CN110177652A - 具有性能增强组合物的涂覆磨料 - Google Patents

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CN110177652A CN201780078330.4A CN201780078330A CN110177652A CN 110177652 A CN110177652 A CN 110177652A CN 201780078330 A CN201780078330 A CN 201780078330A CN 110177652 A CN110177652 A CN 110177652A
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Abstract

本公开整体涉及涂覆磨料制品，所述涂覆磨料制品包含在底胶层、复胶层、顶胶层或它们的组合中的摩擦学性能增强组合物；以及制备涂覆磨料制品的方法。本公开还涉及包括顶胶涂层的涂覆磨料制品，所述顶胶涂层包含硫化物清除组合物和/或交联的丙烯酸锌粘结剂；以及用于制备和使用此类磨料制品的方法。本公开还整体涉及包括聚集体的磨料制品，所述聚集体具有设置在所述聚集体上或在所述聚集体内的抗磨组合物或助磨剂。

Description

具有性能增强组合物的涂覆磨料
技术领域
本公开整体涉及涂覆磨料制品，这些涂覆磨料制品包含在底胶层、复胶层、顶胶层或它们的组合中的摩擦学性能增强组合物，以及制备涂覆磨料制品的方法。本公开还涉及包括顶胶涂层的涂覆磨料制品，该顶胶涂层包含硫化物清除组合物和/或交联的丙烯酸锌粘结剂，以及用于制备和使用此类磨料制品的方法。本公开还整体涉及包括聚集体的磨料制品，这些聚集体具有设置在聚集体上或聚集体内的抗磨组合物或助磨剂。
背景技术
磨料制品诸如涂覆磨料在各种行业中用于加工工件，诸如通过研磨、磨削和抛光进行加工。使用磨料制品的表面处理涵盖从初始粗材料去除到高精度精加工和亚微米级表面抛光等广泛的行业范围。有效且高效地磨削金属表面，特别是高性能抗氧化和抗腐蚀应用所需的铁-碳合金诸如碳钢和不锈钢以及镍-铬合金诸如铬镍铁合金表面，提出了许多加工挑战。
生产或依赖此类合金的行业对影响运营成本的因素很敏感，包括制备表面的速度、用于制备表面的材料的成本以及与制备表面所花费的时间相关的成本。通常，行业寻求实现具有高材料去除率的经济有效的磨料材料和工艺。然而，具有高去除速率的磨料和磨料工艺通常也趋于在获得与表面的高精度精加工和抛光相关的所需表面特性方面表现出较差的性能(如果不是无法实现的话)。相反，产生这种所需表面特性的磨料通常具有较低的材料去除率，其可能需要更多的时间和努力来去除足够量的表面材料。
因此，仍然需要改善的磨料产品和方法，其能够提供增强的磨料加工性能、效率和改善的表面质量。
附图说明
通过参考附图，可以更好地理解本发明，并且让本发明的众多特征和优点对于本领域的技术人员显而易见。
图1为涂覆磨料制品的一个实施例的剖视图，该涂覆磨料制品包括设置在顶胶层中的摩擦学性能增强组合物。
图2为涂覆磨料制品的一个实施例的剖视图，该涂覆磨料制品包括设置在底胶层上的助磨剂聚集体。
图3为制备包括在磨料层上或磨料层中的摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法的一个实施例的流程图。
图4为制备包括设置在底胶层上或底胶层中的摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法的一个实施例的流程图。
图5为制备包括设置在顶胶层上或顶胶层中的摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法的一个实施例的流程图。
图6为制备和使用硫化物清除组合物的方法的一个实施例的工艺流程图。
图7为制备包括设置在复胶层上的抗磨组合物和硫化物清除组合物的聚集体的涂覆磨料制品的方法的一个实施例的工艺流程图。
图8为包括抗磨组合物的聚集体的一个实施例的横截面图。
图9为包括抗磨组合物的聚集体的另一个实施例的横截面图。
图10为制备包括抗磨组合物的聚集体的方法的一个实施例的工艺流程图。
图11为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图12A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量的比较的条形图。
图12B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图13A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量的比较的条形图。
图13B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图14A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量与时间的比较的图。
图14B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图15A为沉积复胶层之前设置在底胶层上的摩擦学性能增强组合物聚集体以及磨粒的一个实施例的图片。
图15B为施加并且固化复胶层后图15A的实施例的磨料表面的图片。
图16A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量的比较的条形图。
图16B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图17为沉积复胶层之前设置在底胶层上的助磨剂聚集体以及磨粒的一个实施例的图片。
图18A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量的比较的条形图。
图18B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图19为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的累积材料去除量的比较的条形图。
图20A为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(累积材料去除量与时间)的图。
图20B为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(比磨削能与累积材料去除量)的图。
图21A为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(累积材料去除量与时间)的图。
图21B为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(比磨削能与累积材料去除量)的图。
图22A为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(累积材料去除量与时间)的图。
图22B为比较本发明的样本研磨盘与对照研磨盘的磨料性能数据(比磨削能与累积材料去除量)的图。
图23A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的相对材料去除量的比较的条形图。
图23B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
图24A为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的相对材料去除量的比较的条形图。
图24B为示出利用本发明的研磨盘实施例和常规研磨盘所得到的比磨削能(“SGE”)与累积材料去除量的比较的图。
技术人员应当理解，附图中的元件出于简单和清楚起见示出，未必按比例绘制
具体实施方式
提供以下结合附图的描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。
当提及值时，术语“平均”旨在表示平均值、几何平均值或中值。如本文所用，术语“由……构成”、“包括”、“包含”、“具有”、“有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的工艺、方法、物件或设备不一定仅限于那些特征，而是可包括没有明确列出或这类工艺、方法、物件或设备所固有的其他特征。如本文所用，短语“基本上由……组成”或“基本上包括”是指该短语描述的主体不包括在实质上影响主体的特性的任何其他组分。
另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真实(或存在)的而B为虚假(或不存在)的；A为虚假(或不存在)的而B为真实(或存在)的；以及A和B两者都为真实(或存在)的。
采用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这么做只是为了方便起见和提供对本发明范围的一般认识。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然。
此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。当术语“约”或“大约”在数值之前时，诸如在描述数值范围时，旨在还包括精确的数值。例如，以“约25”开始的数值范围旨在还包括恰好以25开始的范围。此外，应当理解，对所述“至少约”、“大于”、“小于”或“不大于”的值的引用可包括其中定义的任何最小值或最大值的范围。
如本文所用，短语“平均粒径”可指平均粒径、均值粒径或中值粒径，在本领域中通常也称为D50。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是示例性的而非限制性的。关于本文未述的方面，关于特定材料和加工行为的许多详细信息是常规的，并且能在涂覆磨料工艺领域的教科书及其他来源中找到。
涂覆磨料制品
参见图1，示出了涂覆磨料制品100的横截面。如图所示，涂覆磨料制品100可包括基底104(在本文中也称为背衬材料)，磨料层106可设置在该基底上。磨料层106可包括磨料颗粒110(在本文中也称为磨粒)与设置在聚合物底胶层粘结剂组合物108上的聚集体102，以及设置在磨料颗粒和聚合物底胶层粘结剂组合物上方的聚合物复胶层粘结剂组合物112。在一个实施例中，聚集体102也可设置在聚合物底胶层粘结剂组合物108上。聚集体102可为磨料聚集体或非磨料聚集体。聚集体102可包含摩擦学性能增强组合物、助磨剂组合物、抗磨组合物或它们的组合。聚合物顶胶层粘结剂组合物114可设置在磨料层106上。聚合物顶胶层粘结剂组合物114可包含摩擦学性能增强组合物，所述摩擦学性能增强组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中(例如，分散于其中)。根据另一个实施例，聚合物顶胶层粘结剂组合物114可包含硫化物清除组合物。硫化物清除组合物可包含硫化物清除剂或多种硫化物清除剂的组合。
在图2中，示出了涂覆磨料制品200的一个实施例的横截面。如图所示，涂覆磨料制品200可包含设置在基底202(背衬材料)上的聚合物底胶层粘结剂组合物204(即，底胶层)。磨料颗粒206(在本文中也称为磨粒)可设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上。呈聚集体的形式的摩擦学性能增强组合物208也可设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上。聚合物复胶层粘结剂组合物210可设置在磨料颗粒、聚集体和聚合物底胶层粘结剂组合物上方。任选地，聚合物顶胶层组合物(未示出)可设置在复胶层上方。
磨料制品
在一个实施例中，磨料制品可为固结磨料制品。固结磨料制品可包括涂覆磨料制品、粘结磨料制品、非织造磨料制品、工程化磨料制品以及它们的组合。磨料制品可为片、盘、带、条带、轮、细轮、翼片砂轮、翼片盘、抛光膜等形式。
在某些实施例中，磨料制品可为粘结磨料制品，该粘结磨料制品包含多个磨料颗粒和粘结基体组合物，其中磨料颗粒分散在粘结基体组合物中。
在一个另选的实施例中，磨料制品可为涂覆磨料制品，该涂覆磨料制品包含背衬材料、设置在背衬上的粘结剂组合物(在本文中也称为“底胶层”组合物或底胶层)以及设置在粘结剂组合物上或粘结剂组合物中的复合磨料聚集体。
在一个另选的实施方案中，磨料制品为非织造磨料制品，该非织造磨料制品包含非织造膨松纤维的基底、设置在基底上的粘结剂组合物以及设置在粘结剂组合物上或粘结剂组合物中的磨料颗粒。
制备涂覆磨料制品的方法
图3为制备具有摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法300的一个实施例的流程图。在步骤302处，方法300包括提供基底(背衬材料)。步骤304可包括将磨料层设置在基底上。步骤306可包括将摩擦学性能增强组合物设置在磨料层上或磨料层中。
图4为制备包含呈聚集体形式的摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法400的一个实施例的流程图。步骤402包括提供基底(背衬材料)。步骤404包括将底胶层设置在背衬材料上。步骤406包括将摩擦学性能增强组合物设置在底胶层上或底胶层中。在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物为设置在底胶层上的聚集体的形式。步骤408包括将磨粒设置在底胶层上。磨粒可与摩擦学性能增强组合物接触。步骤410包括将复胶层设置在磨粒和摩擦学性能增强组合物上方。
图5为制备包含设置在顶胶层上的摩擦学性能增强组合物的涂覆磨料制品的方法500的一个实施例的流程图。步骤502包括提供基底(背衬材料)。步骤504包括将底胶层设置在背衬材料上。步骤506包括将磨粒设置在底胶层上。步骤508包括将复胶层设置在磨粒和底胶层上方。步骤510包括将摩擦学性能增强组合物设置在顶胶层中或设置为顶胶层。
可制备包括硫化物清除组合物的涂覆磨料制品。在一个实施例中，该方法可包括：提供基底(背衬材料)；将磨料层设置在基底上；以及将硫化物清除组合物设置在磨料层上或磨料层中。
可制备包括抗磨组合物的涂覆磨料制品。在一个实施例中，可包括呈聚集体形式的抗磨组合物。在一个实施例中，该方法可包括：提供基底(背衬材料)；将底胶层设置在背衬材料上；将聚集体设置在底胶层上或底胶层中，该聚集体可为磨料聚集体，其中抗磨组合物设置在聚集体中；以及将复胶层设置在聚集体和底胶层上方。任选地，可将顶胶层施加到复胶层上方。顶胶层可包含硫化物清除组合物。
在一个实施例中，可制备包括抗磨组合物的涂覆磨料制品。在一个实施例中，该方法可包括：提供基底(背衬材料)；将底胶层设置在背衬材料上；设置磨料层；以及将复胶层设置在磨料层和底胶层上方。任选地，可将顶胶层施加到复胶层上方。顶胶层可包含抗磨组合物。
可制备包括设置在顶胶层中的硫化物清除组合物的涂覆磨料制品。该方法可包括：提供基底(背衬材料)；将底胶层设置在背衬材料上；将磨粒(或磨料聚集体)设置在底胶层上；将复胶层设置在磨粒和底胶层上方；以及将硫化物清除组合物设置在顶胶层中或设置为顶胶层。
图6为制备包括硫化物清除组合物的涂覆磨料制品的方法600的一个实施例的流程图。在步骤602处，将过渡金属盐、葡萄糖酸盐、乙二醛、多磷酸盐或它们的组合混合在一起，以形成硫化物清除组合物。在步骤604处，将硫化物清除组合物设置在涂覆磨料制品上，诸如设置在涂覆磨料制品的复胶层上，以形成包括硫化物清除组合物的涂覆磨料制品。
图7为制备在顶胶层中包括多个经处理的聚集体(即，包含抗磨组合物的磨料聚集体)和硫化物清除组合物的涂覆磨料制品的方法700的一个实施例的流程图。在步骤702处，提供基底。在步骤704处，将底胶层设置在基底上。在步骤706处，将经处理的聚集体设置在底胶层上或底胶层中。在步骤708处，将复胶层设置在经处理的聚集体和底胶层上方。在步骤710处，将硫化物清除组合物设置在复胶层上。
摩擦学性能增强组合物
令人惊讶地发现，存在设置在涂覆磨料制品的顶胶层上或顶胶层、设置在复胶层上或复胶层中、设置在底胶层上或底胶层中或它们的任何组合的摩擦学性能增强组合物提供了出人意料的有益的磨料性能。在一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物设置在顶胶聚合物粘结剂中。在另一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物设置在复胶层聚合物粘结剂中。在另一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物设置在底胶层聚合物粘结剂上或底胶层聚合物粘结剂中。在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可基本上不含或完全不含硫或硫化合物。
性能增强混合物
在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可包含性能增强混合物，该性能增强混合物包含硼酸(B(OH)3)、硼酸盐化合物或它们的组合；以及锌化合物。在一个实施例中，性能增强混合物还可包含多磷酸酯。在一个实施例中，性能增强混合物还可包含次磷酸盐。在一个实施例中，性能增强混合物还可包含纤维素或纤维素组合物。性能增强混合物可包括聚合物粘结剂组合物(例如，底胶层粘结剂、复胶层粘结剂和/或顶胶层粘结剂)。
性能增强混合物的组分的量可以是变化的。在一个实施例中，性能增强混合物可包含：
40 70wt％的聚合物粘结剂组合物；
20 40wt％的硼酸、硼酸盐化合物或它们的组合；以及
10 30wt％的锌化合物，诸如锌盐。
在一个实施例中，性能增强混合物可包含20 30wt％的多磷酸酯。在一个实施例中，性能增强混合物可包含1 30wt％的次磷酸盐。在一个实施例中，性能增强混合物可包含0.1 5wt％的纤维素。
如前文所述，性能增强化合物可包含硼酸、硼酸盐化合物或它们的组合。在一个实施例中，硼酸盐化合物可包含四硼酸钾、五硼酸钾、五硼酸铵、硼酸钙或它们的任何组合。
如前文所述，性能增强化合物可包含锌化合物。在一个实施例中，锌化合物可为锌盐。锌盐可包含硼酸锌、磷酸锌、硬脂酸锌、碳酸锌铵或它们的任何组合。
如前文所述，性能增强化合物可包含多磷酸酯。在一个实施例中，多磷酸酯可包含多磷酸酯(“PPE”)、聚醚磷酸酯、聚醚磷酸酯的胺盐或它们的任何组合。
如前文所述，性能增强化合物可包含次磷酸盐。在一个实施例中，次磷酸盐可包含次磷酸钠(NaPO2H2)、次磷酸钾或它们的组合。
FISCHER-TROPSCH烃产物
在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可包含Fischer-Tropsch烃产物。在一个实施例中，Fischer-Tropsch烃产物可包含Fischer-Tropsch蜡。在另一个实施例中，Fischer-Tropsch烃产物可包含蜡乳液。
在一个实施例中，Fischer-Tropsch烃产物可包含Fischer-Tropsch合成原油含氧化合物(即由Fischer-Tropsch方法处理后的合成原油所得到的含氧烃产物)。在一个实施例中，Fischer-Tropsch合成粗制含氧化合物包含具有4至40个碳原子诸如5至30个碳原子或诸如8至25个碳原子的脂族碳链的醇、醛、羧酸、酮或它们的任何组合。
摩擦学性能增强组合物设置在聚合物层或层的组合中
摩擦学性能增强组合物可存在于涂覆磨料制品的一个或多个特定层中。存在于一层中的摩擦学性能增强组合物可与存在于另一层中的摩擦学性能增强组合物相同或不同。在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物存在于顶胶层、复胶层、底胶层或它们的组合中，诸如同时存在于顶胶层和底胶层中。在一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物设置在顶胶层中。在另一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物设置在底胶层上。在另一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物分散于顶胶层中并且设置在底胶层中。在另一个具体实施例中，摩擦学性能增强组合物仅设置在顶胶层中。
顶胶层中摩擦学性能增强组合物的量可以是变化的。在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可包含整个(即，100wt％)顶胶层。在另一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可仅包含顶胶层的一部分。在一个实施例中，顶胶层中摩擦学性能增强组合物可不小于顶胶层的0.1wt％，诸如不小于0.5wt％、不小于1wt％、不小于5wt％、不小于10wt％、不小于15wt％、不小于20wt％、不小于25wt％、不小于30wt％、不小于35wt％或不小于40wt％。在另一个实施例中，顶胶层中摩擦学性能增强组合物的量可不大于99wt％，诸如不大于95wt％、不大于90wt％、不大于85wt％、不大于80wt％、不大于75wt％、不大于70wt％、不大于65wt％或不大于60wt％。摩擦学性能增强组合物的量可在包括前述上限和下限的任一对的范围内。
抗磨组合物
在一个实施例中，抗磨组合物可包含抗磨剂或多种抗磨剂的组合、固定剂组合物、润滑剂或它们的组合。
在一个实施例中，抗磨剂可包含有机磷酸酯，诸如磷酸酯、硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯或它们的组合。在一个实施例中，抗磨剂可包含锌。合适的包含锌的抗磨剂为二硫代磷酸锌(ZDP)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或它们的组合。ZDDP可为单体ZDDP、二聚体ZDDP、四聚体ZDDP(也称为碱性ZDDP)、聚合体ZDDP或它们的组合。在另一个实施例中，抗磨剂不包含锌。合适的不包含锌的抗磨剂是“无灰”二硫代磷酸盐，诸如二烷基二硫代磷酸、氨基二烷基二硫代磷酸盐、氨基二烷基二硫代磷酸盐以及它们的组合。
在一个具体实施例中，抗磨组合物中抗磨剂的量可以是变化的。在一个实施例中，抗磨剂的量可为基本上全部(100wt％，减去任何天然存在的污染物)至全部(100wt％)的抗磨组合物。在另一个实施例中，抗磨剂的量可为抗磨组合物的分量。在一个实施例中，抗磨剂的量可不小于抗磨组合物的0.01wt％，诸如不小于抗磨组合物的1.0wt％、不小于3.0wt％、不小于5.0wt％、不小于7.5wt％、不小于10wt％、不小于15wt％、不小于20wt％、不小于25wt％或不小于30wt％。在一个实施例中，抗磨组合物中抗磨剂的量可不大于抗磨组合物的90wt％，诸如不大于抗磨组合物的89wt％、不大于87wt％、不大于85wt％、不大于80wt％、不大于75wt％、不大于70wt％、不大于65wt％、不大于60wt％、不大于55wt％、不大于50wt％、不大于45wt％或不大于40wt％。抗磨剂的量可在包括前述任何上限和下限的一对的范围内。在一个具体实施例中，抗磨组合物中抗磨剂的量可在抗磨组合物的0.01wt％至90wt％的范围内，诸如在抗磨组合物的0.1wt％至89wt％的范围内，诸如在1.0wt％至87wt％的范围内，诸如在1.5wt％至85wt％的范围内。
在一个实施例中，抗磨组合物可包含固定剂材料。固定剂材料可包含粘结剂或胶材料，其能够将抗磨组合物固定或粘附到磨料聚集体上，诸如通过干燥、固化、吸附或其它合适的粘附方法实现。在一个实施例中，固定剂组合物可包含有机粘结剂、无机粘结剂或它们的组合。在一个实施例中，固定剂组合物可包含胶，诸如天然胶、合成胶或它们的组合。在一个具体实施例中，固定剂组合物可包含聚乙酸乙烯酯(例如，Fevicol)。在另一个实施例中，固定剂组合物可包含聚合物树脂或聚合物树脂的组合。在一个具体实施例中，固定剂组合物可包含酚类树脂。在另一个实施例中，固定剂组合物可包含粘土，诸如天然粘土、改性天然粘土，其包括功能化粘土(例如，Cloisite粘土)、合成粘土或它们的组合。在另一个实施例中，固定剂组合物可包含含水矿物，诸如硫酸铝钙矿物(例如，钙矾石Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O)。
在一个具体实施例中，抗磨组合物中固定剂组合物的量可以是变化的。在一个实施例中，固定剂组合物的量可不小于组合物的1.0重量百分比，诸如不小于抗磨组合物的5重量百分比、不小于10重量百分比、不小于15重量百分比、不小于20重量百分比、不小于30重量百分比、不小于40重量百分比、不小于50重量百分比、不小于55重量百分比、不小于60重量百分比或不小于65重量百分比。在一个实施例中，抗磨组合物中固定剂组合物的量可不大于组合物的90重量百分比，诸如不大于抗磨组合物的85重量百分比、不大于80重量百分比、不大于75重量百分比、不大于70重量百分比、不大于65重量百分比、不大于60重量百分比、不大于55重量百分比、不大于50重量百分比、不大于45重量百分比、不大于40重量百分比、不大于35重量百分比或不大于30％。固定剂组合物的量可在包括前述任何上限和下限的一对的范围内。在一个具体实施例中，抗磨组合物中固定剂组合物的量可在抗磨组合物的1.0重量百分比至95重量百分比的范围内，诸如在抗磨组合物的10重量百分比至90重量百分比的范围内。
在一个实施例中，抗磨组合物可包含润滑剂组合物。在一个实施例中，润滑剂可包含烃物质或多种烃物质的混合物，诸如烷烃、环烷烃或它们的组合。在一个实施例中，烃物质可具有至少5个碳原子，诸如至少8个碳原子，诸如至少10个碳原子，诸如至少12个碳原子。在另一个实施例中，烃物质可具有不大于100个碳原子，诸如不大于90个碳原子，诸如不大于80个碳原子，诸如不大于70个碳原子，诸如不大于60个碳原子，或诸如不大于50个碳原子。在一个具体实施例中，烃物质可具有至少5个碳原子至100个碳原子，诸如至少8个碳原子至70碳原子，诸如至少10个碳原子至60碳原子，诸如12个碳原子至50个碳原子。
在一个实施例中，润滑剂可包含石蜡材料，诸如液体石蜡、固体石蜡或它们的组合。在一个具体实施例中，石蜡材料可包括通常所称的液体石蜡(也称为“白油”、“矿物油”)、石蜡或它们的组合。
在一个实施例中，润滑剂可包含油、蜡、油脂或它们的组合。在一个具体实施例中，油可为矿物油、植物油、动物油、合成油或它们的组合。在一个具体实施例中，油可包含矿物油，诸如来自矿物来源特别是石油馏分的高级婉烷烃的各种轻质混合物中的任一者。在一个具体实施例中，油可为通常所称的“机油”或“发动机油”。合适的机油和发动机油可为由汽车工程师协会(“SAE”)指定为SAE 5W、10W、15W、20W、25W、20、30、40、50或60重量油的那些额定粘度的油或它们的组合。在一个具体实施例中、润滑剂为SAE 20w-40机油。
在一个实施例中，植物油为提取自植物的油，通常提取自果实或种子。合适的植物油可包括芥花油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄榄油、棕榈油、花生油、菜籽油、红花油、芝麻油、大豆油、葵花油以及它们的组合。
在一个具体实施例中，抗磨组合物中润滑剂的量可以是变化的。在一个实施例中，润滑剂的量可不小于抗磨组合物的1重量百分比，诸如不小于抗磨组合物的3重量百分比、不小于5重量百分比、不小于10重量百分比、不小于20重量百分比、不小于30重量百分比、不小于40重量百分比、不小于50重量百分比、不小于60重量百分比、不小于70重量百分比或不小于80重量百分比。在一个实施例中，抗磨组合物中润滑剂的量可不大于组合物的90重量百分比，诸如不大于抗磨组合物的85重量百分比、不大于80重量百分比、不大于70重量百分比、不大于60重量百分比、不大于50重量百分比、不大于45重量百分比、不大于40重量百分比、不大于30重量百分比、不大于20重量百分比或不大于10％。润滑剂的量可在包括前述任何上限和下限的一对的范围内。在一个具体实施例中，抗磨组合物中润滑剂的量可在抗磨组合物的1重量百分比至99重量百分比的范围内，诸如在抗磨组合物的5重量百分比至95重量百分比的范围内，诸如在10重量百分比至90重量百分比的范围内，诸如在20重量百分比至80重量百分比的范围内，诸如在40重量百分比至70重量百分比的范围内。
在一个具体实施例中，抗磨组合物的组分物质的量可为彼此有益的特定比率。在一个实施例中，润滑剂与固定剂的比率在3:1至1:20诸如1:1至1:3的范围内。
在一个具体实施例中，抗磨组合物存在于顶胶层中。
硫化物清除组合物
存在设置在涂覆磨料制品的顶胶层上或顶胶层中、在复胶层上或复胶层中或它们的任何组合的硫化物清除组合物，提供了有益的磨料性能，并且解决了当磨料制品在其添加剂和/或组分层中包含各种硫化合物时研磨过程中可能发生的不需要的硫化物排放的问题。在一个具体实施例中，硫化物清除组合物设置在顶胶聚合物粘结剂中。在另一个实施例中，硫化物清除组合物设置为顶胶层，但是不一定为聚合物。在另一个具体实施例中，硫化物清除组合物设置在复胶层聚合物粘结剂中。在另一个具体实施例中，硫化物清除组合物设置在底胶层聚合物粘结剂上或底胶层聚合物粘结剂中。
在一个实施例中，硫化物清除组合物可包含一种或多种硫化物清除剂。在一个实施例中，硫化物清除组合物可包含过渡金属盐、葡萄糖酸盐、乙二醛、多磷酸盐或它们的组合。在一个实施例中，过渡金属盐可为钛盐、锰盐、铁盐、镍盐、铜盐、锌盐或它们的组合。在一个实施例中，过渡金属盐可包含过渡金属氧化物、过渡金属碳酸盐、过渡金属硼酸盐、过渡金属磷酸盐或它们的组合。在一个实施例中，过渡金属盐可包含锌化合物。在一个实施例中，锌化合物可包含氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、硼酸锌、磷酸锌、环烷酸锌或它们的组合。在一个实施例中，过渡金属盐可包含氧化铁、碳酸铁、硬脂酸铁、磷酸铁、环烷酸铁或它们的组合。在一个实施例中，葡萄糖酸盐可包含葡萄糖酸亚铁。在一个实施例中，硫化物清除组合物还可包含多磷酸盐、多磷酸酯或它们的组合。
硫化物清除组合物的组分的量可以是变化的。
聚集体
在一个实施例中，多个聚集体设置在底胶层上或底胶层中。在另一个实施例中，多个聚集体设置在复胶层上或复胶层中。聚集体可为磨料聚集体、非磨料聚集体或它们的组合。聚集体可包含摩擦学性能增强组合物、助磨剂组合物、抗磨组合物或它们的组合。在一个实施例中，所述多个聚集体可为助磨剂聚集体的形式，如本文所述。在另一个实施例中，所述多个聚集体可为磨料聚集体的形式，如本文所述。
助磨剂聚集体
在一个实施例中，摩擦学性能增强组合物可包含助磨剂聚集体，该助磨剂聚集体包含聚合物粘结剂和助磨剂或多种助磨剂的混合物。
助磨剂聚集体的组分的量可以是变化的。在一个实施例中，助磨剂聚集体可包含：
60 99wt％的助磨剂；以及
1 40wt％的聚合物粘结剂。
在一个实施例中，助磨剂可包含氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合。在一个实施例中，聚合物粘结剂组合物可包含酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的任何组合。
磨料聚集体
图8为磨料聚集体800实施例的图示。多个颗粒802，其可为磨料颗粒，可通过聚集体粘结剂组合物806结合在一起。抗磨组合物804可设置为与颗粒802和聚集体粘结剂组合物806接触。在一个实施例中，抗磨涂层设置在颗粒802的表面上，并且可设置在颗粒和聚集体粘结剂组合物806之间。在一个实施例中，颗粒802可涂覆(例如，包封)有抗磨组合物804。在一个实施例中，聚集体粘结剂组合物806可包含连续相。在一个实施例中，聚集体粘结剂组合物806可为有机聚合物组合物。
图9为磨料聚集体900实施例的图示。多个颗粒902，其可为磨料颗粒，可通过聚集体粘结剂组合物904结合在一起。在一个实施例中，聚集体粘结剂组合物904可包含在颗粒902之间的粘结界面，该粘结界面将颗粒结合在一起。在一个实施例中，聚集体粘结剂组合物可包含不连续相。在一个实施例中，粘结界面可包含位于介于颗粒902之间的接触点处。在一个实施例中，聚集体粘结剂组合物可包含玻璃状粘结剂组合物。抗磨组合物906可设置在颗粒902之间，并且/或者设置在颗粒902的表面上。
图10为制备包括抗磨组合物的磨料聚集体的方法1000的一个实施例的流程图。在步骤1002处，将固定剂和抗磨剂混合在一起以形成抗磨组合物。任选地，在步骤1002过程中，润滑剂还可与固定剂和抗磨剂混合在一起。在步骤1004处，浸泡多孔磨料聚集体以形成包括抗磨组合物的经处理的磨料聚集体。
在一个实施例中，每个磨料聚集体包含聚集体粘结剂组合物和分散于粘结剂组合物中的多个磨料砂粒。在一个实施例中，磨料聚集体可包含抗磨组合物。聚集体粘结剂组合物可包含陶瓷粘结剂、玻璃状粘结剂、聚合物树脂粘结剂或它们的组合。在一个具体实施例中，聚集体粘结剂组合物可包含玻璃状粘结剂。在另一个具体实施例中，聚集体粘结剂组合物可包含聚合物树脂粘结剂。如图8所示的聚集体粘结剂组合物806可为聚合物树脂粘结剂。如图9所示的聚集体粘结剂组合物904可为玻璃状粘结剂。
磨料聚集体中聚集体粘结剂组合物的量可以是变化的。在一个实施例中，聚集体粘结剂包含至少0.5wt％的磨料聚集体，诸如至少1wt％、诸如至少2wt％、至少3wt％、至少4wt％、至少5wt％、至少7wt％、至少10wt％或至少15wt％的磨料聚集体。在另一个实施例中，聚集体粘结剂包含不大于60wt％的磨料聚集体，诸如不大于55wt％、不大于50wt％或不大于45wt％的磨料聚集体。聚集体粘结剂组合物的量可在上文所述的任何最小值或最大值的范围内。在一个具体实施例中，聚集体粘结剂组合物的量包含至少0.5wt％至不大于50wt％的磨料聚集体。
磨料聚集体中磨料砂粒的量可以是变化的。在一个实施例中，磨料砂粒可包含至少5wt％的磨料聚集体，诸如至少10wt％的磨料聚集体，诸如至少15wt％、至少20wt％或至少25wt％的磨料聚集体。在另一个实施例中，磨料砂粒包含不大于80wt％的磨料聚集体，诸如不大于75wt％、不大于70wt％、不大于65wt％、不大于60wt％或不大于55wt％的磨料聚集体。磨料砂粒的量可在上文所述的任何最小值或最大值的范围内。在一个具体实施例中，磨料砂粒的量包含至少5wt％至不大于70wt％的磨料聚集体。
磨料砂粒可在特定的尺寸范围内、匹配特定的尺寸分布或它们的组合。在一个实施例中，磨料砂粒可在不小于1微米和不大于2000微米的尺寸范围内。在一个具体实施例中，磨料砂粒在50微米至1500微米的尺寸范围内。
磨料聚集体中抗磨组合物的量可以是变化的。在一个实施例中，抗磨组合物可包含至少0.5wt％的磨料聚集体，诸如至少1wt％、诸如至少2wt％、至少3wt％、至少4wt％、至少5wt％、至少7wt％、至少10wt％或至少15wt％的磨料聚集体。在另一个实施例中，聚集体粘结剂包含不大于40wt％的磨料聚集体，诸如不大于35wt％、不大于30wt％或不大于25wt％的磨料聚集体。抗磨组合物的量可在上文所述的任何最小值或最大值的范围内。在一个具体实施例中，抗磨组合物的量包含至少0.5wt％至不大于50wt％的磨料聚集体。
磨料聚集体可在特定的尺寸范围内、匹配特定的尺寸分布或它们的组合。在一个实施例中，磨料聚集体可在不小于20微米至不大于4000微米的范围内。在一个具体实施例中，磨料聚集体在50微米至2000微米的尺寸范围内。
在一个实施例中，磨料聚集体可包含玻璃状聚集体粘结剂组合物(在本文中也称为玻璃粘结剂组合物、玻璃粘结组合物或玻璃粘结)。玻璃状粘结剂组合物为玻璃组合物，其可包含酸性氧化物、两性氧化物、碱性氧化物、中性氧化物或它们的组合。酸性氧化物为具有通式RO或RO2的氧化物，其中R为金属或过渡金属部分。酸性氧化物可包括二氧化硅(硅石)(SiO2)、氧化锰(IV)(MnO2)、三氧化钼(钼华)(MoO3)、五氧化二磷(P2O5)、二氧化钛(氧化钛)(TiO2)、钒(V)氧化物(V2O5)和二氧化锆(ZrO2)或它们的组合。碱(也称为“碱性氧化物”或“熔剂”)为具有式RxO的氧化物，其中R为金属或过渡金属部分。在一个实施例中，碱性氧化物可包括氧化钴(II)(CoO)、氧化铜(II)(氧化铜)(CuO)、氧化镍(II)(NiO)、氧化锶(锶土)(SrO)、氧化镁(苦土)(MgO)、氧化钙(生石灰)(CaO)、氧化锂(锂氧)(Li2O)、氧化钡(重晶石)(BaO)、氧化锌(炉甘石)(ZnO)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(钾碱)(K2O)以及它们的组合。两性氧化物为具有通式R2O3的氧化物，其中R为金属或过渡金属部分。在一个实施例中，两性物质可包括三氧化二硼(氧化硼)(B2O3)、氧化铬(III)(三氧化二铬)(Cr2O3)、氧化钇(三氧化二钇)(Y2O3)、氧化铁(III)(Fe2O3)和氧化铝(三氧化二铝)(Al2O3)以及它们的组合。玻璃状粘结剂组合物中酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物的量可以是变化的。玻璃状聚集体粘结剂组合物可具有特定量的过渡金属，其可以是变化的。玻璃状粘结剂组合物可具有特定的玻璃化转变温度、烧结温度或它们的组合。磨料聚集体可具有一种或多种有益特性，诸如松散的包装密度(g/cm3)、孔隙率(体积％)(在浸渍有抗磨组合物之前和/或之后测得)、压碎强度(特定压力下的压碎％)。
在一个实施例中，磨料聚集体可包含聚合物树脂聚集体粘结剂组合物。在一个实施例中，聚合物树脂聚集体粘结剂组合物可包含酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的任何组合。在一个具体实施例中，聚合物树脂聚集体粘结剂组合物可包含酚类聚合物组合物。
背衬材料
背衬材料(在本文中也称为“背衬”)可为柔性的或刚性的。背衬可由任何数量的各种材料制成，其中包括在涂覆磨料的制造中常规用作背衬的那些材料。示例性柔性背衬包括聚合物膜(例如，带底漆的膜)，诸如聚烯烃膜(例如，包括双轴取向的聚丙烯在内的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺膜或纤维素酯膜；金属箔、网片、泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)、布(例如，由纤维或纱线制成的布，包括聚酯、尼龙、丝绸、棉线、聚棉、人造丝或它们的组合)；纸；硬化纸；硫化橡胶；硬化纤维；非织造材料；它们的组合；或其经过处理的形式。布背衬可为织造布或针脚接合的布。在具体实例中，背衬选自由以下项构成的组：纸、聚合物膜、布(例如，棉、聚棉、人造丝、聚酯、聚尼龙)、硫化橡胶、硬化纤维、金属箔以及它们的组合。在其他实例中，背衬包含聚丙烯膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。在其他实例中，背衬材料为纸背衬。纸可为单层纸或多层纸，诸如层压纸。纸可为饱和或不饱和的。
背衬可任选地具有饱和剂、预胶层(也称为“正面填充层”)或背胶层(也称为“背面填充层”)中的至少一者。这些层的目的通常是密封背衬或者保护背衬中的纱线或纤维。如果背衬为布料，则通常使用这些层中的至少一者。预胶层或背胶层的添加可另外在背衬的正面或背面上导致“更光滑的”表面。也可使用本领域中已知的其他任选的层，诸如连接层。
背衬可为纤维增强的热塑性背衬，诸如美国专利5,417,726(Stout等人)中所述，或为无拼接的环形带，如美国专利5,573,619(Benedict等人)中所述。同样，背衬为具有从其突出的钩杆的聚合物基底，诸如美国专利5,505,747(Chesley等人)中所述。类似地，背衬可为环形织物，诸如美国专利5,565,011(Follett等人)中所述。
磨料层
磨料层包含多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒设置在聚合物粘结剂组合物(常被称为底胶层)上或聚合物粘结剂组合物中。在一个实施例中，磨料层包含设置在粘结剂组合物上或分散于粘结剂组合物中的磨料颗粒。在一个实施例中，磨料层可进一步包括设置在底胶层上方的聚合物组合物(常被称为复胶层)。
磨料颗粒
磨料颗粒基本上可包括单相无机材料，诸如氧化铝、碳化硅、二氧化硅、二氧化铈和更硬的高性能超级磨料颗粒，诸如立方相氮化硼和金刚石。另外，磨料颗粒可包括复合颗粒材料。此类材料可包括聚集体，其可通过浆液加工途径形成，这些途径包括通过挥发或蒸发除去液体载体，留下未烧制的(“生”)聚集体，其可任选地经受高温处理(即，焙烧、烧结)以形成可用的、经焙烧的聚集体。此外，磨料区域可包括工程化磨粒，其包括宏观结构和特定的三维结构。
在一个实施例中，磨料颗粒与粘结剂配制品共混以形成磨料浆液。另选地，将粘结剂配制品涂覆在背衬上后，将磨料颗粒施加到粘结剂配制品上方。任选地，可在磨料区域上施加功能性粉末以防止磨料区域粘附到图案化模具上。另选地，可在不存在功能性粉末的磨料区域中形成图案。
磨料颗粒可由磨料颗粒中的任一者或其组合形成，包括二氧化硅、氧化铝(熔融或烧结)、氧化锆、氧化锆/氧化铝、碳化硅、石榴石、金刚石、立方氮化硼、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。例如，磨料颗粒可选自由以下项构成的组：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、氮化铝以及它们的共混物。使用主要由α-氧化铝组成的致密磨料颗粒形成特定的实施例。
磨粒也可具有特定形状。此类形状的示例包括棒、三角形、锥体、锥形、实心球、空心球等等。另选地，磨粒可为随机形状。
在一个实施例中，磨料颗粒可具有不大于2000微米、诸如不大于约1500微米、不大于约1000微米、不大于约750微米或不大于500微米的平均粒度。在另一个实施例中，磨料颗粒尺寸为至少0.1微米、至少1微米、至少5微米、至少10微米、至少25微米或至少45微米。在另一个实施例中，磨料颗粒尺寸为约0.1微米至约2000微米。磨料颗粒的粒度通常被指定为磨料颗粒的最长尺寸。一般来讲，存在粒度分布的范围。在一些情况下，粒度分布严格受控。
底胶层 粘结剂组合物
粘结剂组合物(常被称为底胶层)可由单一聚合物或聚合物的共混物形成。粘结剂组合物可由环氧树脂组合物、丙烯酸组合物、酚类组合物、聚氨基甲酸酯组合物、酚类组合物、聚硅氧烷组合物或它们的组合形成。此外，粘结剂组合物可包含如上文所述的摩擦学性能增强组合物、添加剂或它们的组合。此外，粘结剂组合物可包含活性填料颗粒、添加剂或它们的组合，如本文所述。
粘结剂组合物通常包括聚合物基体，其将磨料颗粒粘结到背衬或柔顺涂层(如果存在此类柔顺涂层的话)上。通常，粘结剂组合物由固化的粘结剂配制物形成。在一个实施例中，粘结剂配制物包含聚合物组分和分散相。
粘结剂配制物可包含用于制备聚合物的一种或多种反应成分或聚合物成分。聚合物成分可包括单体分子、聚合物分子或它们的组合。粘结剂配制物可包含选自由以下项构成的组：溶剂、增塑剂、链转移剂、催化剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应介质以及用于影响分散体流动性的试剂。
聚合物成分可形成热塑性塑料或热固性塑料。以举例的方式，聚合物成分可包括用于形成聚氨基甲酸酯、聚脲、聚合环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚硅氧烷(硅树脂)、聚合醇酸树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚丁二烯的单体和树脂，或通常用于生产热固性聚合物的反应性树脂。另一个示例包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物成分。前体聚合物成分通常为可固化的有机材料(即，聚合物单体或材料，其能够在暴露于热或其他能源时发生聚合或交联，所述能源诸如电子束、紫外线、可见光等，或者在加入化学催化剂、水分或使聚合物固化或聚合的其他试剂时随时间推移而发生聚合或交联)。前体聚合物示例包括用于形成氨基聚合物或氨基塑料聚合物的反应性成分，诸如烷基化脲-甲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物和烷基化苯并胍胺-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聚合物、烷基丙烯酸酯、丙烯酸酯化环氧树脂、丙烯酸酯化氨基甲酸酯、丙烯酸酯化聚酯、丙烯酸酯化聚醚、乙烯醚、丙烯酸酯化油、丙烯酸酯化硅树脂；醇酸树脂聚合物，诸如氨基甲酸酯醇酸树脂聚合物；聚酯聚合物；反应性氨基甲酸酯聚合物；酚类聚合物，诸如甲阶酚醛树脂和酚醛清漆聚合物；酚醛/乳胶聚合物；环氧树脂聚合物，诸如双酚环氧树脂聚合物；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。粘结剂可包含单体、低聚物、聚合物或它们的组合。在一个具体实施例中，粘结剂配制物包含至少两种类型的聚合物的单体，其在固化时可交联。例如，粘结剂配制物可包含环氧树脂成分和丙烯酸成分，其在固化时形成环氧树脂/丙烯酸聚合物。
复胶层
涂覆磨料制品可包含设置在磨料层上的复胶层。复胶层可与用于形成磨料层的复胶层的聚合物粘结剂组合物相同或不同。复胶层可包含本领域中已知可用作复胶层的任何常规的组合物。复胶层可包含一种或多种添加剂。
顶胶层
涂覆磨料制品可包含设置在复胶层上的顶胶层。顶胶层可与底胶层的粘结剂组合物的聚合物粘结剂组合物相同或不同。在一个具体实施例中，顶胶层可包含乙酸酯组合物，诸如聚乙酸乙烯酯；酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；三聚氰胺树脂组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物，诸如可UV固化的丙烯酸酯组合物或锌交联的丙烯酸组合物；橡胶组合物，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的组合。在一个具体实施例中，顶胶层组合物包含摩擦学性能增强组合物，如上文所述。在另一个实施例中，顶胶层可包含除摩擦学性能增强组合物之外的一种或多种添加剂。在另一个实施例中，顶胶层组合物可包含硫化物清除组合物。在一个具体实施例中，顶胶层可包含除硫化物清除组合物之外的一种或多种添加剂。在另一个实施例中，顶胶层组合物可包含抗磨组合物。在一个具体实施例中，顶胶层可包含除抗磨组合物之外的一种或多种添加剂。
添加剂
底胶层、复胶层或顶胶层可包含一种或多种添加剂。合适的添加剂可包括助磨剂、纤维、润滑剂、润湿剂、触变性材料、表面活性剂、增稠剂、颜料、染料、抗静电剂、偶联剂、增塑剂、悬浮剂、pH调节剂、粘合促进剂、润滑剂、杀菌剂、杀真菌剂、阻燃剂、脱气剂、防尘剂、双功能材料、引发剂、链转移剂、稳定剂、分散剂、反应介质、着色剂和消泡剂。这些添加剂材料的量可被选择为提供所需的特性。这些任选的添加剂可存在于根据本公开的实施例的涂覆磨料产品的整个体系的任何部分中。合适的助磨剂可为无机材料，诸如卤化物盐，例如冰晶石、硅灰石和氟硼酸钾；或有机材料，诸如十二烷基硫酸钠或氯化蜡诸如聚氯乙烯。在一个实施例中，助磨剂可为环境可持续的材料。
实施例
实施例1.一种固结磨料制品，包含：
基底；
设置在基底上的磨料层，其中所述磨料层包含多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上或在聚合物底胶层粘结剂组合物中；以及
设置在磨料层上方的复胶层，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
设置在复胶层上方的顶胶层，其中所述顶胶层包含摩擦学性能增强组合物，所述摩擦学性能增强组合物设置在所述聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在所述聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
实施例2.根据实施例1所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含性能增强混合物，该性能增强混合物包含硼酸(B(OH)3)或硼酸盐化合物；以及锌化合物。
实施例3.根据实施例2所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含多磷酸酯。
实施例4.根据实施例2所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含次磷酸盐。
实施例5.根据实施例2所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含纤维素。
实施例6.根据实施例2所述的固结磨料制品，其中所述顶胶层包含：
40 70wt％的聚合物顶胶层粘结剂组合物
20 40wt％的硼酸(B(OH)3)或硼酸盐化合物，以及
10 30wt％的锌盐。
实施例7.根据实施例6所述的固结磨料制品，其中所述顶胶层进一步包含：
10 30wt％的多磷酸酯。
实施例8.根据实施例6所述的固结磨料制品，其中所述顶胶层进一步包含：
1 30wt％的次磷酸盐。
实施例9.根据实施例6所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含
0.1 5wt％的纤维素基增稠剂。
实施例10.根据实施例2所述的固结磨料，其中所述锌化合物包含硼酸锌、磷酸锌、硬脂酸锌、碳酸锌铵、多磷酸钠锌或它们的组合。
实施例11.根据实施例2所述的固结磨料，其中所述硼酸盐包含四硼酸钾、五硼酸钾、五硼酸铵、硼酸钙(硬硼钙石)、硼酸钠(硼砂)、电气石(含铝硼硅酸盐)、四水硼砂(水合硼酸钠)、钠硼解石(水合氢氧化钙钠)、硅硼钙石(硼硅酸盐)、三斜硼钙石(硼酸硅钙)或它们的组合。
实施例12.根据实施例3所述的固结磨料，其中所述多磷酸酯包含多磷酸酯(“PPE”)、聚醚磷酸酯、聚醚磷酸酯的胺盐或它们的任何组合。
实施例13.根据实施例4所述的固结磨料，其中所述次磷酸盐包含次磷酸钠(NaPO2H2)或次磷酸钾或它们的组合。
实施例14.根据实施例1所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含Fischer-Tropsch烃产物。
实施例15.根据实施例14所述的固结磨料制品，其中所述Fischer-Tropsch烃产物包含Fischer-Tropsch蜡。
实施例16.根据实施例14所述的固结磨料制品，其中所述Fischer-Tropsch烃产物包含蜡乳液。
实施例17.根据实施例14所述的固结磨料制品，其中所述Fischer-Tropsch烃产物包含Fischer-Tropsch合成原油含氧化合物(即用Fischer-Tropsch方法处理合成原油所得到的含氧烃产物)。
实施例18.根据实施例17所述的固结磨料制品，其中所述Fischer-Tropsch合成原油含氧化合物包含具有4至40个碳原子(诸如5至30个碳原子或诸如8至25个碳原子)的脂族碳链的醇、醛、羧酸、酮或它们的任何组合。
实施例19.根据实施例1所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含助磨剂聚集体，该助磨剂聚集体包含聚合物粘结剂组合物和氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合。
实施例20.根据实施例19所述的固结磨料制品，其中所述助磨剂聚集体包含：
60 99wt％的氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合；以及
1 40wt％的聚合物粘结剂组合物。
实施例21.根据实施例20所述的固结磨料制品，其中所述聚合物粘结剂组合物包含酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的任何组合。
实施例22.根据实施例19所述的固结磨料制品，其平均聚集体尺寸与平均磨粒尺寸的比率在1:10至10:1的范围内。
实施例23.根据实施例19所述的固结磨料制品，其磨粒重量(磅/令)与平均聚集体重量(磅/令)的比率在10:1至1:1的范围内。
实施例24.根据实施例1所述的固结磨料，其中摩擦学性能增强组合物基本上不含硫。
实施例25.根据实施例1所述的固结磨料，其中所述顶胶层聚合物组合物包含乙酸酯组合物，诸如聚乙酸乙烯酯；酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；三聚氰胺树脂组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物，诸如可UV固化的丙烯酸酯或锌交联的丙烯酸组合物；橡胶组合物，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的组合。
实施例26.一种固结磨料制品，包含：
基底；
设置在基底上的磨料层，其中所述磨料层包含多个聚集体，所述多个聚集体设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上或在聚合物底胶层粘结剂组合物中；
设置在磨料层上方的复胶层，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
设置在复胶层上方的顶胶层，其中所述顶胶层包含硫化物清除组合物，所述硫化物清除组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
实施例27.根据实施例26所述的固结磨料制品，其中所述聚集体包含：
通过聚集体粘结剂组合物结合在一起的多个颗粒，以及
设置为与所述颗粒和所述聚集体粘结剂组合物接触的抗磨组合物，
其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸盐化合物。
实施例28.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含设置在每个颗粒的表面上方的涂层。
实施例29.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含包封每个颗粒的涂层。
实施例30.根据实施例28所述的固结磨料制品，其中所述涂层设置在颗粒和聚集体粘结剂组合物之间。
实施例31.根据实施例28所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含连续相。
实施例32.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含有机聚合物组合物。
实施例33.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含位于颗粒之间将颗粒连接在一起的粘结界面。
实施例34.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物设置在颗粒之间。
实施例35.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述粘结界面包含位于颗粒之间的接触点处的粘结柱。
实施例36.根据实施例33所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂包含不连续相。
实施例37.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含玻璃状粘结剂组合物。
实施例38.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含0.5wt％至40wt％的聚集体。
实施例39.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含0.5wt％至50wt％的聚集体。
实施例40.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述多个颗粒包含5wt％至70wt％的聚集体。
实施例41.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯或它们的组合。
实施例42.根据实施例41所述的固结磨料制品，其中所述硫代磷酸盐包含锌。
实施例43.根据实施例42所述的固结磨料制品，其中所述硫代磷酸盐包含二硫代磷酸锌(ZDP)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或它们的组合。
实施例44.根据实施例43所述的固结磨料制品，其中所述ZDDP包含单体ZDDP、二聚体ZDDP、四聚体ZDDP、聚合体ZDDP或它们的组合。
实施例45.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物进一步包含润滑剂组合物。
实施例46.根据实施例45所述的固结磨料制品，其中所述润滑剂组合物包含石蜡材料、油、蜡、油脂或它们的组合。
实施例47.根据实施例46所述的固结磨料制品，其中所述石蜡材料包含液体石蜡、固体石蜡或它们的组合。
实施例48.根据实施例46所述的固结磨料制品，其中所述油包含植物油、矿物油、动物油、合成油或它们的组合。
实施例49.根据实施例46所述的固结磨料制品，其中所述油包含石油馏分。
实施例50.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物进一步包含固定剂组合物。
实施例51.根据实施例50所述的固结磨料制品，其中所述固定剂组合物包含聚合物树脂。
实施例52.根据实施例51所述的固结磨料制品，其中所述聚合物树脂包含乙酸酯组合物，诸如聚乙酸乙烯酯；酚类聚合物组合物，诸如甲阶酚醛树脂组合物；脲甲醛组合物；三聚氰胺树脂组合物；氨基甲酸酯组合物；环氧树脂组合物；聚酰亚胺组合物；聚酰胺组合物；聚酯组合物；丙烯酸酯组合物，诸如可UV固化的丙烯酸酯或锌交联的丙烯酸组合物；橡胶组合物，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶；基于蛋白质的组合物；基于淀粉的组合物；或它们的组合。
实施例53.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述多个颗粒包含磨料颗粒。
实施例54.根据实施例53所述的固结磨料制品，其中所述磨料颗粒包含二氧化硅、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、氮化铝或它们的组合。
实施例55.根据实施例53所述的固结磨料制品，其中所述磨料颗粒包括成形磨料颗粒或无规(粉碎)磨料颗粒。
实施例56.根据实施例54所述的固结磨料制品，其中所述成形磨料颗粒包括选自杆状、三角体、棱锥体、圆锥体、实心球、空心球或它们的组合的特定形状。
实施例57.根据实施例27所述的聚集体，其中所述聚集体的平均颗粒尺寸不小于20微米且不大于4000微米。
实施例58.根据实施例27所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含：
0.01wt％至90wt％的抗磨剂；以及
1.0wt％至90wt％的固定剂组合物。
实施例59.根据实施例58所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物进一步包含1.0wt％至90wt％的润滑剂组合物。
实施例60.根据实施例26所述的固结磨料制品，其中所述硫化物清除组合物包含：过渡金属盐、葡萄糖酸盐、乙二醛、多磷酸盐或它们的组合。
实施例61.根据实施例26所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐为钛盐、锰盐、铁盐、镍盐、铜盐、锌盐或它们的组合。
实施例62.根据实施例26所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐包含过渡金属氧化物、过渡金属碳酸盐、过渡金属硼酸盐、过渡金属磷酸盐或它们的组合。
实施例63.根据实施例60所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐包含氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、硼酸锌、环烷酸锌或它们的组合。
实施例64.根据实施例60所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐包含氧化铁。
实施例65.根据实施例60所述的固结磨料制品，其中所述葡萄糖酸盐包含葡萄糖酸亚铁。
实施例66.一种固结磨料制品，包含：
基底；
设置在基底上的磨料层，其中所述磨料层包含多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上或在聚合物底胶层粘结剂组合物中；以及
设置在磨料层上方的复胶层，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
设置在复胶层上方的顶胶层，其中所述顶胶层包含摩擦学性能增强组合物，所述摩擦学性能增强组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
实施例67.根据实施例66所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含性能增强混合物，该性能增强混合物包含：
硼酸(B(OH)3)或硼酸盐化合物；以及
锌化合物。
实施例68.根据实施例67所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含多磷酸酯。
实施例69.根据实施例67所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含次磷酸盐。
实施例70.根据实施例67所述的固结磨料制品，其中所述性能增强混合物进一步包含纤维素。
实施例71.根据实施例67所述的固结磨料，其中所述锌化合物包含硼酸锌、磷酸锌、硬脂酸锌、碳酸锌铵、多磷酸钠锌或它们的组合。
实施例72.根据实施例67所述的固结磨料，其中所述硼酸盐化合物包含四硼酸钾、五硼酸钾、五硼酸铵、硼酸钙(硬硼钙石)、硼酸钠(硼砂)、电气石(含铝硼硅酸盐)、四水硼砂(水合硼酸钠)、钠硼解石(水合氢氧化钙钠)、硅硼钙石(硼硅酸盐)、三斜硼钙石(硼酸硅钙)或它们的组合。
实施例73.根据实施例66所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含Fischer-Tropsch烃产物。
实施例74.一种固结磨料制品，包含：
基底；
设置在基底上的磨料层，以及
设置在磨料层上方的复胶层，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，其中助磨剂聚集体设置在所述磨料层中，并且
其中所述助磨剂聚集体包含聚合物粘结剂组合物以及氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合。
实施例75.根据实施例9所述的固结磨料制品，其中所述助磨剂聚集体包含：
60-99wt％的氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合；以及
1-40wt％的聚合物粘结剂组合物。
实施例76.根据实施例66所述的固结磨料，其中摩擦学性能增强组合物基本上不含硫。
实施例77.一种固结磨料制品，包含：
基底；
设置在基底上的磨料层，
设置在磨料层上方的复胶层，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
设置在复胶层上的顶胶层，其中所述顶胶层包含硫化物清除组合物，所述硫化物清除组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
实施例78.根据实施例77所述的固结磨料制品，其中所述硫化物清除组合物包含过渡金属盐、葡萄糖酸盐、乙二醛、多磷酸盐或它们的组合。
实施例79.根据实施例78所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐包含氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、硼酸锌、环烷酸锌或它们的组合。
实施例80.根据实施例77所述的固结磨料制品，其中所述磨料层包含多个磨料聚集体。
实施例81.根据实施例80所述的固结磨料制品，其中所述磨料聚集体包含：
多个颗粒，所述多个颗粒通过聚集体粘结剂组合物结合在一起，以及
抗磨组合物，所述抗磨组合物设置为与所述颗粒和所述聚集体粘结剂组合物接触，
其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸盐化合物。
实施例82.根据实施例81所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含玻璃状粘结剂组合物。
实施例83.根据实施例81所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯或它们的组合。
实施例84.根据实施例83所述的固结磨料制品，其中所述硫代磷酸盐包含锌。
实施例85.根据实施例83所述的固结磨料制品，其中所述硫代磷酸盐包含二硫代磷酸锌(ZDP)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或它们的组合。
实例
实例1：性能增强混合物顶胶
根据表1和表2所示的详细信息制备包含性能增强混合物的摩擦学性能增强组合物。
表1：包含摩擦学性能增强组合物的顶胶配方S1-S4
1 Vycar 1022
2 Firebrake 415
3 Optibor TP
4 Disparalon DA-375
5 Dynol 604
6 Deefo 215
表2：包含摩擦学性能增强组合物的顶胶配方S5-S13
1 Vycar 1022
2 Optibor TP
3 硬硼钙石
4 K-Pure-CXC-1765；Huntsman PhosGuard J0852
5 US Borax(美国硼砂集团)
6 US Borax(美国硼砂集团)
7 BASF氧化锌溶液1
8 Dynol 604
9 Deefo 215
10-Nastrol Plus羟乙基纤维素
实例2：磨料性能测试S1-S4 1026碳钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实施例1的配方S1-S4的摩擦学性能增强组合物。在1026碳钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表3所示。结果表明，S1的性能略有下降，S2、S3和S4配方的性能有所增强。在测试过程中测量比磨削能(“SGE”)，并相对于累积材料去除量作图，如图11所示。
表3：S1-S4在1026碳钢上的磨料性能
实例3：磨料性能测试S5-S7IS 2026钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实施例1的配方S5-S7的摩擦学性能增强组合物。在IS 2062钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表4和图12A所示。结果表明，S5和S6的性能略有下降，并且S7的性能相同。在测试过程中测量比磨削能(“SGE”)，并相对于累积材料去除量作图，如如图12B所示。
表4：S5-S7在IS 2026钢上的磨料性能
实例4：磨料性能测试S7-S13IS 2062钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实施例1的配方S7-S13的摩擦学性能增强组合物。在IS 2062钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表5所示。累积磨削量结果的条形图如图13A所示，并且SGE与累积磨削量的图如图13B所示。出人意料且令人惊讶的是，结果表明本发明的所有样本S7-S13的磨料均具有有益改进。同样，出人意料且令人惊讶的是，本发明的所有样本S7-S13的比磨削能(“SGE”)均小于或相当于对照样。
表5：S5-S7在1026碳钢上的磨料性能
实例5：磨料性能测试S7、S9、S10、S12IS 2062钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实施例1的配方S7、S9、S10和S12的摩擦学性能增强组合物。在IS 2062钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表6所示。相对磨削量结果的条形图如图23A所示，并且SGE与累积磨削量的图如图23B所示。出人意料且令人惊讶的是，结果表明本发明的所有样本S7、S9、S10和S12的磨料性能均得到有益改进。同样，出人意料且令人惊讶的是，本发明的所有样本S7、S9、S10和S12的比磨削能(“SGE”)小于或相当于对照样。
表6：S7、S9、S10、S12在IS 2062碳钢上的磨料性能
实例6：磨料性能测试S7、S9、S10、S12 不锈钢304LSS
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实施例1的配方S7、S9、S10和S12的摩擦学性能增强组合物。在304LSS不锈钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表7所示。相对磨削量结果的条形图如图24A所示，并且SGE与累积磨削量的图如图24B所示。出人意料且令人惊讶的是，结果表明本发明的所有样本S7、S9、S10和S12的磨料性能均得到有益改进。同样，出人意料且令人惊讶的是，本发明的所有样本S7、S9、S10和S12的比磨削能(“SGE”)小于或相当于对照样。
表7：S7、S9、S10、S12在不锈钢304LSS上的磨料性能
实例7：Fischer-Tropsch烃产物顶胶
根据表8所示的详细信息制备包含Fischer-Tropsch烃产物的摩擦学性能增强组合物。
表8：包含摩擦学性能增强组合物的顶胶配方S-14
1 Vycar 1022
2 Michem Emulsion 98040M1
3 Dynol 604
4 Deefo 215
实例8：磨料性能测试S14 1026碳钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含顶胶层，所述顶胶层包含根据实例7的配方S14的摩擦学性能增强组合物。在1026碳钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘不具有顶胶层，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表9所示。将随时间推移而累积材料去除量绘图，如图14A所示。将磨削能(“SGE”)与累积材料去除量绘图，如图14B所示。结果表明，在研磨盘的寿命的初始持续时间内，S14的磨料性能得到一定改善并且SGE减小。
表9：S14在1026碳钢上的磨料性能
样本 底胶层 复胶层 顶胶层
C2 对照样 对照样 无
S14 对照样 对照样 S14
实例9：聚集体 底胶层
根据表10所示的详细信息制备包含聚集体的摩擦学性能增强组合物，所述聚集体包含聚合物粘结剂组合物和氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合。
表10：包含聚集体S15和S16的摩擦学性能增强组合物
实施例10：磨料性能测试S15 1026碳钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含助磨剂聚集体，所述助磨剂聚集体具有根据实例9的配方S15的组合物，这些助磨剂聚集体与磨粒一起设置在底胶层上。图15A示出了在沉积复胶层之前，实例10的本发明的研磨盘的表面。图15B示出了在施加并且固化复胶层之后实例10的本发明的研磨盘的表面。在1026碳钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘在底胶层或任何顶胶层中不含任何助磨剂聚集体，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表11所示。对研磨盘上累积材料去除量和磨耗率作图，并且结果如图16A所示。将磨削能(“SGE”)与累积材料去除量绘图，如如图16B所示。结果表明，与对照相比，S15的磨料性能得到改善并且SGE减小。
表11：S15在1026碳钢上的磨料性能
实例11：磨料性能测试S15和S16 1026碳钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包括助磨剂聚集体，所述助磨剂聚集体具有根据实例9的配方S15和S16的组合物，这些助磨剂聚集体与磨粒一起设置在底胶层上。图17示出了在沉积复胶层之前，实例11的本发明的研磨盘S16的表面。在1026碳钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘在底胶层或任何顶胶层中不含任何助磨剂聚集体，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表12所示。对研磨盘上累积材料去除量和磨耗率作图，并且结果如图18A所示。将磨削能(“SGE”)与累积材料去除量绘图，如如图18B所示。结果表明，与对照样相比，S15和S16的磨料性能均得到改善并且SGE减小。
表12：S15在1026碳钢上的磨料性能
实例12：磨料性能测试S15IS 2062钢
成功制备了本发明的研磨盘，其包含助磨剂聚集体，所述助磨剂聚集体具有根据实例9的配方S15的组合物，这些助磨剂聚集体与磨粒一起设置在底胶层上。对于样本D1-D3，助磨剂聚集体的负载重量(面密度)是变化的。在IS 2062钢工件上对本发明的研磨盘和传统的对比研磨盘进行磨料性能测试。对比研磨盘在底胶层或任何顶胶层中不含任何助磨剂聚集体，并且用作对照样本。研磨盘的构造和磨料性能结果如表13所示。对累积材料去除量作图，如图19所示。结果表明，包含S15助磨剂聚集体的研磨盘的磨料性能有所改善，但是出人意料且令人惊讶的是，虽然性能改善显著，但是与加载到底胶层上的S15助磨剂聚集体的量相比并不呈线性。
表13：S15在1026碳钢上的磨料性能
实例13：磨料性能测试S15研磨带
成功制备了本发明的研磨带，其包含助磨剂聚集体，所述助磨剂聚集体具有根据实例9的配方S15的组合物，这些助磨剂聚集体与磨粒一起设置在底胶层上。对于样本D4-D5，助磨剂聚集体的wt％是变化的。在合金718工件上对本发明的研磨带和常规的对比研磨带进行磨料性能测试。对比研磨带在底胶层或任何顶胶层中不含任何助磨剂聚集体，并且用作对照样本。研磨带的构造和磨料性能结果如表14所示。记录累积材料去除量。结果表明，与对照样相比，D4和D5的磨料性能均有所改善。结果表明，包含S15助磨剂聚集体的研磨带的磨料性能有所改善，但是出人意料且令人惊讶的是，虽然性能改善显著，但是与加载到底胶层上的S15助磨剂聚集体的重量％相比并不呈线性。
表14：S15在1026碳钢上的磨料性能
实例14：抗磨组合物的制备
根据表15所列的配方制备抗磨组合物。
表15：抗磨组合物
组分列表
·Vycar 1022纤维素稳定的醋酸乙烯酯均聚物(可购自Lubrizol AdvancedMaterials,Inc.，Brecksville，美国俄亥俄州)
·1395矿物油中的烷基二硫代磷酸锌(85％)(可购自LubrizolAdvanced Materials,Inc.，Brecksville，美国俄亥俄州)
·Dynol 604表面活性剂(可购自Evonik Corporation，Allentown，美国宾夕法尼亚州)
·Deefo 215消泡剂(可购自Munzing Chemie，Abstatt，德国)
·ZDT/S结合到二氧化硅颗粒(30％)的二烷基二硫代磷酸锌(70％)(可购自RheinChemie Additives，Cologne，德国)
·MEGATRAN 240丙烯酸共聚物(苯乙烯/丙烯酸酯/甲基丙烯酸铵共聚物锌络合物)，可从Interpolymer(Canton,MA)商购获得
·Firebrake 415硼酸锌(可购自Rio Tinto Borates,Greenwood Village,CO)
·硬脂酸锌一般可商购获得
将这些组分充分混合以形成抗磨组合物。
实例15：磨料聚集体
将分散在玻璃粘结剂中的氧化铝砂粒的玻璃化磨料聚集体浸泡在抗磨组合物中，使得抗磨组合物设置在聚集体内介于聚集体的砂粒和聚集体的孔隙之间。用抗磨组合物覆盖聚集体的表面的一部分，并且在一些情况下，覆盖整个聚集体表面。氧化铝砂粒的平均尺寸为P36(约525-545微米)，而聚集体的平均尺寸为10号筛至18号筛(1mm至2mm)。收集经处理的聚集体，并在烘箱中干燥，直至抗磨组合物硬化(“固化”)。
实例16：利用磨料聚集体制备涂覆磨料
制备涂覆了磨料的样本，其包含实施例15的经处理的磨料聚集体。测试涂覆了磨料的样本，以确定其与对照样本相比的磨料性能。观察到涂覆了磨料的样本产生有益的磨料结果。
实例17：顶胶层：抗磨和硫化物清除组合物：硼酸锌
根据表16中列出的配方制备包含抗磨组合物和硫化物清除组合物的顶胶层。
表16：抗磨组合物和硫化物清除组合物
湿wt％ 干/固化wt％
Vycar 1022 52.1 48.3
Rhenocure ZDT/S 15.7 25.1
Firebrake 415 15.6 25.1
Dynol 604 0.5 0.8
Deefo 215 0.5 0.8
水 15.6 0
总计 100.0 100.0
将顶胶层施加到研磨盘以形成本发明的样本。进行磨料测试，将样本研磨盘与对比研磨盘进行比较，两者的唯一区别是对比研磨盘不含任何顶胶层。磨料测试的结果汇总于表17中，并且如图20A和图20B所示。
表17：磨料性能总结
实例18：顶胶层：抗磨和硫化物清除组合物：硬脂酸锌
根据表18中列出的配方制备包含抗磨组合物和硫化物清除组合物的顶胶层。
表18：抗磨组合物和硫化物清除组合物
将顶胶层施加到研磨盘以形成本发明的样本。进行磨料测试，将样本研磨盘与对比研磨盘进行比较，两者的唯一区别是对比研磨盘不含任何顶胶层。磨料测试的结果汇总于表19中，并且如图21A和如图21B所示。
表19：磨料性能总结
实例19：顶胶层抗磨组合物和锌交联的丙烯酸组合物
根据表20中列出的配方制备包含抗磨组合物和锌交联的丙烯酸组合物的顶胶层。
表20：抗磨组合物和锌交联的丙烯酸组合物
湿wt％ 干/固化wt％
Megatran 240 70.9 48.1
Rhenocure ZDT/S 28.1 50.1
Dynol 604 0.5 0.9
Deefo 215 0.5 0.9
水 0 0
总计 100.0 100.0
将顶胶层施加到研磨盘以形成本发明的样本。进行磨料测试，将样本研磨盘与对比研磨盘进行比较，两者的唯一区别是对比研磨盘不含任何顶胶层。磨料测试的结果汇总于表21中，并且如图22A和如图22B所示。
表21：磨料性能总结
上述内容对具体的实施例的引用以及某些组件的连接是例示性的。应当理解，对耦接或连接的组件的引用旨在公开所述组件之间的直接连接或通过一个或多个中间组件的间接连接，根据理解的那样实现本文所述的方法。因此，以上公开的主题应该理解为示例性的而非限制性的，我们希望所附的权利要求涵盖所有落在本发明实质范围内的该等修改、提高和其他实施例。此外，并非在上文一般描述或实施例中所描述的所有活动都是需要的，特定活动的一部分可能是不需要的，并且可以进行除所描述活动之外的一种或多种其他活动。另外，活动所列的次序未必是活动被执行的次序。
应当理解，提交本公开并非用于限制权利要求的范围或含义。另外，在前述公开内容中，为清楚起见，本文在单独实施例的语境下描述的某些特征也可在单个实施例中组合提供。相反，为简明起见，在单个实施例的语境下描述的各种特征也可单独提供或以任何子组合提供。另外，发明主题可涉及少于本发明所公开的实施例的任一者的所有特征。
上文已经参照特定实施例描述了益处、其他优点和问题解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。
因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围由所附权利要求及其等同物的最宽可允许解释限定，并且不受上述详细描述约束或限制。

Claims (15)

1.一种固结磨料制品，包含：
基底；
磨料层，所述磨料层设置在所述基底上，其中所述磨料层包含多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒设置在聚合物底胶层粘结剂组合物上或在聚合物底胶层粘结剂组合物中；以及
复胶层，所述复胶层设置在所述磨料层上方，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
顶胶层，所述顶胶层设置在所述复胶层上方，其中所述顶胶层包含摩擦学性能增强组合物，所述摩擦学性能增强组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
2.根据权利要求1所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含性能增强混合物，所述性能增强混合物包含：
硼酸(B(OH)3)或硼酸盐化合物；以及
锌化合物。
3.根据权利要求2所述的固结磨料，其中所述锌化合物包含硼酸锌、磷酸锌、硬脂酸锌、碳酸锌铵、多磷酸钠锌或它们的组合。
4.根据权利要求2所述的固结磨料，其中所述硼酸盐化合物包含四硼酸钾、五硼酸钾、五硼酸铵、硼酸钙(硬硼钙石)、硼酸钠(硼砂)、电气石(含铝硼硅酸盐)、四水硼砂(水合硼酸钠)、钠硼解石(水合氢氧化钙钠)、硅硼钙石(硼硅酸盐)、三斜硼钙石(硼酸硅钙)或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的固结磨料制品，其中所述摩擦学性能增强组合物包含Fischer-Tropsch烃产物。
6.一种固结磨料制品，包含：
基底；
磨料层，所述磨料层设置在所述基底上，以及
复胶层，所述复胶层设置在所述磨料层上方，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，其中助磨剂聚集体设置在所述磨料层中，并且
其中所述助磨剂聚集体包含聚合物粘结剂组合物以及氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合。
7.根据权利要求6所述的固结磨料制品，其中所述助磨剂聚集体包含：
60-99wt％的氟硼酸钾、冰晶石或它们的组合；以及
1-40wt％的聚合物粘结剂组合物。
8.一种固结磨料制品，包含：
基底；
磨料层，所述磨料层设置在所述基底上，
复胶层，所述复胶层设置在所述磨料层上方，其中所述复胶层包含聚合物复胶层粘结剂组合物，以及
顶胶层，所述顶胶层设置在所述复胶层上方，其中所述顶胶层包含硫化物清除组合物，所述硫化物清除组合物设置在聚合物顶胶层粘结剂组合物上或在聚合物顶胶层粘结剂组合物中。
9.根据权利要求8所述的固结磨料制品，其中所述硫化物清除组合物包含过渡金属盐、葡萄糖酸盐、乙二醛、多磷酸盐或它们的组合。
10.根据权利要求9所述的固结磨料制品，其中所述过渡金属盐包含氧化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、硼酸锌、环烷酸锌或它们的组合。
11.根据权利要求8所述的固结磨料制品，其中所述磨料层包含多个磨料聚集体。
12.根据权利要求11所述的固结磨料制品，其中所述磨料聚集体包含：
多个颗粒，所述多个颗粒通过聚集体粘结剂组合物结合在一起，以及
抗磨组合物，所述抗磨组合物设置为与所述颗粒和所述聚集体粘结剂组合物接触，
其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸盐化合物。
13.根据权利要求12所述的固结磨料制品，其中所述聚集体粘结剂组合物包含玻璃状粘结剂组合物。
14.根据权利要求12所述的固结磨料制品，其中所述抗磨组合物包含硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯或它们的组合。
15.根据权利要求14所述的固结磨料制品，其中所述硫代磷酸盐包含二硫代磷酸锌(ZDP)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)或它们的组合。
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