[发明专利]复合磨料制品

说明书

发明的背景

复合磨料制品(如磨轮或磨垫)是通过用有机聚合物将磨粒粘合到非织造纤维织物的纤维上制成的。然后将许多层这种织物层压成可切割成产品的板材，或将这种织物螺旋地绕成可切割成轮形产品的圆柱(log)。这些广泛使用的磨料制品(通常称为“复合磨料”)的用途包括金属部件的清理、去毛刺、精磨和抛光。它们也广泛用于木制家具的精磨。

最常用的磨粒是熔凝氧化铝，但也可使用其它磨粒，如碳化硅、熔凝氧化铝/氧化锆以及溶胶凝胶氧化铝磨粒。

复合磨轮中最常用的有机粘结剂是如美国专利4,011,063、4,078,340、4,609,380、4,933,373和5,290,903中所述的聚氨酯。可以使用的其它粘结剂包括丙烯酸类聚合物、酚醛树脂、密胺树脂、聚氯乙烯和聚乙酸乙烯酯。

发明的概述

本发明提供一种新型复合磨料。这种复合磨料包括元规非织造纤维织物和用有机聚合物粘接到该织物上的磨粒，其特征在于该磨粒是形状规则(shaped)的磨料颗粒，它沿纵轴方向有基本均一的横断面形状，且长细比(定义为长度和与该长度相垂直的最大尺寸之比)至少为1.5∶1。

制造该磨粒所用的材料例如是氧化铝、碳化硅、氧化铝/氧化锆或其它适于制成形状规则磨粒的磨料。优选的材料是用如下方法制得的溶胶凝胶氧化铝，即将α氧化铝前体的溶胶或凝胶进行干燥，然后锻烧，使该前体转化为α相。加入能产生极细晶体显微结构的晶种颗粒和/或本技术领域中已知的其它改性剂，可对这种前体进行改性。上述的改性剂例如是氧化镁、氧化锆、稀土金属氧化物(如氧化镧、氧化铈、氧化钐等)、过渡金属氧化物(如二氧化钛、氧化钇、氧化铬、氧化铁、氧化钴、氧化镍和二氧化锰)以及二氧化硅。

本发明中所用的形状规则的磨粒可用如下方法制成，即对前体材料的分散体(通常是水中分散体)进行挤塑或模塑，然后煅烧这些具有所需形状的颗粒，将其转化成最终磨粒。

虽然其它的横截面形状(如三角形、正方形、多边形和椭圆)通常可以产生所需的结果，但最常见和最便利的形状主要是直柱。虽然横截面形状是一致的，但其尺寸可以变化，从而产生能保持均匀横截面形状的角锥形、截顶园锥形、针形或其它规则形状。

磨粒可以有任何适用于复合磨料的粒度。但是已发现，粒度较小(例如约从120磨粒粒度号或更细，更好是约从150磨粒粒度号直至约400磨粒粒度号)时，由于使用本发明所揭示的形状规则磨粒所产生的效果非常明显。本说明书中所用的磨粒粒度是按标准FEPA磨粒粒度量度的，所述的FEPA磨粒粒度表征着在与被测量颗粒通过筛孔的方向垂直的横截面上的最大尺寸。磨粒的长细比可以是1.5∶1-25∶1，但最合适的范围一般为1.5∶1-10∶1，更好的为2∶1-6∶1。

本发明的复合磨轮可用工业上已知的适当技术制造。这些磨轮的形状一般是具有用户都所需尺寸的圆盘形或圆柱形。磨轮的基体材料可以是非织造纤维织物，也可以是含或不含增强物的发泡有机聚合物。

优选实施方案的描述

用如下非限定性的实施例对本发明作进一步的说明。如果没有其它说明，所有的份为重量份。

实施例1

在织布机(web-forming machine)上用15旦尼尔的尼龙6-6纤维制成重量为95g/m²、厚度为9.4mm的低密度非织造纤维织物。用预粘合粘结剂(prebond binder)喷涂所制得的低密度织物，产生40-48g/m²的干增重，所用的喷涂混合料由55.9％苯乙烯-丁二烯胶乳(商品名称为“Tylac 68132”，购自Reichold Co.)、31.1％水、10.5％密胺树脂(商品名称“Cymel385”，购自American Cyanamide Co.)和痕量的表面活性剂和酸催化剂组成。让喷涂过的织物通过一个对流烘箱(温度保持在148.8℃)，在烘箱中的时间为3.3分钟，使预粘合粘结剂固化至无粘性状态。所制得的预粘合非织造织物的厚度约为8mm，重量约为128g/m²。