[發(fā)明專利]研磨制品及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680032164.6
• 申請日: 2006-08-14
• 公開（公告）號: CN101253023A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃里克·G·拉森
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: B24D3/02
• 分類號: B24D3/02;B24D3/28
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 郇春艷;郭國清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種研磨制品及制備研磨制品的方法，更具體地講， 涉及適于制作研磨制品的粘結(jié)劑。

背景技術(shù)

某些形式的研磨制品包含大量磨料粒子和粘結(jié)劑。可獲得很多不 同類型的研磨制品。其中包括：(1)涂布研磨制品，其中粘結(jié)劑在背襯 材料(如砂紙)上制作粘結(jié)磨料粒子的涂層；(2)拋光涂布研磨制品， 其中磨料粒子分散在粘結(jié)劑中形成復(fù)合研磨劑，然后再將復(fù)合研磨劑 粘結(jié)到背襯上形成研磨制品；(3)三維成型復(fù)合研磨制品，其中磨料粒 子分散在粘結(jié)劑中形成大量復(fù)合研磨劑，然后再將這些復(fù)合研磨劑粘 結(jié)到背襯上形成研磨制品；(4)固結(jié)研磨制品，其中粘結(jié)劑將磨料粒子 粘結(jié)在一起形成成型物(如砂輪或刷子)；以及(5)非織造研磨制品， 其中粘結(jié)劑將磨料粒子以頭膠或分散的方式粘結(jié)到非織造纖維底物的 纖維上。研磨制品中的粘結(jié)劑通常通過固化粘結(jié)劑前體而形成。在制 備研磨制品的過程中，將粘結(jié)劑前體暴露于能源，這通常會導(dǎo)致通過 聚合物或樹脂的聚合反應(yīng)或交聯(lián)來形成固體粘結(jié)劑。能源可提供熱能 或輻射能，如電子束、紫外線或可見光。

發(fā)明內(nèi)容

簡單來講，本發(fā)明提供包含大量磨料粒子和粘結(jié)劑的研磨制品， 其中，粘結(jié)劑包含由多異氰酸酯和聚環(huán)氧乙烷通過反應(yīng)生成的聚合物， 所得的粘結(jié)劑基本上不含氨基甲酸酯鍵和脲橋結(jié)構(gòu)。粘結(jié)劑是多異氰 酸酯和聚環(huán)氧乙烷在下列條件下的反應(yīng)產(chǎn)物：連接聚合物主鏈上的烴 鏈段的主基團是唑烷酮基團。

在一些實施例中，也可能存在第二種粘結(jié)劑組分，前提條件是所 述第二種粘結(jié)劑組分也基本上不含氨基甲酸酯鍵和脲橋結(jié)構(gòu)。在另一 個實施例中，該發(fā)明提供一種由大量磨料粒子和粘結(jié)劑構(gòu)成的研磨制 品，其中粘結(jié)劑包含兩種聚合物：第一種聚合物由多異氰酸酯和聚環(huán) 氧乙烷通過反應(yīng)生成，第二種聚合物是由第二聚合反應(yīng)生成，所得的 粘結(jié)劑基本上不含氨基甲酸酯鍵和脲橋結(jié)構(gòu)。

在其它實施例中，該發(fā)明提供包含大量磨料粒子和粘結(jié)劑的研磨 制品。在這方面，粘結(jié)劑可以包含這樣的第一種聚合物：是多異氰酸 酯和聚環(huán)氧乙烷的反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)條件是連接烴鏈段的主基團是唑烷 酮基團；以及基本上不含氨基甲酸酯鍵和脲橋結(jié)構(gòu)的第二種粘結(jié)劑組 分，其中第一種和第二種粘結(jié)劑組分通過兩種組分的剩余官能團的反 應(yīng)產(chǎn)物以化學(xué)方式彼此相連。

在另一方面，該發(fā)明提供制作上述研磨制品的方法：該研磨制品 包含大量磨料粒子和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑包含多異氰酸酯和聚環(huán)氧乙烷的 反應(yīng)產(chǎn)品所形成的聚合物，其中所得的粘結(jié)劑基本上不含氨基甲酸酯 鍵和脲橋結(jié)構(gòu)，且磨料粒子和粘結(jié)劑被分布在背襯上。

具體實施方式

在此所用的術(shù)語“基本上不含”是指組合物所含特定官能團的數(shù) 量不超過偶然發(fā)生的數(shù)量，所發(fā)現(xiàn)的數(shù)量通常小于這種官能團可能位 置的百分之一。當(dāng)這種偶然發(fā)生的官能團的含量達到可測量的程度時， 則可以被視為雜質(zhì)。

本發(fā)明描述了多種粘結(jié)劑組合物及產(chǎn)生適合在研磨制品中使用的 粘結(jié)劑組合物的聚合反應(yīng)和/或交聯(lián)反應(yīng)。雖然人們擔(dān)憂氨基甲酸酯鍵 對水解的易感性，尤其是在高溫情況下(如研磨加工中可能遇到的情 形)的易感性，但聚亞安酯(包括丙烯酸聚亞安酯)一直是用于研磨 制品的流行粘結(jié)劑。人們對帶有脲橋結(jié)構(gòu)的聚合物也提出了類似的擔(dān) 憂。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，易得的多異氰酸酯和聚環(huán)氧乙烷在適當(dāng)條件下相 互反應(yīng)，會導(dǎo)致生成具有沿主鏈分布的唑烷酮環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。只 要環(huán)結(jié)構(gòu)達到易于水解的程度，開環(huán)產(chǎn)物就會保持連續(xù)的碳-碳粘結(jié)鍵 序，而不會形成典型的氨基甲酸酯或尿素分裂產(chǎn)物。

盡管在文獻中可見具有含唑烷酮基團的粘結(jié)劑的研磨制品，但那 些基團已被形成為聚氨酯的末端，或已被用作聚亞安酯和/或聚脲粘結(jié) 劑的交聯(lián)點或交聯(lián)劑。

本發(fā)明將唑烷酮基團的形成作為形成研磨制品粘結(jié)劑的聚合物主 鏈的主要機構(gòu)，并提供在烴鏈段之間基本上不含氨基甲酸酯鍵和脲橋 結(jié)構(gòu)的聚合物主鏈。所存在的任何氨基甲酸酯鍵或脲橋結(jié)構(gòu)均來自污 染和/或雜質(zhì)。通常，在烴基團之間的基團中，氨基甲酸酯基團或尿素 基團不超過約1％。這些粘結(jié)劑通常對溶劑、水?dāng)z入和熱降解具有抗耐 性。這些粘結(jié)劑通常對磨粒和普通基底(如果有的話)具有極好的附 著力。