CN100560297C - 用于形成结构研磨制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于形成结构研磨制品(100)的方法，所述方法包括在基材(102)上涂覆包含粘结剂和磨粒(104)的研磨浆，部分地固化研磨浆和在部分固化的研磨浆内形成图案。

Description

用于形成结构研磨制品的方法

技术领域

本发明一般涉及一种用于形成结构研磨制品的方法和系统。

背景技术

研磨制品，比如涂敷磨料和粘结磨料，其在各种工业中被用以加工工件，例如精研、研磨、或抛光。在一个很宽的工业范围内都在利用研磨制品来机械加工，从光学工业、机动车喷漆修理工业、到金属制造工业。在每一个这些实例中，制造设备利用磨料来去除多余材料或影响产品的表面特性。

表面特性包括亮度、纹理、和均匀性。例如，金属部件的制造商使用研磨制品精磨和抛光表面，且时常要求均匀的光滑表面，类似地，光学制造商需要研磨制品在自由表面上产生瑕疵以防止光的衍射和散射。

制造中还需要研磨制品针对某一应用具有很高的切削率，然而，经常在切削率和表面质量之间需进行折衷，精细的研磨制品通常用来制造光滑表面，但具有较低的切削率，而较低的切削率导致制造时间的增长和成本的提高。

特别在涂敷研磨制品的情况下，研磨制品的制造商引入表面结构以提高切削率，同时保持表面质量。一种具有凸起磨粒层的表面结构或图案的涂敷研磨制品，常被称为工程磨料或结构磨料，典型用于提高使用寿命。

然而，形成结构研磨制品的典型技术是不可靠的且受到性能的限制。用于形成结构研磨制品的典型过程包括在基材上涂敷粘稠的粘结剂，用功能性粉末涂敷粘稠的粘结剂，和在粘稠粘结剂中压制和轧制出结构图案。功能性粉末阻止粘结剂粘着制作图案工具，粘结层随后被固化。

功能性粉末不充分地涂敷粘稠粘结剂会导致粘结剂粘着在制作图案工具上，粘结剂的附着会产生劣质的结构，同时导致劣质的产品性能和产生废品。

常规结构磨料形成技术中粘结剂的选择是受该工艺的限制。常规的粘结剂包括高填充量的能提高粘结剂粘度的传统填料，这种传统的填料影响粘结剂的机械性能。例如，高填充量的传统填料对粘结剂的抗拉强度，拉伸模量，和断裂伸长率都有不利的影响。粘结剂的不良机械性能会造成磨粒的损失，导致擦伤表面和表面粗糙以及减少研磨制品寿命。

磨粒的损失也降低了研磨制品的性能，导致频繁的更换。频繁更换研磨制品导致制造成本增加，因此，改良研磨制品和用于制造研磨制品的方法是需要的。

发明内容

在特定实施方式中，一种用于形成结构研磨制品的方法包括在基材上涂敷粘结剂配方，部分地固化粘结剂配方和在部分固化的粘结剂配方中形成图案。

在另一个实施方式中，一种用于形成结构研磨制品的方法包括在基材上涂敷包含粘结剂和磨粒的研磨浆，部分地固化浆体和在部分固化的研磨浆内形成图案。

在进一步的实施方式中，一种用于形成结构研磨制品的方法包括部分地固化粘结剂配方达到至少约1.1的粘度指数，在部分固化的粘结剂配方内形成图案和进一步固化部分固化的粘结剂配方。

附图说明

参见附图，可以更好地理解本发明的说明书，且它的众多特征和优点对本领域的技术人员将是显而易见的。

图1为示例性磨料制品的附图。

图2为用于制造结构研磨制品的示例性装置的附图。

具体实施方式

在特定实施方式中，一种用于形成研磨制品，例如结构研磨制品，的方法包括在基材上涂敷粘结剂配方，部分地固化粘结剂配方和在部分固化的粘结剂配方内形成图案。粘结剂配方可混合成包括粘结剂配方和磨粒的研磨浆。该浆料可以应用在涂敷中。在一个示例实施方式中，粘结剂配方部分地固化至粘度指数至少约1.1，该方法还包括完全固化图案和部分固化的粘结剂配方。在一个示例实施例中，粘结剂配方由纳米合成粘结剂配方形成。

工程磨料或结构磨料通常包括置于基材或载体上的磨料结构的图案。示例性的结构研磨料公开在美国专利6,293,980中，在此全文引入作为参考。工程或结构磨料的示例性实施方式显示在图1中。该结构磨料包括基材102和包括磨粒的层104。通常在层104上形成图案，从而具有表面结构106。

基材102可以是柔性的或刚性的。基材102可以由多种材料制成，包括传统涂敷磨料制造中用作基材的材料。示例性柔性基材包括聚合物薄膜(例如，初级薄膜(primed film))，比如聚烯烃薄膜(例如聚丙烯，包括双轴定向聚丙烯)、聚酯薄膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺薄膜、或纤维素酯薄膜；金属箔；筛网；泡沫体(例如，自然的海绵材料或聚氨酯泡沫体)；布(例如，由包含聚酯、尼龙、丝、棉、聚棉或人造纤维的纤维或砂制成的布)；纸；硬化纸板；硫化橡胶；硫化纤维；非纺织材料；它们的组合；或它们的处理物，布基材可以编织或缝合粘结。在特定实例中，基材是从纸张、高分子膜、布、棉、聚棉、人造纤维、聚酯、聚尼龙、硫化橡胶、硫化纤维、金属箔和它们的组合中选择的。在其它实例中，基材包括聚丙烯薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。

任选地，基材102具有饱和剂、前胶结涂层或后胶结涂层中的至少一层，这些层的目的通常是用来密封基材或来保护基材内的砂或纤维。如果基材102是布材料，一般使用这些层中的至少一个。增加前胶结涂层或后胶结涂层还额外导致在基材102的前面或者背面上出现“更光滑”的表面。本领域已知的其他优选的层也可以使用(例如，连结层；参见美国专利5700302(史端策尔(Stoetzel)等)，在此全文引入作为参考)。

抗静电材料可包括在布处理材料内，加入抗静电材料可以减小涂敷研磨制品在打磨木头或木头基材时累积静电的趋势。关于抗静电基材和基材处理的其它细节可以在，如美国专利Nos.5,108,463(布克南(Buchanan)等人)；5,137,542(布克南等)；5,328,716(布克南)；和5,560,753(布克南等)中获得，在此全文引入作为参考。

基材102可以例如是美国专利No.5,417,726(施陶特(Stout)等人)中描述的纤维加强热塑材料或美国专利No.5,573,619(本纳敌克特(Benedict)等人)中描述的环形无接头带，在此全文引入作为参考。同样，基材102可以为具有码布杆的聚合物基材，例如在美国专利No.5,505,747(切史利(Chesley)等)中描述的，在此全文引入作为参考。类似地，基材102可以为毛圈织物，例如在美国专利No.5,565,011(福来特(Follett)等)中描述的，在此全文引入作为参考。

在某些实例中，压敏性胶粘剂结合在涂敷研磨制品的背面，这样得到的涂敷研磨制品可以固定在衬垫上。示例性压敏性胶粘剂包括乳胶绉胶(crepe)、松香、丙烯酸基聚合物或共聚物，包括聚丙烯酸酯(例如，聚丙烯酸丁酯)、乙烯醚(例如，聚乙烯基正丁基醚)、醇酸胶、橡胶粘结剂(例如，天然橡胶、合成橡胶、或氯化橡胶)，或其混合物。

示例性刚性基材包括金属板、陶瓷板或其它类似物。合适刚性基材的另一个实例在例如美国专利No.5,417,726(施陶特等)中描述，在此全文引入作为参考。

层104可以由一次或多次涂敷形成。例如，层104可包括初始接合涂层(makecoat)和任选的胶结涂层(size coat)。层104通常包括磨粒和粘结剂。在一个示例实施方式中，磨粒与粘结剂配方混合以形成研磨浆。或者，磨料在粘结剂配方涂覆在基材102上之后再涂在粘结剂配方上。任选地将功能性粉末涂在层104上以防止层104粘到制作图案工具上，或者图案可以形成在没有功能粉末的层104中。

初始接合涂层或胶结涂层的粘结剂可由单个聚合物或聚合物的混合物形成。例如，粘结剂可以由环氧树脂、丙烯酸酯聚合物或它们的混合物形成。另外，粘结剂可以包括填料，如纳米级填料或纳米级填料与微米级填料的混合物。在特定实施例中，粘结剂是胶态粘结剂，其中，固化形成粘结剂的配方为包括微粒填料的胶状悬浮物。优选的，或另外，粘结剂可以是包括亚微米级颗粒填料的纳米复合粘结剂。

结构研磨制品100可任选地包括贴合涂层(compliant coat)和后涂层(图中未显示)，这些涂层可以起到上述的功能且可以由粘结剂组合物形成。

粘结剂通常包括聚合物基体，其把磨粒粘接到基材或贴合涂层(如有的话)上。通常，粘结剂由固化的粘结剂配方形成。在一示例实施方式中，粘结剂配方包括聚合物组分和分散相。

粘结剂配方可包括一个或多个用于聚合物制备的反应组分或聚合物组分。聚合物组分可包括单体分子、聚合物分子、或它们的组合。粘结剂配方还可进一步包括选自溶剂、增塑剂、链转移剂、催化剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应介体(mediator)和用于影响分散剂流动性的制剂的组分。

聚合物组分可以形成热塑性塑料或热固性塑料.作为实例，聚合物组分可包括用于形成聚氨酯、聚脲、聚合环氧、聚酯、聚酰亚胺、聚硅氧烷(硅酮)、聚合醇酸树脂、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚丁二烯的单体和树脂，或通常用于热固性聚合物生产的活性树脂。另一个实例包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物组分。前体聚合物组分一般是能固化的有机材料(即，在因暴露在热源或其他能量源，比如电子束、紫外光、可见光等中，或在加入化学催化剂、湿气、或其它使聚合物固化或聚合的制剂时聚合或交联的聚合物单体或材料)。前体聚合物组分实例包括用于形成如下聚合物的活性组分：氨基聚合物或氨基塑料聚合物，比如烷基化脲醛聚合物、密胺-甲醛聚合体、和烷基化苯胍胺-甲醛聚合体；包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物、聚烷基丙烯酸酯、丙烯酸化环氧树脂、丙烯酸化聚氨酯、丙烯酸化聚酯、丙烯酸化聚醚、聚乙烯醚、丙烯酸化油、或丙烯酸化硅酮的丙烯酸酯聚合物；醇酸聚合物例如聚氨脂醇酸聚合物；聚酯聚合物；活性聚氨脂聚合物；酚醛聚合物例如可溶酚醛树脂和酚醛清漆聚合物；苯酚/胶乳聚合物；环氧聚合物例如双酚环氧聚合物；异氰酸酯；异氰脲酸酯；包括烷基烷氧基硅烷聚合物的聚硅氧烷聚合物；或活性乙烯基聚合物。粘结剂配方可以包括单分子、低聚物、聚合物、或它们的混合物。在特定实施方式中，粘结剂配方包括至少两种类型的固化时可以交联的聚合物的单体，例如，粘结剂配方可包括固化时形成环氧树脂/丙烯酸酯聚合物的环氧树脂组分和丙烯酸酯组分。

在一个示例实施方式中，聚合物反应组分包括可阴离子和阳离子聚合的前体。例如，粘结剂配方可包括至少一种可阳离子固化的组分，例如至少一种环醚组分、环内酯组分、环状缩醛组分、环状硫醚组分、螺环原酸酯组分、环氧官能组分或氧杂环丁烷官能组分。通常，粘结剂配方包括至少一个在环氧官能成分和氧杂环丁烷官能成分构成的组中选择出的组分。粘结剂配方相对于粘结剂配方总重量可包括至少约10重量％可阳离子固化的组分，例如，至少约20重量％，优选地，至少约40重量％，或者至少约50重量％。一般来说，粘结剂配方相对于粘结剂配方总重量包括不大于约95重量％的可阳离子固化成分，例如，为不大于约90重量％，为不大于约80重量％，或为不大于约70重量％。

粘结剂配料(formulation)可包括至少一个环氧官能成分，例如所有芳香族的环氧官能成分(“芳香族的环氧树脂”)或脂族环氧官能成分(“脂族环氧树脂”)。环氧官能成分是包含一个或多个环氧基，也就是说，一个或多个三元环状结构(环氧乙烷)的组分。

芳香族环氧组分包括一个或多个环氧基和一个或多个芳香环，粘结剂配料可包括一个或多个芳香族的环氧组分。芳香族环氧组分的例子包括来源于多酚的芳香族环氧，例如，源于双酚，例如双酚A(4，4’-异亚丙基联苯酚)、双酚F(二[4-羟基苯基]甲烷)、双酚S(4，4’磺酰联苯酚)、4，4’-环亚己基双酚、4，4’-双苯酚、或4，4’-(9-亚芴基)联苯酚。双酚可被烷氧基化(例如，乙氧基或丙氧基化)或卤化(例如，溴化)。双酚环氧的例子包括双酚二缩水甘油醚，比如双酚A或双酚F二缩水甘油醚。

芳香族环氧的进一步的例子包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1，1，1-三(p-羟基苯基)乙烷缩水甘油醚、或来源于一元酚的芳香族环氧，例如，源于间苯二酚(例如，间苯二酚二缩水甘油醚)或对苯二酚(例如对苯二酚二缩水甘油醚)。另一个例子为壬苯基缩水甘油醚。

另外，芳香族环氧的例子包括环氧酚醛清漆，例如，苯酚环氧酚醛清漆和甲酚环氧酚醛清漆。甲酚环氧酚醛清漆的商业实例包括，例如，EPICLONN-660、N-665、N-667、N-670、N-673、N-680、N-690、或N-695，由戴尼邦油墨和化学公司(Dainippon Ink and Chemicals，Inc.)制造。苯酚环氧酚醛清漆的实例包括，例如：EPICLONN-740、N-770、N-775、或N-865，由戴尼邦油墨和化学公司制造。

在一个实施方式中，粘结剂配料相对于粘结剂配料总重量可包含至少10重量％的一种或多种芳香族环氧树脂。

脂族环氧组分具有一个或多个环氧基和无芳环。粘结剂配料可包括一种或多种脂族环氧树脂。脂族环氧树脂的实例包括C2-C30烷基的缩水甘油醚；C3-C30烷基的1，2环氧；脂族醇或多元醇的单或多缩水甘油醚。多元醇比如是1，4-丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、二溴新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚四氢呋喃、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、甘油、和烷氧基化脂族醇，或多元醇。

在一个实施方式中，脂族环氧组分包括一个或多个脂环结构。例如，脂族环氧组分可具有一个或多个环己烯氧化物结构，例如，两个环己烯氧化物结构。包括环状结构的脂族环氧树脂的实例包括氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、二(4-羟基环己基)甲烷二缩水甘油醚、2，2-二(4-羟基环己基)丙烷二缩水甘油醚、3，4-环氧环己烷羧酸3，4-环氧环己基甲酯、3，4-环氧-6-甲基环己烷羧酸3，4-环氧-6-甲基环己基甲酯、己二酸二(3，4-环氧环己基甲基)酯、己二酸二(3，4-环氧-6-甲基环己基甲基)酯、双(3，4-环氧环己烷羧酸)亚乙酯、乙二醇二(3，4-环氧环己基甲基)醚、或2-(3，4-环氧环己基-5，5-螺-3，4-环氧)环己烷-1，3-二氧杂环己烷。脂族环氧树脂的实例也登记在美国专利6,410,127上，在此全文引入作为参考。

在一个实施方式中，粘结剂配料相对于粘结剂配料的总重量包括至少约为5重量％的一种或多种脂族环氧树脂，例如，至少约为10重量％或至少约为20重量％的脂族环氧树脂。一般地，粘结剂配料相对于粘结剂配料的总重量包括不大于约70重量％的脂族环氧树脂，例如，为不大于约50重量％，为不大于约40重量％。

典型地，粘结剂配料包括脂族醇，脂族多元醇，聚酯多元醇或聚醚多元醇的一种或多种单或多缩水甘油基醚。这种组分的实例包括1，4-丁二醇二缩水甘油醚，聚氧乙烯二醇或聚丙二醇或分子量从大约200到大约10,000的三元醇的缩水甘油醚；聚丁二醇或聚(环氧乙烷-氧化丁烯)无序或嵌段共聚物的缩水甘油醚。缩水甘油醚的商业实例包括多官能的缩水甘油基醚，比如海洛克斯(Heloxy)48、海洛克斯67、海洛克斯68、海洛克斯107、和格立洛尼特(Grilonit)F713；或单官能的缩水甘油基醚，比如海洛克斯71、海洛克斯505、海洛克斯7、海洛克斯8、和海洛克斯61(由分解性能公司(Resolution Performances)出售，www.resins.com)

粘结剂配料可包含大约3重量％至大约40重量％，更通常为约5重量％至约20重量％的脂肪醇、脂族多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇的单或聚缩水甘油醚。

粘结剂配料可包括一种或多种氧杂环丁烷官能成分(“氧杂环丁烷化合物(oxetanes)”)。氧杂环丁烷化合物为具有一个或多个氧杂环丁烷基的组分，也就是说，一个或多个包括一个氧和三个碳的四元环状结构。

氧杂环丁烷化合物的实例包括由下列通式代表的组分：

其中

Q1表示氢原子、具有1至6个碳原子的烷基(比如甲基、乙基、丙基、或丁基)、具有1至6个碳原子的氟烷基、烯丙基、芳基、呋喃基、或噻吩基；

Q2表示具有1至6个碳原子的亚烷基(比如亚甲基、亚乙基、亚丙基、或亚丁基)，或包含醚键的亚烷基，例如氧化烯基，比如，氧化乙烯、氧化丙烯、或氧化丁烯基；

Z表示氧原子或硫原子，和；

R2表示氢原子、具有1-6个碳原子的烷基(例如甲基、乙基、丙基、或丁基)、具有2-6个碳原子的链烯基(例如1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、或3-丁烯基)、具有6-18碳原子的芳基(例如苯基、萘基、蒽基、或菲基)、取代或未被取代的具有7-18个碳原子的芳烷基(例如苯甲基、氟苯甲基、甲氧苯甲基、苯乙基、苯乙烯基、甲基·异丙苯基、乙氧基苯甲基)、芳氧烷基(例如苯氧甲基或苯氧乙基)、具有2-6个碳原子的烷基羰基(例如乙烷羰基、丙基羰基、或丁基羰基)、具有2-6碳原子的烷氧基的羰基(例如乙氧基羰基、丙氧基羰基、或丁氧基羰基)、具有2-6碳原子的N-烷基氨基甲酰基(例如乙基氨基甲酰基、丙基氨基甲酰基、丁基氨基甲酰基、或戊基氨基甲酰基)、或具有2-1000个碳原子的聚醚基。一个特别有用的氧杂环丁烷化合物包括3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷。

除了或代替一个或多个可阳离子固化组分之外，粘结剂配料可包括一种或多种可自由基固化组分，例如，一个或多个具有一个或多个烯键式不饱和基团的可自由基聚合组分，比如(甲基)丙烯酸酯(即，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)官能成分。

单官能烯键式不饱和组分的实例包括丙烯酰胺、N，N-双甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸7-氨基-3，7-二甲基辛基酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、乙基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、t-辛基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸二环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢化糠酯、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸2-三溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、甲基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、或它们的组合。

多官能的烯键式不饱和组分的实例包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双环戊烯基二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二基甲基二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二缩水甘油醚的双末端(甲基)丙烯酸加合物、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯官能的季戊四醇衍生物(例如，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、或二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯)、二聚三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、乙氧基双酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化改良的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚F二(甲基)丙烯酸酯、或它们的混合物。

在一个实施方式中，粘结剂配料包括一个或多个具有至少3个(甲基)丙烯酸酯基，例如3至6个(甲基)丙烯酸酯基或5至6(甲基)丙烯酸酯基的组分。

在特定实施方式中，粘结剂配料包括，相对于粘结剂配料总重量，至少约3重量％一种或多种可自由基聚合组分，例如至少约5重量％或至少约9重量％。通常，粘结剂配料包括不大于约50重量％的可自由基聚合组分，例如，不大于约35重量％，不大于约25重量％，不大于约20重量％，或不大于约15重量％。

通常，聚合物反应组分或前体平均具有至少两个官能团，比如平均至少2.5或至少3.0官能团，例如，环氧前体可具有2个或更多的环氧官能团。在另一个实例中，丙烯酸前体可具有两个或更多甲基丙烯酸酯官能团。

令人惊讶地发现包含有聚醚主链的组份的粘结剂配料在粘结剂配料固化后具有优良的机械性能。具有聚醚主链的化合物的实例包括聚丁二醇、聚丁二醇的缩水甘油基醚、聚丁二醇丙烯酸酯、包含一个或多个聚碳酸酯基的聚丁二醇、或它们的组合。在实施方式中，粘结剂配料包括介于5重量％到20重量％之间的具有聚醚主链的化合物。

粘结剂配料也可包括催化剂和引发剂。例如，阳离子引发剂司催化可阳离子聚合组分之间的反应。自由基引发剂可催化可自由基聚合组分的自由基聚合。引发剂可以通过热能或光化辐射活化。例如，引发剂可包括当处于光化辐射条件下时能催化阳离子聚合反应的阳离子光引发剂。在另一个实例中，引发剂可包括当暴露于光化辐射条件下时能催化自由基聚合反应的自由基光引发剂。光化辐射包括微粒或非微粒辐射以及它拟包括电子束辐射和电磁辐射。在特定实施方式中，电磁辐射包括具有至少一个波长在大约100纳米至大约700纳米之间的辐射，特别是波长在电磁波谱的紫外线区内的辐射。

通常，阳离子光引发剂是暴露于光化辐射时能够至少部分地聚合环氧化物或氧杂环丁烷化合物的活性物质的材料。例如：阳离子光引发剂暴露于光化辐射时可形成引发阳离子聚合组分(如环氧化物或氧杂环丁烷化合)反应的阳离子，

阳离子光引发剂的实例包括，例如，具有弱亲核性阴离子的鎓盐。实例包括例如欧洲专利申请公开EP153904和WO98/28663中记载的卤鎓盐、亚碘酰盐或锍盐，例如欧洲专利申请公开EP35969，44274，54509，和164314中记载的氧化锍盐，或例如美国专利3,708,296和5,002,856中描述的重氮盐。所有这些八种出版物在此全文引用作为参考。阳离子光引发剂的另一些实例包括茂金属盐，比如欧洲申请公开EP94914和94915中公布的，两个申请都在此全文引用作为参考。

在示例性实施方式中，粘结剂配料包括一个或多个由下列通式(1)或(2)代表的光引发剂：

其中：

Q3表示氢原子、具有1至18个碳原子的烷基、或具有1至18碳原子的烷氧基；M表示金属原子，例如，锑；Z表示卤素原子，例如氟；且t为金属的价数，例如，就锑而言为5。

在特定实例中，粘结剂配料包括，相对于粘结剂配料总重量，约为0.1重量％至约为15重量％一个或多个阳离子的光引发剂，例如，约1重量％至约10重量％。

通常，所有鎓盐光引发剂包括碘鎓络盐或锍络盐。有用的芳香族鎓络盐例如在美国专利No.4,256,828(施密史(Smith))中被进一步描述，全文在此引入作为参考。示例性芳香族的碘鎓络盐包括六氟磷酸二芳基碘鎓盐或六氟锑酸二芳基碘鎓盐。示例性芳香族的锍络盐包括六氟锑酸三苯基锍盐、六氟锑酸p-苯基(苯硫基)二苯基锍盐，或锍(硫二-4，1-亚苯基)二(二苯基-二((OC-6-11)六氟锑酸盐))。

芳香族的鎓盐通常仅在光谱的紫外区内光敏感。然而，它们可以被用于已知的光分解有机卤素化合物的敏化剂敏化到近紫外区和可见区内。示例性的敏化剂包括芳香族的胺或有色芳香族多环烃，例如在美国专利4,250,053(施密史)中所描述的，其全文在此作为参考。

合适的光催化有机金属络合物盐包括在例如美国专利5,059,701(凯倍特(Keipert))；5,191,101(帕拉佐托(Palazzotto)等)；和5,252,694(维利特(Willett)等)中所描述的有机金属络合物盐，这些申请全文在此作为参考。用于作为光催化的引发剂的有机金属络合物盐的示例包括：(

-苯)(

-茂基)Fe⁺¹SbF₆ ^-、(

甲苯)(

-茂基)Fe⁺¹AsF₆ ^-、(

-二甲苯)(

-戊基)Fe⁺¹SbF₆ ^-、(

-异丙基苯)(

-茂基)Fe⁺¹PF₆ ^-、(

-二甲苯(混合异构体))(-茂基)-Fe⁺¹SbF₆ ^-、(

二甲苯(混合异构体))(

-茂基)Fe⁺¹PF₆ ^-、(

-O-二甲苯)(-茂基)Fe⁺¹CF₃SO₃ ^-、(

m-二甲苯)(

茂基)Fe⁺¹BF₄ ^-、(

-三甲基苯)(

-茂基)Fe⁺¹SbF₆ ^-、(

-六甲基苯)(

-茂基)Fe⁺¹SbF₅OH^-、(

-芴)(

-茂基)Fe⁺¹SbF₆ ^-、或它们的组合。

任选地，有机金属盐催化剂可以伴随有加速剂，比如叔醇的草酸酯。如有，加速剂按粘结剂配料的总重量算从约0.1％到约4％。

用于商业中的阳离子光引发剂例如包括以商品名“FX-512”购自明尼苏达采矿和制造公司的芳香族锍络盐和以商品名称为“UVI-6974”购自道氏化学公司(Dow Chemicals)或切瓦酷尔(Chivacure)1176获得的芳香族锍络盐。

粘结剂配料可任选地包括有利于光固化自由基多官能丙烯酸酯的光引发剂。自由基光引发剂的实例包括二苯甲酮(例如，二苯甲酮、烷基取代的二苯甲酮、或烷氧基取代的二苯甲酮)；苯偶姻(例如苯偶姻、苯偶姻醚、例如苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、和苯偶姻异丙醚、苯偶姻苯基醚、和苯偶姻乙酸酯)；苯乙酮，比如苯乙酮、2，2-二甲氧基乙酰苯、4-(苯硫基)苯乙酮、和1，1-二氯乙酰苯；联苯酰缩酮，比如联苯酰二甲基缩酮，和联苯酰二乙基缩酮；蒽醌，比如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、和2-戊基蒽醌；三苯基膦；苯甲酰氧化膦，例如2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧膦；噻吨酮或氧杂蒽酮；氮蒽衍生物；二氮蒽衍生物；喹恶啉衍生物；1-苯基-1，2-丙二酮-2-O-苯甲酰基肟；1-氨基苯基酮或1-羟苯基酮，比如1-羟基环己基苯酮，苯基(1-羟基异丙基)酮和4-异丙苯基(1-羟基异丙基)酮；或三嗪化合物，例如，4″′-甲基苯硫基-1-二(三氯甲基)-3，5-S-三嗪，S-三嗪-2-(均二苯乙烯)-4，6-双三氯甲，或对甲氧基苯乙烯基三嗪。

示例性的光引发剂包括苯偶姻或它的衍生物，比如á-甲基苯偶姻；U-苯基苯偶姻；á-烯丙基苯偶姻；á-苄基苯偶姻；苯偶姻醚，比如联苯酰二甲基缩酮(例如：由汽巴专业化学药品公司(Ciba Specialty Chemicals)提供的商品“IRGACURE651”)，苯偶姻甲醚，苯偶姻乙醚，苯偶姻正丁醚；苯乙酮或它的衍生物，比如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(例如，由汽巴专业化学药品公司提供的商品“DAROCUR 1173”)和1-羟基环己基苯酮(例如，由汽巴专业化学药品公司提供的商品“IRGACURE 184”)；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)--1-丙酮(例如，由汽巴专业化学药品公司提供的商品“IRGACURE 907”)；2-苯甲基-2-(二甲氨)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(例如，由汽巴专业化学药品公司提供的商品“IRGACURE 369”)；或它们的混合物。

另一种有用的光引发剂包括新戊偶姻乙醚(pivaloin ethyl ether)，茴香偶姻乙醚；蒽醌类、比如蒽醌、2-乙基蒽醌、1-氯蒽醌、1，4-二甲基蒽醌、1-甲氧蒽醌、苯并蒽醌、卤代甲基三嗪、和类似物；二苯甲酮或它的衍生物；上文描述的碘盐或锍盐；钛络合物，例如二(

-2，4-茂基)二[2，-6-二氟-3-(1H-吡咯基)苯基)钛(商业可用的商品“CGI784DC”，也由汽巴专业化学药品公司提供)；卤甲基硝基苯比如4-溴甲基硝基苯和类似物；或单或双酰膦(例如由汽巴专业化学药品公司提供的商品“IRGACURE 1700”，“IRGACURE 1800”，“IRGACURE1850”，和“DAROCUR 4265”)。适合的光引发剂可以包括上述物质的混合物，比如á-羟基甲酮/酰基氧化膦混合物(例如，由汽巴专业化学药品公司提供的商品IRGACURE 2022)。

另一类合适的自由基光引发剂包括离子染料-抗衡离子化合物，这种化合物能够吸收光化射线和产生自由基，而自由基可以引发丙烯酸酯的聚合。参见，例如，已公布的欧洲专利申请223587，和美国专利4,751,102、4,772,530和4,772,541，所有四个专利的全文在此作为参考。

光引发剂的量，基于粘结剂配料的总重量，不大于约20重量％，例如，不大于约10重量％，并且通常不大于约5重量％。例如，引发剂可以为粘结剂配料的总重量的0.1重量％至20.0重量％，比如0.1重量％至5.0重量％，或大多数通常为0.1重量％至2.0重量％，虽然在这些范围外的数量也可以使用。在一个实例中，光引发剂的量至少约为0.1重量％，比如至少约为1.0重量％或在1.0重量％至10.0重量％的范围内。

任选地，热固化剂可以包含在粘结剂配料内，这种热固化剂通常在组分发生混合时的温度下是热稳定的。用于环氧树脂和丙烯酸酯的示例性热固化剂在本领域是公知的，并且在例如美国专利No.6,258,138(戴浮(Devoe)等)内进行描述，其全文引入作为参考。热固化剂可以以有效量存在于粘结剂前体内。基于粘结剂配料的重量，这些量通常在大约为0.01重量％至大约为5.0重量％范围内，最好在大约0.025重量％至大约2.0重量％的范围内，虽然在这些范围外的数量也可使用。

粘结剂配料还可包括其它的组分，例如溶剂、增塑剂、交联剂、链转移剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应介体和用于影响分散体流动性的试剂。例如，粘结剂配料还包括一个或多个选自多元醇，多胺，直链或支链聚乙二醇醚，聚酯和聚内酯的链转移剂。

在另一个实例中，粘结剂配料可包括附加的组分，比如羟基官能成分或胺官能成分和添加剂。通常，特定羟基官能成分缺少可固化基团(例如，丙烯酸酯-，环氧-，或氧杂环丁烷基团)且不是从构成光引发剂的组中挑选出来的。

粘结剂配料可包括一个或多个羟基官能成分，羟基官能成分进一步地有利于调节固化时粘结剂配料的机械性能。羟基官能成分包括单羟基化合物(包含一个羟基的羟基官能成分)或多元醇(包含一个以上羟基的羟基官能成分)。

羟基官能成分的典型实例包括烷醇，聚氧化烯二醇的单烷基醚，亚烷基二醇的单烷基醚，亚烷基二醇和芳基亚烷基二醇，例如1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、1，2，3-庚三醇、2，6-二甲基-1，2，6-己三醇、(2R，3R)-(-)-2-苄氧基-1，3，4-丁三醇、1，2，3-己三醇、1，2，3-丁三醇、3-甲基-1，3，5-戊三醇、1，2，3-环己三醇、1，3，5-环己三醇、3，7，11，15-四甲基-1，2，3-十六三醇、2-羟甲基四氢吡喃-3，4，5-三醇、2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇、1，3-环戊三醇、反-1，2-环辛二醇、1，16-十六二醇、3，6-二硫杂-1，8-辛二醇、2-丁炔-1，4-二醇、1，2-或1，3-丙二醇、1，2-或1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1-苯基-1，2-乙二醇、1，2-环己二醇、1，5-萘烷二醇、2，5-二甲基-3-己炔-2，5-二醇、2，2，4-三甲基戊-1，3-二醇、新戊基乙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2，7-二甲基-3，5-辛二炔(octadiyne)-2-7-二醇、2，3-丁二醇、1，4-环己烷二甲醇、分子量从大约200到大约10,000的聚氧乙烯或聚氧丙烯或三元醇、分子量可变的聚丁二醇、聚(环氧乙烷-氧化丁烯)无规或嵌段共聚物、包含由醋酸乙烯酯共聚物的水解或部分水解物形成的侧链羟基的共聚物、包含侧链羟基的聚乙烯醇缩乙醛树脂、羟基官能(例如，羟基封端)聚酯或羟基官能(例如，羟基封端)聚内酯、脂族聚碳酸酯多元醇(例如，脂族聚碳酸酯二醇)、羟基官能(例如，羟基封端)聚醚(例如，数均分子量范围在150-4000克/摩尔，150-1500克/摩尔，或150-750克/摩尔的聚四氢呋喃多元醇)，或它们的混合物。示例性的多元醇还包括脂族多元醇，比如甘油、三羟甲基丙烷、或也包括糖醇，比如赤丁四醇、木糖醇、甘露糖醇或山梨糖醇。在特定实施例中，粘结剂配料包括一个或多个脂环多元醇，例如1，4-环己烷-二甲醇、蔗糖、或4，8-二(羟甲基)三环(5，2，1，0)癸烷。

适用于粘结剂配料的聚醚具体包括在多元醇的存在下环醚开环聚合得到的直链或支链聚乙二醇。该多元醇例如是上述多元醇、聚乙二醇醚、聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇或它们的共聚物。

另一个适用于粘结剂配料的聚酯包括基于多元醇和脂族、脂环族或芳香族多官能羧酸(例如：二羧酸)或所有在18℃至300℃，通常18℃至150℃温度下为液体的相应饱和多酯(polyesters)的聚酯：通常为琥珀酸酯、戊二酸酯、己二酸酯、柠檬酯、邻苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯或相应的氢化产物酯，且醇组分包括由单体的或聚合的多元醇，例如，上述醇。

另一种聚酯包括脂族聚内酯，比如

聚己酸内酯，或聚碳酸酯。该碳酸酯例如可通过缩聚碳酰氯和二醇来获得。对于粘结剂配料，它通常使用具有平均分子量从500到100,000的双酚A的聚碳酸酯。

为达到影响粘结剂配料粘度的目的，特别是为了降低粘度或液化的目的，可将多元醇、聚醚或饱和聚酯或其混合物在合适的情况下进一步与适合的辅助剂，特别是溶剂、增塑剂、稀释剂或类似物混合。在一个实施方式中，该组合物可包括，相对于粘结剂配料的总重量，约不大于15重量％，例如，约不大于10重量％，约不大于6重量％，约不大于4重量％，约不大于2重量％，或大约0重量％的羟基官能成分。在一个实例中，粘结剂配料不含大量的羟基官能成分。不加入大量羟基官能成分可以降低粘结剂配料或其产品的吸水性。

用于与烯化氧制造缩合产物的羟基或胺官能有机化合物的实例包括具有3至20碳原子的多元醇，(C8-C18)脂肪酸(C1-C8)烷醇酰胺如脂肪酸乙醇酰胺、脂肪醇、烷基酚或具有2至5碳原子的二胺。这种化合物与环氧烷烃，比如环氧乙烷、环氧丙烷或其混合物反应。这种反应可例如在含羟基或胺的有机化合物与环氧烷烃的摩尔比率为1∶2至1∶65的条件下进行。缩合产物通常具有约500至约10,000的重均分子量，并且可以是支链、环状、直链的均聚物、共聚物或者三元共聚物。

粘结剂配料还可包括用于影响和改性微粒填料表面的分散剂。例如，分散剂可以包括有机硅氧烷、官能化有机硅氧烷、烷基-取代的吡咯烷酮、聚氧化烯醚、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物或其组合。适用于各种微粒填料，特别适用于二氧化硅填料的表面改性剂包括硅氧烷。

硅氧烷的实例包括官能化或非官能化的硅氧烷。硅氧烷的实例包括由通式代表的化合物，

其中，每个R独立地为取代或未被取代的的直链、支链或环状的C1-10烷基、C1-10烷氧基、取代或未被取代的的芳基、芳氧基、三卤烷基、氰烷基或乙烯基；其中B1或B2是氢、甲硅烷氧基、乙烯基、硅烷醇、烷氧基、胺、环氧、羟基、(甲基)丙烯酸酯、巯基或疏溶剂基如亲脂性的或亲水性的(例如，阴离子的，阳离子的)基团；且其中n为大约1至大约10,000，尤其为约1到约100的整数。

一般而言，官能化硅氧烷是分子量从约300到约20,000范围内的化合物。这种化合物能够由例如General Electric公司或Goldschmidt有限公司商业得到。典型的官能化硅氧烷为胺官能化硅氧烷，其中，官能化通常接到硅氧烷末端。

示例性有机硅氧烷为维特可公司出售的名为西尔韦特(Silwet)的产品。这种有机硅氧烷通常平均重均分子量为大约350至大约15,000，由氢或C1-C4烷基封端，且为可水解的或不可水解的。典型的有机硅氧烷包括名为西尔韦特L-77，L-7602，L-7604和L-7605的产品，它们是由聚环氧烷烃改性的二烷基聚硅氧烷。

适合的阴离子分散剂的实例包括(C8-C16)烷基苯磺酸盐、(C8-C16)链烷磺酸盐、(C8-C18)á-烯属磺酸盐、á-磺基(C8-C16)脂肪酸甲酯、(C8-C16)脂肪醇硫酸酯、每个烷基独立地为(C8-C16)烷基的单或双烷基磺基琥珀酸酯、烷基醚硫酸盐、脂肪链为大约8至大约18碳的(C8-C16)羧酸盐或羟乙基磺酸盐，例如，二乙基己基硫代琥珀酸钠、甲基苯磺酸钠、或二(2-乙基己基)硫代琥珀酸钠(例如：阿洛索OT或AOT)。

典型的，分散剂是从有机硅氧烷、官能化有机硅氧烷、烷基取代的吡咯烷酮、聚氧化烯醚、或环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物中选出的化合物。

商业分散剂的实例包括环状的有机硅氧烷(例如，SF1204、SF1256、SF1328、SF1202(十甲基-环戊硅氧烷(五聚物))、SF1258、SF1528、道康宁245液体、道康宁246液体、十二甲基-环己硅氧烷(六聚物)和SF1173)；聚二甲硅氧烷和聚氧化烯氧化物的共聚物(例如，SF1488和SF1288)；包含低聚物的直链硅(linearsilicon)(例如，道康宁200(R)流体)；西尔韦特L-7200、西尔韦特L-7600、西尔韦特L-7602、西尔韦特L-7605、西尔韦特L-7608、或西尔韦特L-7622；非离子型表面活性剂(例如，特立酮(Triton)X-100、衣格柏尔(Igepal)CO-630、PVP系列、爱伏尔(Airvol)125、爱伏尔305、爱伏尔502和爱伏尔205)；有机聚醚(例如，苏飞诺尔(Surfynol)420、苏飞诺尔440和苏飞诺尔465)；或索史倍色(Solsperse)41000。

另一种示例性商业分散剂包括SF1173(购自GE Silicones)；有机聚醚如苏飞诺尔420、苏飞诺尔440、和苏飞诺尔465(来自气体产品有限公司(AirProducts，Inc.))；西尔韦特L-7200、西尔韦特L-7600、西尔韦特L-7602、西尔韦特L-7605、西尔韦特L-7608、或西尔韦特L-7622(来自维特可公司(Witco))或非离子的表面活性剂，如特立酮X-100(来自道氏化学公司)、衣格柏尔CO-630(来自搜地公司(Thodia))、PVP系列(来自ISP技术)和索史倍色41000(来自爱维起亚公司(Avecia))。

分散剂的用量范围从0重量％至5重量％，更典型地，分散剂的用量在0.1重量％和2重量％之间。硅烷相对于在纳米级微粒填料表面上的分子数量表面活性部位的使用浓度在40mol％至200mol％间，特别在60mol％到150mol％间。通常，粘结剂配料包括，基于粘结剂配料的总重量，约不大于5重量％的分散剂，比如大约为0.1重量％至大约为5.0重量％分散剂。

粘结剂配料还可包括悬浮在外相中的分散相。外相通常包括聚合物组分。分散相通常包括微粒填料。微粒填料可由无机颗粒，例如金属(如钢、银、或者金)或金属化合物例如金属氧化物、金属氢氧化物、金属硫化物、金属卤复合物、金属碳化物、金属磷酸盐、无机盐状(例如CaCO₃)、陶瓷，或其组合的颗粒形成。金属氧化物的实例有ZnO、CdO、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、CeO₂、SnO₂、MoO₃、WO₃、Al₂O₃、In₂O₃、La₂O₃、Fe₂O₃、CuO、Ta₂O₅、Sb₂O₃、Sb₂O₅、或其组合。包含不同金属的混合氧化物也可以存在。纳米颗粒例如可包括从由ZnO、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、SnO₂、Al₂O₃、共同形成的氧化硅铝以及它们的混合物构成的组中选择出的颗粒。纳米级颗粒也可以具有有机组分，例如，碳黑、高交联芯/壳聚合物纳米颗粒、有机改性的纳米级颗粒，等等。这种填料在例如US6,467,897和WO98/51747中进行了描述，其全文在此引入作为参考。

通过基于溶液的处理过程形成的微粒填料，比如溶胶形成和溶胶凝胶形成陶瓷尤其适合用于形成复合粘结剂。适合的溶胶在市场上可获得。例如，水溶液中的胶态二氧化硅在市场上可获得，商业标志为“LUDOX”(杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Co.Inc.Wilmington，Del))，“NYACOL”(耐酪尔公司(NyacolCo.，Ashland，Ma))和“NALCO”(耐酷化学公司(Nalco Chemicals，Oak Brook，Ill))的产品。许多市场上可买到的溶胶是碱性的，被碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、或氢氧化铵稳定化。适合胶态二氧化硅的附加实例在美国专利No.5,126,394中被描述，在此全文引入作为参考。尤其便利的是溶胶形成的二氧化硅和溶胶形成的氧化铝。这些溶胶可以通过使一个或多个合适的表面处理剂与溶胶内的无机氧化物基材颗粒反应来实现官能化。

在特定实施方式中，微粒填料为亚微米级。例如，微粒填料可为纳米级微粒填料，比如具有平均粒度为约3纳米至约500纳米的微粒填料。在一个示例性实施方式中，微粒填料的平均粒度为大约3纳米至大约200纳米，比如大约3纳米至大约100纳米，大约3纳米至大约50纳米，大约8纳米至大约30纳米，或大约10纳米至大约25纳米。在特定实施方式中，平均粒度不大于约500纳米的尺寸，比如不大于约200纳米的尺寸，小于约100纳米，或不大于约50纳米的尺寸。对于微粒填料，平均粒度可以定义为对应于小角度中子散射(SANS)分布曲线中峰值体积分数或对应于SANS分布曲线的一半体积分数的粒度。

微粒填料也可以用半宽度不大于平均粒度约2.0倍的窄分布曲线表征。例如，半宽度可以为不大于约1.5倍或不大于约1.0倍。分布的半宽度是分布曲线在它最大高度一半处的宽度，比如分布曲线峰值处的一半颗粒分数。在特定实施方式中，颗粒尺寸分布曲线为单模态。在另一个实施方式中，颗粒尺寸分布为双模态的或具有一个以上的峰值。

在特定实施方式中，粘结剂配料可以包括至少两种微粒填料，每种微粒填料可以是从如上所述的微粒填料中选出的材料形成。微粒填料可以是相同的材料或不同的材料，例如，每种微粒填料可以都由二氧化硅形成。在另一个实例中，一种填料可由二氧化硅形成而另一种填料可由氧化铝形成。在实例中，每种微粒填料的平均粒度不大于约1000纳米，比如不大于约500纳米或小于约100纳米的颗粒尺寸分布。在另一个实例中，一种微粒填料的颗粒尺寸分布的平均粒度约不大于1000纳米，比如约不大于500纳米或约小于100纳米，而第二种微粒填料的平均粒度大于约1微米，比如大约1微米至大约10微米或大约1微米至大约5微米。或者，第二种微粒填料可具有高达1500微米的平均粒度。在特定实施方式中，粘结剂配料包括亚微平均粒度的第一微粒填料和平均粒度大于1微米的第二微粒填料，这样有利的是当固化形成粘结剂时提供改良的机械性能。

通常，第二微粒填料具有低的长宽比，例如，第二微粒填料的长宽比不大于约2，比如大约1或几乎球形。通常，第二微粒填料是不处理的或不通过处理变硬。相反，磨粒通常为长宽比至少约为2和边缘锋利的变硬微粒。

当选择第二微粒填料时，通常应该要考虑沉降速度和粘度。由于尺寸增大，尺寸大于1微米的微粒填料倾向于沉降更快，然而在较高的负载时显示出更小的粘度。另外，微粒填料的折射率也需要考虑。例如，微粒填料可以选择折射率至少为大约1.35的。另外，可以选择不包括碱性残基的微粒填料，因为碱性残基可能会对阳离子聚合组分的聚合产生不利影响。

微粒填料通常分散在粘结剂配料中，在固化以前，微粒填料胶状分散在粘结剂悬浊液中且一旦固化就形成胶态复合粘结剂。例如，颗粒材料可以分散，由此布朗运动保持微粒填料处于悬浮中。一般而言，微粒填料基本上不含微粒团粒。例如，微粒填料可以基本上单分散的，由此微粒填料分散为单个颗粒，和在特定实例中，如果有的话，仅具有可忽略的微粒团聚。

在特定实施方式中，微粒填料的颗粒基本上为球形，或者，颗粒的初级长宽比大于1，比如至少约为2，至少约为3，或者至少约为6，其中，初级长宽比是最长尺度与垂直于它的最短尺度之比。颗粒也可用次级长宽比表征。该次级长宽比定义为通常垂直于最长尺度的平面内的正交尺度之比。颗粒可以针状的，这样初级长宽比至少约为2且次级长宽比约不大于2，比如大约为1，或者，颗粒可以板形，这样初级长宽比至少约为2和次级长宽比至少约为2。

在一个示例实施方式中，微粒填料在水溶液中制备且与悬浮状的粘结剂配料混合。用于制备这种悬浮液的方法包括引入水溶液，比如二氧化硅水溶液；缩聚硅酸盐如达到颗粒尺寸为3纳米至50纳米的程度；调整合成的二氧化硅溶胶至碱性pH值；优选的浓缩该溶胶；将该溶胶与悬浮液的外液相组分混合；且任选地从悬浮液中除去水或其它溶剂组分。例如，加入硅酸盐水溶液，比如加入浓度为20-50重量％(以溶液的重量计)的碱金属硅酸盐水溶液(例如，硅酸钠或硅酸钾溶液)。例如通过用酸性离子交换剂处理碱金属硅酸盐溶液将硅酸盐缩聚为颗粒尺寸为3纳米至50纳米。将合成的二氧化硅溶胶调整至碱性pH值(例如，pH＞8)，以稳定而不进一步缩聚或结块现有的颗粒。任选地，例如通过蒸馏将溶胶可以浓缩到二氧化硅浓度约为30至40重量％。将溶胶与外流体相组分混合后，将水或其它溶剂组分从悬浮液中去除。在特定实施方式中，悬浮液基本上无水。

预固化粘结剂配料中外相(通常包括作为一部分粘结剂配料的有机聚合物组分)的分数可以为约20％至约95重量％，例如为大约30％至大约95重量％，优选为大约50％至大约95重量％，更优选为大约55％到大约80重量％。分散微粒填料相的分数按重量计算为大约5％至大约80％，例如为大约5％至大约70％，优选为大约5％至大约50％，且更优选为大约20％到大约45％。如上所述的胶状分散和亚微米级微粒填料的特别有用的浓度为至少约为5重量％，比如至少约为10重量％，至少约为15重量％，至少约为20重量％，或大于40重量％或更高。和传统的填料相比，在溶液中形成的纳米复合填料显示出低粘度和高负载下优良的加工性能。组分的用量可以表示为该组分相对于粘结剂配料总重量的重量％，除非明确地规定外。

在特定实施方式中，基于粘结剂配料的总重量，粘结剂配料包括大约10重量％至大约90重量％的可阳离子聚合化合物，约不大于40重量％的可自由基聚合化合物，和大约5重量％至大约80重量％微粒填料。可以理解的是，粘结剂配料组分的用量总和加到100重量％。因此，当一个或多个组分指定后，其它组分的数量相应地使用量总和不大于100重量％。

例如，可阳离子聚合化合物包括环氧-官能成分或氧杂环丁烷-官能成分。例如，基于粘结剂配料的重量，粘结剂配料可包括约10重量％至约60重量％的可阳离子聚合化合物，比如约20重量％至约50重量％的阳离子聚合化合物。示例性粘结剂配料可包括不大于约20重量％，如约5重量％至约20重量％脂肪醇、脂族多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇的单或聚缩水甘油醚。示例性粘结剂配料可包括不大于约50重量％，比如约5重量％至约50重量％的具有聚醚主链的组分，比如聚丁二醇、聚丁二醇的缩水甘油基醚、聚丁二醇或含一个或多个聚碳酸酯基团的丙烯酸酯。

上述实例的可自由基聚合化合物例如包括具有一个或多个甲基丙烯酸酯基的组分，比如具有至少3个甲基丙烯酸基的组分。在另一个实例中，粘结剂配料包括不大于约30重量％，比如不大于约20重量％，不大于约10重量％或不大于约5重量％的可自由基聚合化合物。

配料还可包括不大于约20重量％阳离子光引发剂，比如大约0.1重量％至大约20重量％，或不大于约20重量％自由基光引发剂，比如大约0.1重量％至大约20重量％。例如，粘结剂配料可包括不大于约10重量％，比如不大于约5重量％阳离子光引发剂。在另一个实例中，粘结剂配料可包括不大于约10重量％，比如不大于约5重量％自由基光引发剂。

微粒填料包括分散的亚微米级微粒。通常，粘结剂配料包括5重量％至80重量％，比如5重量％至60重量％，比如5重量％至50重量％或20重量％至45重量％亚微米级微粒填料。特定实施例包括至少约5重量％的微粒填料，比如至少约10重量％或至少约20重量％。在特定实施例中，微粒填料是硅微粒形成的溶液且可胶状分散在聚合物组分中。示例性粘结剂配料还可包括不大于约5重量％分散剂，比如0.1重量％至5重量％分散剂，其可从有机硅氧烷、官能性有机硅氧烷、烷基取代的吡咯烷酮、聚氧化烯醚、和环氧乙烷丙烯环氧嵌段共聚物中选出。

在特定实施方式中，粘结剂配料由纳米复合环氧或丙烯酸酯前体混合形成，也就是说，前体包括亚微米级微粒填料。例如，粘结剂配料可包括不大于约90重量％的纳米复合环氧且可包括丙烯酸前体，比如不大于约50重量％丙烯酸前体。在另一个实例中，纳米复合丙烯酸前体可以与环氧树脂混合。

包括聚合物或单体组分和包括分散微粒填料的粘结剂配料可用来形成涂敷磨料制品的初始接合涂层、胶结涂层、贴合涂层、或后涂层。在形成初始接合涂层的示例性方法中，粘结剂配料涂覆在基材上，磨粒涂敷在初始接合涂层上，在制作图案之前初始接合涂层被部分地固化，胶结涂层可以涂敷在初始接合涂层和磨粒上，在另一个示例性实施方式中，粘结剂配料与磨粒混合形成研磨浆，然后将研磨浆涂覆在基材上，部分地固化且形成图案。

磨粒可由二氧化硅、氧化铝(熔凝或烧结)、氧化锆、氧化锆/氧化铝、碳化硅、石榴石、金刚石、立方体的氮化硼、氮化硅、二氧化铈、二氧化钛、二硼化钛、碳化硼、氧化锡、碳化钨、碳化钛、氧化铁、氧化铬、燧石、金刚砂磨粒中的任何一种或其混合物组成。例如，磨粒可以从二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金刚石、共熔凝氧化铝氧化锆、二氧化铈、二硼化钛、碳化硼、燧石、金刚砂、氮化铝、和它们的混合物构成的组中进行选择。特定实施方式使用主要包含a型氧化铝的致密磨粒。

磨粒也可具有特别的形状。这种形状的实例包括棒形、三角形、棱锥形、圆锥体、实心球、空心球等。或者，磨粒可以为随机的形状。

磨粒通常具有不大于2000微米的平均粒度，比如不大于约1500微米。在另一个实例中，磨料粒度不大于约750微米，比如不大于约350微米。例如，磨料粒度可至少为0.1微米，比如从0.1微米至大约1500微米，和更优选地从大约0.1微米至大约200微米或由大约1微米到大约100微米。磨粒的粒度通常指定为磨粒的最长尺度。通常有一个粒度分布范围。在一些情况下，粒度分布被严格控制。

在包括磨粒和粘结剂配料的混合研磨浆中，磨粒占有约10％至约90％，比如约30％到约80％的研磨浆重量。

研磨浆还可包括提高磨光效率和磨削率的助研剂。有用的助研剂可以是无机的，比如卤化物盐，例如，钠冰晶石和四氟硼酸钾；或有机的，比如氯化蜡，如聚氯乙烯。特定实施方式包括粒度范围从1微米至80微米，且更优选从5微米到30微米的冰晶石和四氟硼酸钾。助研剂的重量百分数通常不大于整个研磨浆(包括磨粒)的约50重量％，比如从大约0重量％至50重量％，并且更通常地约为10重量％到30重量％。

粘结剂配料可以用于形成结构研磨制品。例如，粘结剂配料可以涂覆在基材上，部分地固化和制作图案以形成磨料结构。在特定实施方式中，结构研磨制品可不使用官能粉末来形成。

图2包括示例性的方法，基材202由辊子204输送，基材202涂敷有由涂敷装置206分配的粘结剂配料208。示例性涂敷装置包括落锤锻模涂布机、刮刀式涂胶机、幕涂机、真空模孔涂布机或模孔涂布机。涂敷方法可以包括接触法或不接触法。这种方法包括2个辊子、3个逆辊子、辊衬刀涂、槽模孔、凹槽辊涂布、挤出涂覆或喷涂装置。

在特定实施方式中，粘结剂配料208由包括配料和磨粒的浆料提供，在另一个实施方式中，粘结剂配料208与磨粒分别配送。磨粒可以在粘结剂配料208被涂敷到基材202上之后，在部分固化粘结剂配料208之后，在粘结剂配料208制作图案以后，或在完全固化粘结剂配料208以后提供。磨粒例如可以通过静电喷敷、滴落涂敷或机械投射之类的技术涂敷。

粘结剂配料通过能源210进行部分固化。能源210的选择部分取决于粘结剂配料的化学性能。能源210可为热能源或光化辐射能源，比如电子束、紫外光、或可见光。所用的能量值取决于前体聚合物组分内活性基团的化学性质，以及粘结剂配料208的厚度和密度。对于热能，炉的温度大约为75℃至大约150℃且持续时间大约5分钟至大约60分钟通常是足够的。电子束辐射或电离辐射在能级为大约0.1兆拉德至大约100兆拉德，特别是能级为大约1兆拉德至大约10兆拉德都是可用的。紫外线包括波长在大约200纳米至大约400纳米的范围内的辐射，特别是在大约250纳米至400纳米的范围内。可见辐射包括波长在大约400纳米至大约800纳米，特别是在大约400纳米至大约550纳米范围内的辐射。固化参数，比如曝光，通常取决于配料且可通过灯功率和带速来调整。

在一个示例实施方式中，能源210提供光化辐射至涂敷的基材，部分地固化粘结剂配料208。在另一个实施方式中，粘结剂配料208是可热固化的，因此能源210提供用于热处理的加热。在另一个实施方式中，粘结剂配料208可以包括可光化辐射固化和可热固化的组分。因此，粘结剂配料可以通过热和光化辐射固化中的一种部分固化，然后通过热和光化辐射固化的第二种完全固化。例如，粘结剂配料的环氧组分可以利用紫外电磁辐射部分固化和粘结剂配料的丙烯酸组分可以进一步通过热处理固化。

在特定实施方式中，粘结剂配料208的粘度在室温(21℃或70°F)下测量时不大于3000厘泊。例如，在固化前粘结剂配料208在室温下的粘度不大于约2000厘泊，比如不大于约1500厘泊，不大于约1000厘泊，或不大于约500厘泊。或者，粘结剂配料208的粘度大于3000厘泊。未固化的粘结剂配料其本身或混合在研磨浆内时通常在涂覆工艺执行的温度和压力下流动。例如，未固化的粘结剂配料可以在温度不大于约60℃(140°F)时流动。在制作图案前，粘结剂配料208可以部分地固化至一定粘度，例如，在室温下测量时，至少大约10,000厘泊，例如，至少大约20,000厘泊或至少大约50,000厘泊。例如，当在室温下测量时，部分固化的粘结剂配料粘度可到至少大约100,000厘泊，例如大约500,000厘泊或更高。在另一个实施方式中，部分固化的粘结剂配料的粘度小于10,000厘泊。部分固化的粘结剂配料为典型的可在温度和压力下流动的粘性液体。例如，部分固化的粘结剂配料可在压力下印制图案，一般而言，部分固化的粘结剂配料比粘结剂配料具有更高的粘度。特别是，部分固化的粘结剂配料具有粘度指数，在此定义为在室温下部分固化的粘结剂配料与在室温下未固化的粘结剂配料的粘度比，至少约为1.1。例如，部分固化的粘结剂配料具有至少大约2.0的粘度指数，如至少大约5.0或至少大约10.0。在特定实施方式中，纳米复合粘结剂，特别是溶胶-形成纳米复合粘结剂最适合于这种应用。

回到图2，一旦粘结剂配料208被部分的固化，图案印制到部分固化的粘结剂上，比如通过轮转凹版印刷机212。或者，图案可以通过冲压或挤压形成于部分固化的粘结剂中。通常，压花辊可用连续卷料法产生所需的表面结构。压花辊用于旋转涂装线中且可以被称作夹辊装置，其中，一个辊子是承压滚筒和另一个是″刻蚀″或压花辊子。在夹辊中压制涂覆的卷料在该卷料上产生“正”的压花辊图案。这种压花辊通常具有凹槽，这些凹槽可以将压花辊与用于印刷工业的标准凹板或传墨网辊区分开。

示例性的制作图案工具可以加热。典型地，制作图案形成磨料结构上的重复图案。在特定实施方式中，制作图案可在没有官能粉末的情况下执行。或者，在部分固化粘结剂配料208之前或之后，官能粉末可以涂敷在粘结剂配料208上。

形成图案的粘结剂配料随后完全固化或固化以达到实现期望的机械性能。固化可通过能量源进行或粘结剂配料可以随着时间固化成型。例如，形成图案的粘结剂配料可进一步通过能量源214固化，能源214可取决于粘结剂配料的固化机理以向粘结剂配料提供光化辐射或热能。

一旦粘结剂配料被固化，就形成了结构研磨制品。或者，胶结涂层可涂敷在初始接合涂层和磨粒上。在特定实施方式中，结构研磨制品卷成卷216，在其它实施方式中，在卷起部分固化的磨料制品后可进行完全固化。

在另一实施方式中，胶结涂层可涂敷在粘结剂配料和磨粒上。例如，胶结涂层可在部分固化粘结剂配料之前或之后涂敷，可在粘结剂配料制作图案后涂敷，也可在进一步固化粘结剂配料后涂敷。胶结涂层例如可以通过辊式涂布或喷涂来涂敷。根据胶结涂层的组成和涂覆时间，胶结涂层可与粘结剂配料一起固化或单独固化。包括助磨剂的上胶结涂层(supersize coat)可以涂敷在胶结涂层上且和粘结剂配料一起固化，和胶结涂层固化或单独固化。

上述方法的特定实施方式有利于制造结构磨料制品。这些实施方式产生粘结剂机械性能得到改善的磨料制品。特别是，一些实施方式导致磨料制品内应力的减少，提高磨料制品的性能特征，比如混浊度和表面质量。上述方法的实施方式也可以允许增加磨粒的负载，从而提高磨料制品的寿命和切削率。

实施例

粘结剂配料实施例

实施例1-5显示了包括聚合物组分和纳米级微粒填料的示例性粘结剂配料。

实施例1：

示例性粘结剂配料包括可从汉森化学公司(Hanse Chemie)获得的纳豆博克斯(Nanopox)XP 22/0314，即包括3，4-环氧环己基羧酸3，4-环氧环己基甲基酯和40重量％胶态二氧化硅微粒填料的环氧树脂。粘结剂配料还包括UVR6105，其包括3，4-环氧环己基羧酸3，4-环氧环己基甲酯且没有微粒填料。粘结剂配料还包括多元醇(4，8-二(羟甲基)三环(5.2.1.0)癸烷)、阳离子光引发剂(切瓦酷尔1176)、自由基光引发剂(衣格酷尔(Irgacure)2022，可从汽巴

中获得)、和丙烯酸酯前体(SR399，可以从爱托费纳-沙托美尔公司(Atofina-Sartomer，Exton，PA)得到的二聚季戊四醇五丙烯酸酯)。表1显示了粘结剂配料内各组分的浓度。

表1

成分	1.1重量％	1.2重量％	1.3重量％	1.4重量％	1.5重量％
						纳豆博克斯XP22/0314	0.00	20.00	40.00	60.00	79.92
UVR6105	79.92	59.92	39.92	19.92	0.00
						4，8-二(羟甲基)三环(5.2.1.0)癸烷	13.50	13.50	13.50	13.50	13.50
衣格酷尔2022	0.48	0.48	0.48	0.48	0.48
						切瓦酷尔1176	1.50	1.50	1.50	1.50	1.50
SR399	4.60	4.60	4.60	4.60	4.60
						结果
填料％	0.00	8.00	16.00	24.00	31.97

实施例2

在另一个实施例中，粘结剂配料包括一个从特拉沙纳(Terathane)250、特拉沙纳1000、4，8-二(羟甲基)三环(5.2.1.0)癸烷，2-乙基-1，3-己二醇、和1，5-戊二醇构成的组中选出的多元醇，挑选的多元醇与纳豆博克斯XP 22/0314、衣格酷尔2022、切瓦酷尔1176、和纳豆克来尔XP 21/0940混合。纳豆克来尔XP 21/0940是一种可从柏林市汉森化学公司获得的包括50重量％胶态二氧化硅微粒填料的丙烯酸酯前体(四丙烯酸酯)。浓度显示在表2内。

表2

成分	2.1重量％	2.2重量％	2.3重量％	2.4重量％	2.5重量％
						纳豆博克斯XP 22/0314	74.46	74.46	74.46	74.46	74.46
衣格酷尔2022	0.48	0.48	0.48	0.48	0.48
						切瓦酷尔1176	1.50	1.50	1.50	1.50	1.50
纳豆博克斯XP 21/0940	11.06	11.06	11.06	11.06	11.06
						特拉沙纳250	12.49
特拉沙纳1000		12.49
						4，8-二(羟甲基)三环(5.2.1.0)癸烷			12.49
2-乙基-1，3-己二醇				12.49
						1，5-戊二醇					12.49
结果
						填料％	35.32	35.32	35.32	35.32	35.32
Tg(tan delta)	84.25	116.55	139.8	93.6	53.85
						E′at 23C(MPa)	2374.5	2591.5	3258	2819.5	1992

实施例3

在本实施例中，三种丙烯酸酯树脂(纳豆克来尔(Nanocryl)XP 21/0940(四丙烯酸酯)、纳豆克来尔XP 21/0930(二丙烯酸酯)，和纳豆克来尔21/0954(三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯)每种树脂包括50重量％胶态二氧化硅微粒填料且每个可以从汉森化学公司获得的)被进行测试，粘结剂配料还包括纳豆博克斯XP 22/0314、1，5-戊二醇、衣格酷尔2022、和切瓦酷尔1176。组成显示在表3中。

表3

成分	3.4重量％	3.5重量％	3.6重量％
				纳豆博克斯XP 22/0314	77.28	77.28	77.28

1，5-戊二醇	15.46	15.46	15.46
				衣格酷尔2022	0.52	0.52	0.52
切瓦酷尔1176	1.50	1.50	1.50
				纳豆克来尔XP 21/0940	5.15
纳豆克来尔XP 21/0930		5.15
				纳豆克来尔XP 21/0954			5.15
结果
				填料％	33.49	33.49	33.49

实施例4

在另一个实施例中，两种具有纳米级硅微粒填料的环氧组分(纳豆博克斯XP 22/0314和纳豆博克斯XP 22/0516(双酚A二环氧甘油醚)，每个能从汉森化学公司获得的)的浓度可以变化。此外，加入氧杂环丁烷组分OXT-212(3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷)。多元醇(特拉沙纳250)和光催化剂(切瓦酷尔1176)被包括在内。各成分显示在表4中。

表4

成分	4.1重量％	4.2重量％	4.3重量％	4.4重量％
					纳豆博克斯XP 22/0314	67.89	58.19	48.50	38.80
纳豆博克斯XP 22/0516	9.70	19.40	29.10	38.80
					特拉沙纳250	9.70	9.70	9.70	9.70
OXT-212	9.70	9.70	9.70	9.70
					切瓦酷尔1176	2.91	2.91	2.91	2.91
结果
					填料％	31.04	31.04	31.04	31.04

实施例5

在另一个实施例中，样品用表5中所示的粘结剂配料的胶结涂层进行制备，粘结剂配料包括通过加入纳豆博克斯A 610提供的纳米级填料粒子和平均粒度大约为3微米的微米级填料(NP-30和ATH S-3)。NP-30包括平均粒度为大约3微米的球形二氧化硅颗粒。ATH S-3包括平均粒度为大约3微米的非球形氧化铝酐颗粒。样品具有8.9GPa(1300ksi)的杨氏模量，77.2兆帕(11.2ksi)的抗拉强度，和1％的断裂伸长率。

表5

成分	Wt.％
		UVR-6105	0.71
海洛克斯67	6.50
		SR-351	2.91
DPHA	1.80
		(3-甘油环氧丙基)三甲氧基硅烷	1.17
切瓦酷尔184	0.78
		NP-30	46.71
ATH S-3	7.78
		纳豆博克斯A610	27.75
切瓦酷尔1176	3.89
		SDA5688	0.00072

上述公开的内容是示意性，且非限制的，所附权利要求书是用来覆盖所有属于本发明真正的范围内的改进、提高、以及其它实施方式。

Claims (14)

1.一种用于形成结构研磨制品的方法，所述方法包括：

在基材上涂敷粘结剂配方；

通过将粘结剂配方暴露至光化辐射中，部分地固化粘结剂配方；和

在部分固化的粘结剂配方上形成图案。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在形成图案后完全固化粘结剂配方。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成图案后完全固化粘结剂配方包括将粘结剂配方暴露至光化辐射中。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成图案后完全固化粘结剂配方包括加热固化。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在粘结剂配方上涂覆磨粒。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，涂覆磨粒包括在部分地固化粘结剂配方之前涂覆磨粒。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在磨粒上涂覆胶结涂层。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，涂覆胶结涂层包括在部分地固化粘结剂配方前涂覆胶结涂层。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，部分地固化粘结剂配方包括固化粘结剂配方到粘度指数至少约1.1。

10.如权利要求1所述的方法，还包括将粘结剂配方与磨粒混合形成研磨浆。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成图案包括利用加热的制作图案工具形成图案。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成图案包括用轮转凹版印刷机压制。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成图案包括压制图案。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在涂敷粘结剂配方前，在基材上涂敷贴合涂层。

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