CN101102868A - 磨具 - Google Patents

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Abstract

一种磨具，包括具有对置的第一和第二表面的基底；在至少一部分所述第一表面上的构造涂层；在至少一部分构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒；和排列在至少一部分所述磨擦表面上的胶结涂层，其中胶结涂层其杨氏模量小于100,000psi。

Description

磨具
技术领域
本发明一般涉及磨具，更具体而言涉及一种磨具，其包括基底，设在基底上的构造涂层(make coat)，在构造涂层中排列的磨粒，和在构造涂层和磨粒上排列的胶结涂层(size coat)，其中胶结涂层其柔软度与构造涂层的柔软度相似，胶结涂层的厚度等于或大于构造涂层的厚度。
背景技术
任何打磨操作的常见目的是从被打磨的表面除去不需要的材料，并准备用于后续涂布操作的表面。通常，这两个目的正好相反。在合理时间内从表面上除去不需要的材料要求使用粗磨料，而准备用于后续涂布操作的表面要求使用细磨料。因此，操作员必须连续使砂纸粒度逐渐变细，打磨表面多次，以实现这两个目的。粗砂纸快速地除去不需要的材料。然而，逐渐使砂纸变细的过程通常需要除去粗砂纸在表面中留下的不可接受的深擦痕。这使得整个打磨过程被认为费力、耗时和通常是令人厌烦的。砂纸制造商认识到这种两难境地，并提出了多种产品来尝试解决此问题。
通常通过混合相对较薄的刚性背衬(纸，膜等)，相对坚硬的构造粘合剂(脲醛树脂，皮胶，酚醛树脂等)，矿物磨料，和相对刚性的胶结树脂(脲醛树脂，皮胶，酚醛树脂等)来制造常规砂纸。因此，常规砂纸相当坚硬和刚性，但具有强的切削能力。
常规打磨海绵相对柔韧，能够得到细擦痕图案，但缺少明显切削能力。柔韧性砂布混合有厚的、舒适的网状背衬，从而制得的产品具有常规泡沫打磨海绵的舒适和易于使用性，以及常规砂纸的强切削能力。砂布网格各弹性体相邻的开放空间用作贮存器，收集在打磨过程中产生的碎屑。这样有效地从磨料表面除去了打磨碎屑，使得磨料表面堵塞变小，改进了去除能力。
令人惊讶的是，砂布和常规打磨海绵的擦痕抛光结果证实，与磨料粒度可相比的常规打磨海绵相比，砂布在打磨过的表面中留下的擦痕图案明显更细。这些结果可用小磨料涂布的弹性体的棋盘状排列解释。每个磨料涂布的弹性体基本上是一个小的打磨海绵，一起提供独特的性能。然而，磨料涂布的弹性体的棋盘状排列也有助于在打磨过的表面中留下细抛光。由于各磨料涂布的弹性体通过本身柔韧的接头与相邻磨料涂布的弹性体连接，因此各磨料涂布的弹性体无阻碍地沿微略不同的通道穿过打磨过的表面。这样得到具有细擦痕抛光的多个重叠打磨通道。在表面抛光过程中多个打磨通道彼此重叠，得到出人意料的细打磨擦痕图案。
如上所述，砂布材料可以提供所需的切削(即除去角料)，而擦痕较小(即更光滑)。然而，传统木材或金属打磨之外的某些应用需要极低擦痕或更少粗矿物。砂布的细擦痕图案和舒适的背衬可以与″柔软矿物″组合，以实现这些所需结果。低擦痕应用的例子包括清洁和冲刷，抛光和磨光，化妆品，和医用和牙科应用。此外，密封材料可在砂布材料上涂布作为粒子。根据产品用途释放胶囊密封材料中所含的材料。这样允许将多类材料输送到工作表面，如抛光剂，清洁剂和药用化合物。
概述
本发明提供一种磨具，包括具有对置的第一和第二表面的基底，在至少一部分第一表面上的构造涂层，在至少一部分构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒，和排列在至少一部分磨料表面上的胶结涂层，其中胶结涂层其杨氏模量小于100,000psi。
在本发明的某些方面中，基底可以是弹性和/或连续的。在其他方面中，构造涂层其杨氏模量小于100,000psi或伸长率为10％～400％。
在一个实施方案中，构造涂层或胶结涂层可以是选自丙烯酸酯树脂，环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，烯键式不饱和树脂，腈橡胶树脂，聚氨酯树脂，氨基塑料树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，酚醛树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯树脂，丁二烯橡胶树脂，和其组合的粘合剂。
在另一个实施方案中，本发明提供一种磨具，包括具有对置的第一和第二表面的弹性基底，在至少一部分第一表面上的构造涂层，在至少一部分构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒，和排列在至少一部分磨料表面上的杨氏模量小于100,000psi的胶结涂层，其中构造涂层重量与胶结涂层重量的比小于1∶1和大于1∶5，构造涂层和胶结涂层的总厚度小于矿物颗粒高度的90％。
在具体实施方案中，本发明提供一种磨具，包括基底，在至少一部分第一表面上的构造涂层，在至少一部分构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒，和排列在至少一部分磨料表面上的胶结涂层，所述基底包括通常以平面图案排列彼此连接的多个分离的弹性体，并在相邻的连接弹性体间提供开放空间，每个弹性体具有对置的第一和第二表面，其中构造涂层是杨氏模量不大于100,000psi的聚酯氨基甲酸酯丙烯酸酯共混物，其中胶结涂层是多元醇改性的环氧树脂和丙烯酸酯树脂的混合物，混合物的杨氏模量小于100,000psi，其中构造涂层重量与胶结涂层重量的比小于1∶1和大于1∶5，构造涂层和胶结涂层的总厚度小于矿物颗粒高度的90％。
术语定义
在本发明的柔韧性研磨产品中，″柔韧的″指研磨产品本身能够充分地折叠，而不会永远变形，并且在打开时基本上回复到其原始结构。
″弹性″指材料在压力下充分地压缩变形，而当除去压力下将回到其原始结构。
″丙烯酸酯″和″多官能的丙烯酸酯″包括取代的丙烯酸酯，如甲基丙烯酸酯。
″环氧树脂″指包括至少一种含有至少一种环氧基团的化合物的组合物。
″环氧基团″指环氧基。
″单官能的丙烯酸酯″指每个分子具有一个丙烯酰氧基的化合物。
″光引发剂″指当曝光时能够聚合可聚合基团的物质；聚合的性质可以是自由基或阳离子聚合。
″多官能的丙烯酸酯″指丙烯酰氧基官能度大于1的化合物。
″多元醇″指羟基官能度大于1的化合物。
附图说明
下面将结合附图进一步说明本发明，在附图中：
图1是本发明磨具放大的截面图。
具体实施方式
参照图1，所示弹性磨具2包括弹性、舒适、可拉伸的基底4，至少部分地嵌在构造涂层8中的多个磨粒10，和涂布在构造涂层8和磨粒10上的胶结涂层12，其中基底具有用构造涂层8涂布的第一主表面6。尽管所示的磨具2具有用磨料涂布的一个主表面，但是基底4的任何或所有表面均可被涂布。下面分别详细说明基底4，构造涂层8，粒子10和胶结涂层12。
基底
通常，在本发明的磨具中可以使用具有至少一个可涂布表面的任何基底。这些包括非织物，织物如布、纱和网，开口网材料，实心弹性体板，开孔泡沫，闭孔泡沫，网状泡沫，毛毡泡沫，纸，膜，其他已知的磨料背衬，和这些材料的组合。基底可以是泡沫的或非泡沫的，可以由任何其他种类的弹性材料构成，包括但不限于，聚氨酯树脂，聚氯乙烯树脂，乙烯乙酸乙烯酯树脂，合成或天然橡胶组合物，丙烯酸酯树脂和其他适合的弹性树脂组合物。
适合的泡沫基底可以从合成聚合物材料制备，如聚氨酯，泡沫橡胶和硅树脂，或天然海绵材料。基底的厚度仅由磨具的预期最终用途限制。基底通常具有足够厚度，使其能够方便地用手把握。厚度是指基底第一表面的最高点与基底第二表面之间的距离。厚度优选约1mm～约30mm，更优选约3mm～约25mm。
尽管磨具优选是正方形或矩形形状，但磨具可以是任何方便的几何形状，包括但不限于正方形，矩形，三角形，圆形和多边形。
基底4可以是连续的，意思是指基底不含有沿Z方向(即厚度或高度方向)延伸的比在制造基底本身结构中随机形成的开口更大的孔、空穴或通道。基底通常可以是平的，意思是指其具有一对通常对置平行的平表面，并可以是轮廓化或纹理化的表面。可选择地，基底可以具有开口结构，其中基底含有沿Z方向延伸的孔、空穴或通道。美国专利6,613,113描述了适合的开口基底，其包括多个分离的弹性体，它们一起形成的图案能够在相邻的分离体间提供开口，但这些分离体在接触点仍然彼此相连。
可以通过冲切、激光切削或喷水切削橡胶的实心板或泡沫材料板来提供基底。适合的基底可以包括纤维织物，通常在提供开口的栅格图案中包括平行线和交叉线，在偏移图案中每一开口用弹性体封闭。尽管纤维织物在含有弹性体的开口区域可以是开放的，但是这种区域优选含有平行纤维的亚结构，平行纤维布置在弹性体内用于进一步增强。
通过在可固化形成聚氯乙烯(PVC)泡沫的液体中浸渍纤维织物，并将浸渍的纤维织物置于烘箱中使组合物膨胀和固化来固化，从而形成这种基底。这些基底是公知的，并以商品名OMNI-GRIP，MAXI-GRIP，ULTRA GRIP，EIRE-GRIP，和LOC-GRIP由Griptex Industries，Inc.ofCalhoun，Ga市售。这些产品可以根据美国专利5,707,903(Schottenfeld)制造。
通过加热固化需要高固化温度的粘合剂前体可能会不利地改变这些市售基底中的某一些。某些UV固化的粘合剂前体需要低温固化，可以避免这种问题。适用于制造本发明产品的热固性树脂粘合剂的例子包括但不限于环氧树脂，乙烯基醚树脂，丙烯酸酯树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，和其组合。
纤维织物可以由天然或合成纤维制成，合成纤维可以是针织的或编织的，在其网络中具有沿纤维织物表面分开的间断开口。纤维织物不需要织成均匀图案，还可以包括非织造的随机图案。因此，开口可以在图案中，或随机分开。纤维织物网络开口可以是矩形，或它们可以具有其他形状，包括菱形、三角形、八边形或这些形状的组合。
优选地，纤维织物包括在第一方向分布的第一排分离的纤维和在第二方向分布的第二组纤维，从而提供包括多个相邻开口的栅格，其中弹性体位于交替的开口中，弹性体间的开口没有弹性体。纤维织物还可以包括开口网格，选自编织或针织的纤维网，合成纤维网，天然纤维网，金属纤维网，模塑的热塑性聚合物网，模塑的热固性聚合物网，穿孔的板材料，切开和拉伸的板材料和其组合。
弹性体的组合物可以是泡沫的或非泡沫的，可以由任何其他种类的弹性材料构成，包括但不限于聚氨酯树脂，聚氯乙烯树脂，乙烯乙酸乙烯酯树脂，合成或天然橡胶组合物，丙烯酸酯树脂和其他适合的弹性树脂组合物。
基底具有足够厚度，使其能够方便地用手把握。厚度是指弹性体第一表面的最高点与弹性体第二表面之间的距离。厚度优选约1mm～约15mm，更优选约3mm～约10mm。
尽管弹性体优选是正方形或矩形形状，但弹性体可以是任何方便的几何形状，包括但不限于正方形，矩形，三角形，圆形和多边形。弹性体优选是一致形状，但不必须如此。弹性体在纵向和横向可以排对齐，但对于某些应用而言，优选的是它们没有对齐，因为在打磨操作中，如果磨料产品仅在一个方向例如纵向移动，那么纵向对齐的磨料覆盖的弹性体会在被打磨的表面中产生不需要的擦痕图案。
弹性体的尺寸可以为约2～约25mm，优选5～10mm。″每个尺寸″指边长(矩形)，直径(圆形)或最大尺寸(不规则形状)。弹性体的形状不必须预定成形，可以随机成形。当提到弹性体的尺寸时，该尺寸包括纵向或横向的宽度或当从一侧到另一侧测量到弹性体的最大尺寸，而不管是何方向。
基底中的单个开口通常小于相邻弹性体，尺寸可以为约2mm～约25mm，优选约5mm～约10mm。如果弹性体是矩形，那么开口可以是矩形，或可以根据相邻弹性体的形状采用任何其他结构。开口的形状通常由弹性体边缘的形状决定。弹性体和开口通常在本发明磨具的整个面积内均匀分布，但在所有情况下不必须都这样。
构造涂层
通过将构造涂层前体涂布到基底上形成构造涂层。″构造涂层前体″指涂布到基底上以固定其上磨粒的可涂布的树脂粘合剂材料。″构造涂层″指通过在基底上硬化构造涂层前体所形成的硬化的树脂层。
在某些实施方案中，调节构造涂层粘合剂的厚度，使得各颗粒长度有至少10％，20％，或30％但不大于35％，40％或45％突出于固化的构造粘合剂层。通常，较大砂粒的矿物(较小筛目数)比较小砂粒的矿物(较大筛目数)需要更多的构造粘合剂。
构造涂层前体以一定涂布量被涂布到基底上，并且当固化时提供必须的粘合，使磨粒与基底的可涂布表面牢固粘结。对于普通构造涂层而言，构造涂层的加入干重为约1～20个颗粒/24英寸2(4.2-84g/m2)。在某些实施方案中，构造涂层的加入干重其下限为2个颗粒/24英寸2(8.4g/m2)，4个颗粒/24英寸2(16.8g/m2)，或6个颗粒/24英寸2(25.2g/m2)，其上限为8个颗粒/24英寸2(33.6g/m2)，10个颗粒/24英寸2(42g/m2)，或12个颗粒/24英寸2(50.4g/m2)。
构造涂层其伸长率下限为10％，50％，或75％，上限为80％，100％，200％，或400％。适合的构造涂层其杨氏模量为小于80,000psi，100,000psi，或120,000psi。
构造涂层优选包括有机前体聚合物亚单元。前体聚合物亚单元优选能够充分流动，从而能够涂布表面。通过固化(例如，聚合和/或交联)，通过干燥(例如，除去液体)和/或简单地通过冷却可以固化前体聚合物亚单元。前体聚合物亚单元可以是含有机溶剂，含有水或100％固体(即，基本上无溶剂)的组合物。热塑性和/或热固性聚合物，或材料，及其组合，都可以用作前体聚合物亚单元。经固化，干燥或冷却前体聚合物亚单元，组合物形成构造涂层。优选的前体聚合物亚单元可以是缩聚可固化的树脂或可加聚的树脂。可加聚的树脂可以是烯键式不饱和单体和/或低聚物。适用的可交联材料的例子包括酚醛树脂，双马来酰亚胺粘合剂，乙烯基醚树脂，具有侧链α，β不饱和羰基的氨基塑料树脂，聚氨酯树脂，环氧树脂，丙烯酸酯树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，脲醛树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，或其混合物。
前体聚合物亚单元优选是可固化的有机材料(即，经接触热量和/或其他能量源如电子束、紫外光、可见光等，或经加入化学催化剂、水份或引起聚合物固化或聚合的其他试剂，而能够聚合和/或交联的聚合物亚单元或材料)。前体聚合物亚单元的例子包括氨基聚合物或氨基塑料聚合物，如烷基化的脲醛聚合物，三聚氰胺甲醛聚合物，和烷基化的苯并胍胺-甲醛聚合物，丙烯酸酯聚合物，包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，丙烯酸烷基酯，丙烯酸酯化的环氧化物，丙烯酸酯化的氨基甲酸酯，丙烯酸酯化的聚酯，丙烯酸酯化的聚醚，乙烯基醚，丙烯酸酯化的油，和丙烯酸酯化的硅树脂，醇酸聚合物，如氨基甲酸酯醇酸聚合物，聚酯聚合物，反应性氨基甲酸酯聚合物，酚醛聚合物，如甲阶酚醛和线性酚醛聚合物，酚醛/乳胶聚合物，环氧聚合物，如双酚环氧聚合物，多元醇改性的环氧聚合物，异氰酸酯，异氰脲酸酯，聚硅氧烷聚合物，包括烷基烷氧基硅烷聚合物，或反应性乙烯基聚合物。得到的粘合剂可以是单体，低聚物，聚合物或其组合的形式。
氨基塑料前体聚合物亚单元中每个分子或低聚物具有至少一个侧链α，β-不饱和羰基。这些聚合物材料进一步公开在美国专利4,903,440(Larson等人)和美国专利5,236,472(Kirk等人)中。
优选的固化磨料涂层从自由基可固化的前体聚合物亚单元生产。这些前体聚合物亚单元经接触热能和/或辐射能能够快速聚合。自由基可固化的前体聚合物亚单元的一个优选亚集包括烯键式不饱和前体聚合物亚单元。这种烯键式不饱和前体聚合物亚单元的例子包括具有侧链α，β不饱和羰基的氨基塑料单体或低聚物，烯键式不饱和单体或低聚物，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯单体，丙烯酸酯化的氨基甲酸酯低聚物，丙烯酸酯化的环氧单体或低聚物，烯键式不饱和单体或稀释剂，丙烯酸酯分散体，和其混合物。术语丙烯酸酯包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
烯键式不饱和前体聚合物亚单元包括含有碳、氢和氧原子和任选的氮及卤素的单体和聚合化合物。氧或氮原子或二者通常以醚，酯，氨基甲酸酯，酰胺和脲基团形式存在。烯键式不饱和单体可以是单官能的，二官能的，三官能的，四官能的或更高官能度，包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基单体。适合的烯键式不饱和化合物优选是通过含有脂肪族单羟基或脂肪族多羟基的化合物和不饱和羧酸(如丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，巴豆酸，异巴豆酸，或马来酸)反应形成的酯。烯键式不饱和单体的代表性例子包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，苯乙烯，二乙烯基苯，丙烯酸羟基乙酯，甲基丙烯酸羟基乙酯，丙烯酸羟基丙酯，甲基丙烯酸羟基丙酯，丙烯酸羟基丁酯，甲基丙烯酸羟基丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸辛酯，丙烯酸己内酯，甲基丙烯酸己内酯，甲基丙烯酸四氢糠酯，丙烯酸环己酯，丙烯酸硬脂酯，丙烯酸2-苯氧基乙酯，丙烯酸异辛酯，丙烯酸异冰片酯，丙烯酸异癸酯，聚乙二醇单丙烯酸酯，聚丙二醇单丙烯酸酯，乙烯基甲苯，二丙烯酸乙二醇酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸己二醇酯，二丙烯酸三乙二醇酯，丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯，丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙烯酸丙三醇酯，三丙烯酸季戊四醇酯，三甲基丙烯酸季戊四醇酯，四丙烯酸季戊四醇酯和四甲基丙烯酸季戊四醇酯。其他烯键式不饱和材料包括羧酸的单烯丙酯，聚烯丙酯，或聚甲基烯丙酯和酰胺，如邻苯二甲酸二烯丙酯，己二酸二烯丙酯，或N，N-二烯丙基己二酰胺。其他含氮烯键式不饱和单体包括三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯，1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-s-三嗪，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，N-甲基-丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺，N-乙烯基吡咯烷酮，或N-乙烯基-哌啶酮。
优选的前体聚合物亚单元含有两种或更多种丙烯酸酯单体的共混物。例如，前体聚合物亚单元可以是三官能的丙烯酸酯和单官能的丙烯酸酯单体的共混物。一种前体聚合物亚单元的例子是丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯的共混物。
还可以从例如美国专利4,751,138(Tumey等人)中所述的丙烯酸酯和环氧聚合物的混合物形成前体聚合物亚单元。
其他前体聚合物亚单元包括具有至少一个侧链丙烯酸酯基团的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个侧链丙烯酸酯基团的异氰酸酯衍生物，进一步公开在美国专利4,652,274(Boettcher等人)中。优选的异氰脲酸酯材料是三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯。
其他前体聚合物亚单元包括羟基封端的异氰酸酯延伸的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯氨基甲酸酯以及聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯氨基甲酸酯。市售丙烯酸酯化的氨基甲酸酯包括以商品名″UVITHANE782″从Morton Chemical，Moss Point，Miss.得到的那些；以″CMD6600″，″CMD8400″和″CMD8805″从UCB Radcure Specialties，Smyrna，Ga.得到的那些；以″PHOTOMER″树脂(例如，PHOTOMER6010)从HenkelCorp.，Hoboken，NJ.得到的那些；以″EBECRYL220″(六官能的芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯)，以″EBECRYL284″(用二丙烯酸1，6-己二醇酯稀释的脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯1200)，以″EBECRYL4827″(芳香族氨基甲酸酯二丙烯酸酯)，以″EBECRYL4830″(用二丙烯酸四甘醇酯稀释的脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯)，以″EBECRYL6602″(用三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯稀释的三官能的芳香族氨基甲酸酯丙烯酸酯)，″EBECRYL840″(脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯)，和″EBECRYL8402″(脂肪族氨基甲酸酯二丙烯酸酯)从UCB Radcure Specialties得到的那些；和以″SARTOMER″树脂(例如，″SARTOMER″9635，9645，9655，963-B80，966-A80，CN980M50等)从Sartomer Co.，Exton，Pa得到的那些。
其他前体聚合物亚单元包括二丙烯酸酯环氧酯以及聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯环氧酯，如双酚A环氧聚合物的二丙烯酸酯。市售丙烯酸酯化的环氧化物的例子包括以商品名″CMD3500″，″CMD3600″和″CMD3700″从UCB Radcure Specialties得到的那些。
其他前体聚合物亚单元还可以是丙烯酸酯化的聚酯聚合物。丙烯酸酯化的聚酯是丙烯酸与二元酸/脂肪族二醇基聚酯的反应产物。市售丙烯酸酯化的聚酯的例子包括以商品名″PHOTOMER5007″(六官能的丙烯酸酯)，和″PHOTOMER5018″(四官能的四丙烯酸酯)从HenkelCorp.得到的那些；和以″EBECRYL80″(四官能的改性聚酯丙烯酸酯)，″EBECRYL450″(脂肪酸改性的聚酯六丙烯酸酯)和″EBECRYL830″(六官能的聚酯丙烯酸酯)从UCB Radcure Specialties得到的那些。
另一种优选的前体聚合物亚单元是烯键式不饱和低聚物和单体的共混物。例如，前体聚合物亚单元可以包括丙烯酸酯官能的氨基甲酸酯低聚物和一种或多种单官能的丙烯酸酯单体的共混物。该丙烯酸酯单体可以是五官能的丙烯酸酯，四官能的丙烯酸酯，三官能的丙烯酸酯，二官能的丙烯酸酯，单官能的丙烯酸酯聚合物，或其组合。
前体聚合物亚单元还可以是例如美国专利5,378,252(Follensbee)中所述的丙烯酸酯分散体。
除了热固性聚合物外，还可以使用热塑性粘合剂。适合的热塑性聚合物的例子包括聚酰胺，聚乙烯，聚丙烯，聚酯，聚氨酯，聚醚酰亚胺，聚砜，聚苯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，乙缩醛聚合物，聚氯乙烯和其组合。
可以使用任选与热固性树脂共混的水溶性前体聚合物亚单元。水溶性前体聚合物亚单元的例子包括聚乙烯醇，皮胶或水溶性纤维素醚，如羟基丙基甲基纤维素，甲基纤维素或羟基乙基甲基纤维素。这些粘合剂记载在美国专利4,255,164(Butkze等人)中。
在前体聚合物亚单元含有烯键式不饱和单体和低聚物的情况下，可以使用聚合引发剂。其例子包括有机过氧化物，偶氮化合物，醌类，亚硝基化合物，酰卤，腙，巯基化合物，吡啶盐化合物，咪唑，氯三嗪，苯偶姻，苯偶姻烷基醚，二酮，苯酮类，或其混合物。适合的市售紫外线-活化的光引发剂例子包括Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，N.Y.以商品名如″IRGACURE651″″IRGACURE184″和″DAROCUR1173″市售的那些。另一种可见光-活化的光引发剂包括以Ciba Geigy Company的商品名″IRGACURE369″市售的那些。适合的可见光-活化的引发剂例子记载在美国专利4,735,632(Oxman等人)和美国专利5,674,122(Krech等人)中。
适合的引发剂体系可以包括光敏剂。代表性光敏剂可以具有羰基或叔氨基或其混合物。具有羰基的优选光敏剂是苯甲酮，苯乙酮，苯偶酰，苯甲醛，o-氯苯甲醛，吨酮(oxathane)，噻吨酮(thioxathane)，9，10-蒽醌，或其他芳香族酮。具有叔胺的优选光敏剂是甲基二乙醇胺，乙基二乙醇胺，三乙醇胺，苯基甲基-乙醇胺，或苯甲酸二甲基氨基乙基酯。市售光敏剂包括Biddle Sawyer Corp的″QUANTICURE ITX″，″QUANTICURE QTX″，″QUANTICURE PTX″，″QUANTICURE EPD″。
通常，光敏剂或光引发剂体系的量可以为前体聚合物亚单元组分的约0.01～10wt.％，更优选0.25～4.0wt.％。
此外，优选的是在加入任何粒状材料如磨粒和/或填料粒子之前，在前体聚合物亚单元中分散(优选均匀地)引发剂。
通常，优选的是前体聚合物亚单元接触辐射能，优选紫外光或可见光，以固化或聚合前体聚合物亚单元。在一些情况下，某些磨粒和/或某些添加剂将吸收紫外线和可见光，这将阻碍前体聚合物亚单元的适合固化。例如使用二氧化铈磨粒时会发生这种情况。使用含有磷酸酯的光引发剂，尤其是含有酰基膦氧化物的光引发剂，可以使这种问题最小化。这种酰基磷酸酯氧化物的例子是2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物，由BASF Corporation，Ludwigshafen，Germany以商品名″LUCIRIN TPO-L″市售。市售酰基膦氧化物的其他例子包括CibaSpecialty Chemicals市售的″DAROCUR4263″和″DAROCUR4265″。
当粘合剂基于环氧或乙烯基醚时，可以使用阳离子引发剂引发聚合。阳离子引发剂的例子包括鎓阳离子的盐，如芳基硫鎓盐，以及有机金属盐，如离子芳烃体系。其他例子记载在美国专利4,751,138(Tumey等人)；美国专利5,256,170(Harmer等人)；美国专利4,985,340(Palazzotto)和美国专利4,950,696中。
还可以使用双固化和混合固化光引发剂体系。在双固化光引发剂体系中，在两个分离阶段中通过相同或不同的反应机理进行固化或聚合。在混合固化光引发剂体系中，在接触紫外线/可见光或电子束射线时同时发生两种固化机理。
构造涂层被涂布到基底的至少一侧上，并可以涂布到任意数量的表面上。可以使用任何常规技术涂布构造涂层粘合剂前体，如刮刀涂布，喷涂，辊涂，旋转凹版涂布，帘涂等。磨料涂层通常涂布到用构造涂层涂布的表面上。如果涂布到两个表面上，每一面上的磨粒尺寸可以相同，或每一面上的磨粒尺寸可以不同。在提供基底后，预期到在形成涂布的研磨产品的磨料层时需加入磨粒和多个粘合剂层(通常以粘合剂前体形式涂布)。
磨粒
适合于本发明的磨粒包括熔融氧化铝，热处理的氧化铝，氧化铝基陶瓷，碳化硅，氧化锆，氧化铝-氧化锆，石榴子石，金刚石，二氧化铈，立方氮化硼，磨砂玻璃，石英，二硼化钛，溶胶凝胶磨料和其组合。溶胶凝胶磨粒的例子记载在美国专利4,314,827(Leitheiser等人)；4,623,364(Cottringer等人)；4,744,802(Schwabel)；4,770,671(Monroe等人)和4,881,951(Wood等人)中。磨粒可以是成形的(例如，棒状，三角形，或棱锥形)或未成形的(即，不规则)。术语″磨粒″包括研磨粒子，凝集体，或多粒磨擦颗粒。这种凝集体的例子记载在美国专利4,652,275(Bloecher等人)和美国专利5,975,988(Christianson)中，它们也归本发明受让人所有。凝集体可以是不规则形状，或具有精确形状，例如立方体，棱锥形，去顶棱锥形，或球体。凝集体包括磨粒或研磨粒子和粘合剂。粘合剂可以是有机或无机的。有机粘合剂的例子包括酚醛树脂，脲醛树脂和环氧树脂。无机粘合剂的例子包括金属(如镍)，和金属氧化物。金属氧化物通常分成玻璃态(玻璃化的)，陶瓷(晶体)，或玻璃-陶瓷的。陶瓷凝集体的进一步信息公开在美国专利5,975,988(Christianson)中，它也归本发明受让人所有。
本发明有用的氧化铝粒子包括熔融氧化铝，热处理的氧化铝和陶瓷氧化铝。这种陶瓷氧化铝的例子公开在美国专利4,314,827(Leitheiser等人)，4,744,802(Schwabel)，4,770,671(Monroe等人)，和4,881,951(Wood等人)中。
对于传统研磨应用(如清洁，冲刷，抛光和磨光，化妆品，医用和牙科应用)之外的需要低擦痕和因而需要少量粗矿物的应用特别适合的其他磨粒包括壳类(例如，胡桃，椰子等)，浮石，滑石，碳酸钙，和合成塑料(PVC，丙烯酸类树脂等)。
可以用材料涂布磨粒，以提供具有所需特性的粒子。例如，涂布到磨粒表面上的材料可以提高磨粒和聚合物间的粘合。此外，涂布到磨粒表面上的材料可以提高磨粒在前体聚合物亚单元中的分散性。可选择地，可以改变表面涂层，以提高得到的磨粒的切削特性。这种表面涂层例如记载在美国专利5,011,508(Wald等人)；3,041,156(Rowse等人)；5,009,675(Kunz等人)；4,997,461(Markhoff-Matheny等人)；5,213,951(Celikkaya等人)；5,085,671(Martin等人)和5,042,991(Kunz等人)中。
对于本发明优选的应用而言，磨粒的平均粒度至少约0.1微米，优选至少约65微米。根据美国国家标准研究所(ANSI)的标准B74.18-1984，约100微米的粒度大致相应于涂布的磨粒等级为150个磨粒。根据磨具的最终用途，磨粒可以被取向，或可以没有方向地涂布到基底上。
可以通过任何常规技术如静电涂布或滴涂使磨粒嵌在构造涂层前体中。在静电涂布中，静电电荷被涂布到磨粒上，这迫使磨粒向上。静电涂布倾向于取向磨粒，这通常提供更好的研磨性能。在滴涂中，磨粒从供应点被强迫因重力落入粘合剂前体中。通过机械力迫使磨粒向上进入粘合剂前体也在本发明的范围内。
胶结涂层
胶结涂层被涂布在构造涂层和磨粒上，可以使用任何常规技术进行涂布，如刮刀涂布，喷涂，辊涂，帘涂，旋转凹版涂布等。粘合剂层的作用是将各矿物粒子粘在一起，使得它们在打磨过程中一起发挥作用。胶结粘合剂层的厚度随各矿物颗粒尺寸变化。较粗矿物(较小筛目数)比较细矿物(较大筛目数)需要更大尺寸的粘合剂。胶结涂层的加入干重其下限为5个颗粒/24英寸2(42g/m2)，上限为40个颗粒/24英寸2(168g/m2)。在某些实施方案中，胶结涂层的加入干重下限为14个颗粒/24英寸2(58.8g/m2)，16个颗粒/24英寸2(67.2g/m2)，或19个颗粒/24英寸2(79.8g/m2)，其上限为22个颗粒/24英寸2(92.4g/m2)，24个颗粒/24英寸2(100.8g/m2)，或30个颗粒/24英寸2(126g/m2)。
在某些实施方案中，调节胶结涂层粘合剂的厚度至少等于各矿物磨粒长度的55％或60％，但不大于70％，80％或90％。构造涂层和胶结涂层的总厚度优选小于矿物磨粒长度的90％。
根据本发明的一个方面，构造涂层重量与胶结涂层重量的比不大于1∶1并优选大于1∶5。特别适合的构造涂层重量与胶结涂层重量的比为1∶1.5～1∶2.5。胶结涂层其伸长率下限为10％，50％，或75％，上限为80％，100％，200％或400％。适合的胶结涂层其杨氏模量为小于80,000psi，100,000psi，或120,000psi。
可固化的胶结涂层优选包括有机前体聚合物亚单元，如针对构造涂层中所述的那些。
构造涂层和胶结涂层可以含有常用在涂布的研磨产品中的其他材料。这些材料被称作添加剂，包括研磨助剂，填料，偶联剂，润湿剂，染料，颜料，增塑剂，防粘剂，或其组合。根据所需结果，本领域通常不会使用比需要更多的这些材料。对于构造涂层或胶结涂层而言，填料通常存在量不超过粘合剂重量的约90wt％。有用填料的例子包括钙盐如碳酸钙和正硅酸钙，氧化硅，金属，碳或玻璃。
常规制造方法
可以通过提供柔韧性板状基底来制造本发明的磨具。用包括可固化粘合剂组合物的制造涂布制剂涂布板基底的第一表面。可以通过使用高压喷枪或辊筒涂布器来实现。涂布点可以是任何常规涂布装置，如滴落浸渍涂布器，刮刀涂布器，帘式涂布器，真空浸渍涂布器或浸渍涂布器。在涂布过程中，优选使形成的气泡最小。磨粒沉积在可固化组合物的构造涂层上。
通过能量源将能源转移到可固化的磨料复合层上，以至少部分地固化构造涂层。能量源的选择部分地取决于前体构造涂层的化学性质。能量源应不会显著地损坏基底。前体构造涂层的部分固化是指将前体构造涂层聚合到可固化磨料复合层在倒置反转时不流动的状态。
能量源可以是热能或辐射能源，如电子束，紫外光或可见光。所需的能量取决于前体聚合物亚单元中反应性基团的化学性质以及粘合剂浆料的厚度和密度。对于热能，约75℃～约150℃的烘箱温度和约5分钟～约60分钟的时间通常就足够。可以使用能量水平约0.1～约10Mrad，优选能量水平约1～约10Mrad的电子束射线或离子射线。紫外线包括波长约200～约400纳米，优选约250～400纳米的射线。可见光包括波长约400～约800纳米，优选约400～约550纳米的射线。
包括可固化粘合剂组合物的胶结涂布制剂涂布在磨粒上，并通过热量、电子束或UV固化来固化胶结粘合剂组合物。
实施例
下面的非限制性实施例进一步阐明了本发明。除非另有所指，所有份数指重量百分比。
术语表
CN973
CN973是Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的商品名。
ERL4221
ERL4221是Dow Chemical，Midland，Michigan的环脂肪族环氧树脂的商品名。
IRGACURE651
IRGACURE651是Ciba Corporation，Tarrytown，New York的2，2-二甲基-1，2-二苯基-1-乙酮自由基光引发剂的商品名。
IRGACURE819
IRGACURE819是Ciba Corporation，Tarrytown，New York的双膦氧化物光引发剂的商品名。
SR504
SR504是Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania的乙氧基化的壬基苯酚丙烯酸酯的商品名。
SR9003
SR9003是Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania的丙氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯的商品名。
SR9051
SR9051是Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania的三官能的酸酯的商品名。
TMPTA
TMPTA是UCB Chemicals Corporation，North Augusta，SouthCarolina的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯交联助剂的商品名。
Tone Polyol230
Tone Polyol230是Union Carbide Corporation，Danbury Connecticut的聚己内酯二醇的商品名。
UVI6976
UVI6976是Sartomer Company Inc.，Exton，Pennsylvania的六氟锑酸三芳基硫鎓盐阳离子光引发剂的商品名。
实施例中所用的基底材料
  基底     材料
    A     5mm聚氨酯泡沫
    B     5mm聚氨酯泡沫，具有1cm×1cm的交叉图案
    C     5mm聚氨酯泡沫，具有聚酯-PVC穿孔泡沫
    D     聚酯纤维织物-PVC泡沫带垫固持器
    E     聚酯-PVC穿孔泡沫砂布
    F     聚酯-PVC穿孔泡沫砂布，具有标准磨料纸背衬
实施例1
通过在适合尺寸的容器中混合59.7％CN973，7.46％SR504，24.87％SR9003，7.46％SR9051，和0.50％IRG819来制造丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。这种UV固化的制剂是100％固体。
称重23cm×60cm的柔韧性基底A，确定进一步处理的基础。基底A是5mm厚聚氨酯，开孔泡沫，商品名为Crest-Style 482C，由CrestFoam Inc.，New Jersey制造。
使用小型双辊涂布器将构造涂层前体M-1涂布到柔韧性板状基底A的泡沫表面上。这种辊式涂布器是标准的双辊型涂布器，安装有10cm(4-英寸)直径的橡胶覆盖的下辊和10cm(4-英寸)直径橡胶覆盖的上辊。下辊带有刀杆，用于计量粘合剂。称重样品，测定加入干重，为29g/m2。
然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。
使用UV光室固化制剂M-1。用于移动涂布的样品通过UV光室的输送带被调节到10m/min。UV光室由American Ultraviolet Company，Lebanon，Indiana制造，型号#CV-12-400WPI Variable。这种系统使用中压汞弧灯产生用于引发固化反应的UV光。其输入功率为4000瓦，在10m/min下输出功率为UVA射线(300-400nm)600mJ/cm2。该室带有30cm(12英寸)宽的输送系统，以在光源下运输样品。将矿物涂布的复合体置于输送器上，当样品通过光室时，使样品接触UV射线，总曝光量为1,200mJ/cm2。
通过在适合尺寸的容器中混合43.65％ERL4221，9.70％TMPTA，43.65％Tone230，2.00％UVI6976，和1.00％IRG651来制造环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。使用上述辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底A上辊涂胶结涂层前体。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前完成的样品平衡到室温条件。
实施例2
按实施例1所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底A和矿物涂层。
通过在适合尺寸的容器中混合67.9％UVI6110，29.1％TMPTA，2.00％UVI6976，和1.00％IRG651来制造环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底A上辊涂胶结涂层前体。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min.下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前完成的样品平衡到室温条件。
实施例3
此实施例中使用实施例1所述的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。称重23cm×60cm的柔韧性基底B，确定进一步处理的基础。基底B是5mm厚聚氨酯，开孔泡沫，商品名为Crest-Style 482C，由Crest Foam Inc.，New Jersey制造。泡沫上表面模压有1cm宽×1cm长图案，深度2mm，形成各弹性体，弹性体之间的间隙为1mm。约83％的表面由固体材料构成，其余17％是空隙空间。根据此基底调节弹性体尺寸。
按实施例1所述在基底B上涂布构造涂层前体。加入干重是29g/m2。然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。按实施例1所述固化涂布的基底B样品。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底B上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
从烘箱中取出完成的样品并在测试之前平衡到室温条件。
实施例4
按实施例3所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底B和矿物涂层。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底B上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例5
此实施例中使用实施例1所述的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。称重23cm×60cm的柔韧性基底C，确定进一步处理的基础。基底C是粘到23cm×60cm的柔韧性基底A上方的23cm×60cm的柔韧性基底E。
按实施例1所述在基底C上辊涂构造涂层前体。加入干重是29g/m2。然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。按实施例1所述固化涂布的基底C样品。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底C上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例6
按实施例5所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底C和矿物涂层。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底C上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例7
此实施例中使用实施例1所述的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。称重23cm×60cm的柔韧性基底D，确定进一步处理的基础。基底D是3mm厚的格状图案的聚酯纤维织物，用织造纤维增强。基底D商品名为Megaloc，由Dalton，Georgia的一家公司制造。各弹性体以约0.5cm宽和1cm长的椭圆形间隙分开，在空椭圆之间有约2mm的弹性体。约90％的表面由空隙空间构成，其余10％是固体材料。然而，用磨料涂布整个表面的上区域和下区域。
按实施例1所述在基底D上辊涂构造涂层前体。加入干重是29g/m2。然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。按实施例1所述固化涂布的基底D样品。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底D上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例8
按实施例7所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底D，和矿物涂层。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底D上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例9
此实施例中使用实施例1所述的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。称重23cm×60cm的柔韧性基底E，确定进一步处理的基础。基底E是3mm厚的开口网格、弹性、不滑动、由纤维织物增强的聚氯乙烯泡沫制造的垫子。基底A商品名为Salton Anti-Slip Matting，从Liggett&Platt，Vantage Division，Atlanta Georgia得到。各弹性体约4mm宽和4.8mm长。各弹性体具有略微半球圆顶状的上表面形状。约68％的表面由固体材料构成，其余32％是空隙空间。相似的产品由Griptex Industries，Inc.，Cartersville，Georgia制造。
按实施例1所述在基底E上辊涂构造涂层前体。加入干重是29g/m2。然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。按实施例1所述固化涂布的基底E样品。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底E上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例10
按实施例9所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底E和矿物涂层。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底E上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例11
此实施例中使用实施例1所述的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″。称重23cm×60cm的柔韧性基底F，确定进一步处理的基础。基底F是3mm厚的开口网格、弹性、不滑动、由纤维织物增强的聚氯乙烯泡沫制造的垫子。基底F商品名为Salton Anti-Slip Matting，从Liggett&Platt，Vantage Division，Atlanta Georgia得到。各弹性体约4mm宽和4.8mm长。各弹性体具有略微半球圆顶状的上表面形状。约68％的表面由固体材料构成，其余32％是空隙空间。在涂布之前，这种开口基底与标准研磨纸背衬(C-重，120g/m2)粘合。
按实施例1所述在基底F上辊涂构造涂层前体。加入干重是29g/m2。然后用鼓风式矿物输送系统将氧化铝等级120矿物磨粒均匀涂布到湿表面上。磨粒的加入干重是126g/m2。按实施例1所述固化涂布的基底F样品。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底F上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-1″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
实施例12
按实施例9所述涂布并固化相同的丙烯酸类构造涂层粘合剂前体″制剂M-1″，基底F和矿物涂层。
使用实施例1所述的辊式涂布器在构造和矿物涂布的基底F上辊涂环氧胶结涂层粘合剂前体″制剂S-2″。加入干重是84g/m2。将胶结涂布的样品置于UV固化室的输送器上，在10m/min下输送，通过光室，总曝光量为1,200mJ/cm2。
在测试之前将完成的样品平衡到室温条件。
测试过程
抛光测试
″表面抛光″是一种由磨料在工件上产生的擦痕特性的量度。它们在数字上由表面光度仪测量的深度粗糙度表示。这种擦痕/抛光测量仪器是由Feinpruf Perthen GmbH制造的PERTHOMETER M4P型SurfaceMeasuring and Recoding Instrument。表面光度仪产生的数字记作RA，RZ和RMAX。
RA是平均粗糙度(DIN4768)-总测量长度(2.54mm)内粗糙度分布的算术平均值。
RZ是平均粗糙度(DIN4768)-各粗糙度深度的平均值。粗糙度分布最高点和最低点间的平均垂直距离。
RMAX是最大粗糙度深度(DIN4768)-测量距离内的最大深度。
这些测试中使用的工件是塑料板，40.3cm×60.6cm PLEXIGLASS塑料板。
使用夹具支撑研磨测试样品，其是带有60cm长铰接把手的4.54Kg黄铜块。
过程
用双面粘合带将5.71cm×10.2cm研磨测试样品粘在打磨夹具上。使用这种测试样品夹具，将塑料板工件打磨10次循环，以确立测量用的原始擦痕图案。当测试夹具沿板长度推动，然后拉回到起始点时(总共121.2cm直线路程)，完成一次循环。
使用压缩空气从板和测试样品上吹掉积聚的碎屑。用PERTHOMETER型号M4P测量塑料板打磨过部分的表面粗糙度。结果列于下表1中。对于每一待分析的研磨产品，用新测试板重复进行全部过程。
切削测试
″切削速率″指磨料从工件上除去坏料或表面粒子的能力。″切削速率″是工件随时间变化的重量损失。
支撑5.71cm×10.2cm研磨测试样品的夹具是4.54Kg黄铜块，带有60cm长把手。使用双面粘合带将磨料置于适当位置，使用在塑料板测试中同样的工件。
使用的工件是涂漆的40.3cm×60.6cm中密度纤维板，涂有三层(127微英寸(5mils)湿)Sherwin-Williams内部含水的丙烯酸类半光泽油漆，以商品名Sherwin-Williams Pro Classic得到。在油漆打磨测试开始之前，用精确电子天平称重工件。使用样品测试夹具，将涂漆板总共打磨50次循环。在打磨测试过程中，每隔10次循环，通过吹入压缩空气从涂漆板和测试夹具样品除去积聚的碎屑。再次称重涂漆板，确定在10次循环过程中的重量损失(切削)。每10次循环测试的累积重量损失记录如下，共记录50次循环。
完成涂漆板测试之后，用压缩空气从研磨测试样品除去积聚的碎屑，重复塑料板步骤，确定测试样品的最终擦痕图案。
对于每一待分析的研磨产品，用新测试板进行全部过程。
实施例13
本实施例描述了用具有制剂S-1和制剂S-2的5个基底的柔韧性磨料对实施例1-12进行的对比抛光和切削测试。进行上述过程。结果列于表1中。
表1
测量的擦痕抛光结果(微米)和油漆打磨结果累积重量损失(克)
  原始擦痕抛光   总切削
    基底   制剂S-2     制剂S-1   制剂S-2     制剂S-1
    A   68.3     35.3   1.29     1.47
    B   62.3     37.3   1.43     1.45
    C   79.5     41.5   1.02     1.19
    D   51.8     38.0   0.99     1.02
    E   60.5     30.5   1.30     1.12
    F   71.3     39.3   1.20     1.18
油漆去除测试和擦痕/抛光测试的结果证实，当与制剂S-2相比时，杨氏模量比制剂S-2更低的制剂S-1提供了相似或改进的切削以及改进的擦痕抛光。此结果与测试的基底无关。
RA原始相对于总切削
Figure A20058002013300341
本领域所属技术人员很显然可以在上述本发明构思内做出各种变化和修改。因此，本发明的范围不限于本申请中所描述的结构，而是由权利要求的语言所述的结构和那些结构的等同物限定。

Claims (21)

1.一种磨具，包括：
(a)具有对置的第一和第二表面的基底；
(b)在至少一部分所述第一表面上的构造涂层；
(c)在至少一部分所述构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒；和
(d)排列在至少一部分所述磨料表面上的胶结涂层，所述胶结涂层其杨氏模量小于100,000psi。
2.如权利要求1所述的磨具，其中所述基底是弹性的。
3.如权利要求1所述的磨具，其中所述基底是连续的。
4.如权利要求1所述的磨具，其中所述构造涂层其杨氏模量小于100,000psi。
5.如权利要求1所述的磨具，其中所述构造涂层其伸长率为10％～400％。
6.如权利要求1所述的磨具，其中所述构造涂层是选自丙烯酸酯树脂，环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，烯键式不饱和树脂，腈橡胶树脂，聚氨酯树脂，氨基塑料树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，酚醛树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯树脂，丁二烯橡胶树脂，和其组合的粘合剂。
7.如权利要求1所述的磨具，其中所述胶结涂层其伸长率为10％～400％。
8.如权利要求1所述的磨具，其中所述胶结涂层其伸长率为50％-100％。
9.如权利要求1所述的磨具，其中所述胶结涂层是选自丙烯酸酯树脂，环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，烯键式不饱和树脂，腈橡胶树脂，聚氨酯树脂，氨基塑料树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，酚醛树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯树脂，丁二烯橡胶树脂，和其组合的粘合剂树脂。
10.如权利要求1所述的磨具，其中所述磨粒包括选自熔融氧化铝，热处理的氧化铝，碳化硅，氧化铝基陶瓷，氧化锆，氧化铝-氧化锆，金刚石，二氧化铈，立方氮化硼，石榴子石，磨砂玻璃，石英，二硼化钛，壳体，浮石，滑石，碳酸钙，合成塑料，和其组合的材料。
11.一种磨具，包括：
(a)具有对置的第一和第二表面的弹性基底；
(b)在至少一部分所述第一表面上的构造涂层；
(c)在至少一部分所述构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒；和
(d)排列在至少一部分所述磨料表面上的胶结涂层，所述胶结涂层其杨氏模量小于100,000psi；
其中构造涂层重量与胶结涂层重量的比小于1∶1和大于1∶5，构造涂层和胶结涂层的总厚度小于矿物颗粒高度的90％。
12.如权利要求11所述的磨具，其中所述基底是弹性的。
13.如权利要求11所述的磨具，其中所述基底是连续的。
14.如权利要求11所述的磨具，其中所述构造涂层其杨氏模量小于100,000psi。
15.如权利要求11所述的磨具，其中所述构造涂层其伸长率为10％～400％。
16.如权利要求11所述的磨具，其中所述构造涂层是选自丙烯酸酯树脂，环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，烯键式不饱和树脂，腈橡胶树脂，聚氨酯树脂，氨基塑料树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，酚醛树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯树脂，丁二烯橡胶树脂，和其组合的粘合剂。
17.如权利要求11所述的磨具，其中所述胶结涂层其伸长率为10％～400％。
18.如权利要求11所述的磨具，其中所述胶结涂层其伸长率为50％-100％。
19.如权利要求11所述的磨具，其中所述胶结涂层是选自丙烯酸酯树脂，环氧树脂，多元醇改性的环氧树脂，烯键式不饱和树脂，腈橡胶树脂，聚氨酯树脂，氨基塑料树脂，丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂，异氰脲酸酯树脂，丙烯酸酯化的聚氨酯树脂，丙烯酸酯化的环氧树脂，酚醛树脂，脲醛树脂，聚氯乙烯树脂，丁二烯橡胶树脂，和其组合的粘合剂树脂。
20.如权利要求11所述的磨具，其中所述磨粒包括选自熔融氧化铝，热处理的氧化铝，碳化硅，氧化铝基陶瓷，氧化锆，氧化铝-氧化锆，金刚石，二氧化铈，立方氮化硼，石榴子石，磨砂玻璃，石英，二硼化钛，壳类，浮石，滑石，碳酸钙，合成塑料，和其组合的材料。
21.一种磨具，包括：
(a)基底，所述基底包括通常以平面图案排列彼此连接的多个分离的弹性体，并在相邻的连接体间提供开放空间，每个弹性体具有对置的第一和第二表面；
(b)在至少一部分所述第一表面上的构造涂层，其中所述构造涂层是杨氏模量不大于100,000psi的聚酯氨基甲酸酯丙烯酸酯共混物；
(c)在至少一部分所述构造涂层上提供磨料表面的矿物磨粒；和
(d)排列在至少一部分磨料表面上的胶结涂层，其中所述胶结涂层是多元醇改性的环氧树脂和丙烯酸酯树脂的混合物，所述混合物的杨氏模量小于100,000psi；
其中构造涂层重量与胶结涂层重量的比小于1∶1且大于1∶5，构造涂层和胶结涂层的总厚度小于矿物颗粒高度的90％。
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