密胺-甲醛树脂、环氧树脂、漆类、丙烯酸酯树脂或其混合物。

填料，典型的是分散有树脂的无机粒材。填料的加入廉价地增加了树脂的体积，故降低了成本。此外，填料经常用来固化树脂。更硬，更高耐热性，和/或在凝固时减少体积的收缩。后者是很重要的，因为在凝固时由于收缩在制品上会引起相当大的应力。在某种情况下，颜料也采用填料。典型的填料是小颗粒和与磨料相比是比较软，因此在应用上本身不会引起有大的磨损。

一般是填料含有对于研磨表面是基本上是惰性或不反应的物料，研磨表面在应用上是用磨料制品所作用的表面，有时偶尔也使用活性（即反应）的填料。这些填料在使用时与研磨表面以有益的方式相互作用。

美国专利US-2，322，156公开了使用浸有胶质的和树脂粘结剂的填料，来改良其硬度，耐热性、水敏感性和降低其总成本。该专利提供典型的填料是：惰性的、比较非吸收的、非纤维的、硬的、重的、无弹性的和不变形的材料。

美国专利US-2，534，805公开了使用填充有惰性的、比较非吸收的、非纤维的填料的一种层压粘结剂。根据此专利此改良粘结剂是用来层压两个底片的。加入填料到粘结剂中明显地降低了此改良粘结剂由于温度的变化所引起的膨胀或收缩率。

美国专利US-2，873，181指出使用了硅灰石即硅酸钙用于胶质或合成树脂的涂覆磨料中作为填料。

用作磨料制品的磨料涂覆（即磨料/粘结剂组合粘结成底片）典型的是相当薄的，经常是单层磨粒。典型的商业制品的厚度通常是0.01-2.0毫米的范围。故此，即使是在粘结体系上相当小局部的损坏，能容易导致底片部分的暴露，这样会使在使用上产品完全失效。应当注意的是涂覆磨料制品一般是在相当高压力和温度下使用的，例如在涂覆磨料带和研磨表面之间的啮合点上，产生的压力和/或产生热的应力会使底片上磨料的粘结树脂遭受破坏，从而也破坏了制品。

涂覆磨料例如砂纸与砂轮有重要不同，例如，典型的砂轮是由相对深或厚（主体）结构的磨粒或粒子通过粘结剂粘结在一起所形成的轮子。在粘结剂的整体上小小的破坏相对来说是小问题，因为仅仅是最外层的磨料在起作用，即是较小的和仍然有效的磨层可以暴露。涂覆磨料制品一般与砂轮相比具有相当高的粘结剂对磨料的体积比，所以有更大的可能把应力传进到粘结剂上去。

很多涂覆磨料制品是在高温度环境中使用和存放的，或者浸在水下或水洗下使用，或其本身在使用之间被淋洗，几乎所有通用的树脂粘结剂对水都很敏感。在相对较湿的条件下，一般所用的传统粘结体系基本上是作用很弱的。因此，在某些情况下，涂覆磨料制品可能失效，这是因为水而使粘结体系的作用大大减弱，使它不再粘住底片上的磨粒或粒子。

在过去，企图改良涂覆磨料制品上粘结体系的性能一般都集中在改良磨料和粘结剂之间的相互作用上。即人们一般都相信，在树脂和矿物之间的化学粘结力是不可能获得优良的抗水性，这已成为问题。本发明涉及采用独特技术来改良涂覆磨料制品和/或其制造方法，是通过采用偶联剂来改良树脂-填料间的界面从而改良粘结体系的。

本发明特别涉及可用于涂覆磨料或类似物的粘结体系的改良。根据本发明，粘结体系包括填料分散或悬浮于树脂或粘结物质的改良，它是通过改良填料粒子与树脂聚合物之间粘结性能或聚集性能而得以改良的。根据本发明改良的结果产生了如下中任何一种或全部的效果，现叙述其优越方法：