CN112512748A - 包括聚酯背衬和底漆层的制品及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制品(100)，该制品具有聚酯膜背衬(110)和设置在该聚酯膜背衬(110)的主表面上的底漆层(120)，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。本发明公开了另一种制品，该制品包括聚酯背衬(110)、底漆层(120)和酚醛树脂层(140)，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物，该底漆层设置在该聚酯背衬(110)的主表面上，该酚醛树脂层设置在该底漆层(120)的与该聚酯背衬(110)相对的表面上。该酚醛树脂层(120)可包括磨料颗粒(160)。本发明还描述了用于制备这些制品的方法，以及用于研磨工件和改善聚酯膜背衬(110)与该聚酯背衬(110)上的酚醛树脂层(120)之间的粘附性的方法。

Description

包括聚酯背衬和底漆层的制品及相关方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年7月23日提交的美国临时申请62/702,029的优先权，该美国临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
一般来讲，带涂层磨料制品具有固定到背衬的磨料颗粒。带涂层磨料制品可包括具有两个对置的主表面的背衬和固定到这些主表面中的一个主表面的磨料层。磨料层通常包括磨料颗粒和将磨料颗粒固定到背衬的粘结剂。
一种类型的带涂层磨料制品具有磨料层，该磨料层包括底胶层、复胶层和磨料颗粒。在制备这种带涂层磨料制品时，可以将包含第一粘结剂前体的底胶层施加到背衬的主表面。然后将磨料颗粒至少部分地嵌入该底胶层(例如通过静电涂布)，并且固化(即交联)该第一粘结剂前体以将所述颗粒固定至所述底胶层。可将包含第二粘结剂前体的复胶层施加到底胶层和磨料颗粒上，然后固化第二粘结剂前体并且可能进一步固化第一粘结剂前体。
另一种类型的带涂层磨料制品包括固定到背衬的主表面的磨料层，其中通过将由粘结剂前体和磨料颗粒组成的浆料施加到背衬的主表面上并且然后固化该粘结剂前体来提供该磨料层。
在一些情况下，顶胶层可用于覆盖磨料层。顶胶层通常包括助磨剂和/或抗填充材料。
任选地，可以用一个或多个施加的涂层处理在带涂层磨料制品中使用的背衬。典型的背衬处理的示例为背胶层(即，背衬的与磨料层相对的主表面上的涂层)、预胶层或接合层(即，背衬上设置在磨料层与背衬之间的涂层)和/或使背衬饱和的浸渍剂。亚胶层类似于浸渍剂，不同的是它施加至此前处理过的背衬。
根据磨料层和背衬(经处理的或未经处理的)的选择，磨料层可在研磨期间与背衬部分地分离，从而导致磨料颗粒的释放。这种现象在磨料领域中被称为“脱壳(shelling)”。在大多数情况下，脱壳是不期望的，因为脱壳导致性能损失。接合层有时设置在背衬与研磨层之间。参见例如美国专利5,304,224(Harmon)和5,355,636(Harmon)。接合层已用于解决一些带涂层磨料制品中脱壳的问题，例如，美国专利7,150,770(Keipert等人)
在不相关的技术中，已报道聚对苯二甲酸乙二醇酯未很好地粘附到施加的涂层诸如金属涂层和油墨上。在美国专利6,114,021(Pankratz等人)中提出了某些底漆来解决该问题。
发明内容
我们已发现未处理的聚酯膜不与酚醛树脂粘结。酚醛树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜是可用于制备磨料产品的两种常见材料。然而，我们已经发现酚醛树脂不能很好地粘结到PET素膜。本公开提供了包括在聚酯背衬上的底漆的制品，该制品可用于例如改善对磨料制品中的底漆树脂层(例如酚醛树脂层)的粘附性。
在一个方面中，本公开提供了一种制品，该制品包括聚酯膜背衬和设置在该聚酯膜背衬的主表面上的底漆层，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。
在一些实施方案中，该制品还包括酚醛树脂层，该酚醛树脂层设置在底漆层的与聚酯膜背衬相对的表面上。在这些实施方案中的一些实施方案中，酚醛树脂层还包括嵌入在该酚醛树脂层中的磨料颗粒，并且该制品可被认为是磨料制品。
在另一方面中，本公开提供了一种制备上述制品的方法。该方法包括将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬的主表面上，以及使羧化苯乙烯丁二烯共聚物与多官能氮丙啶交联。
在一些实施方案中，该方法还包括将酚醛树脂涂覆在底漆层的与聚酯膜背衬相对的表面上，以及固化该酚醛树脂。在这些实施方案中的一些实施方案中，该方法还包括在固化酚醛树脂之前将磨料颗粒设置在该酚醛树脂上。
在另一方面中，本公开提供了一种改善聚酯膜背衬与该聚酯膜背衬上的酚醛树脂层之间的粘附性的方法。该方法包括将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬的主表面上，使该羧化苯乙烯丁二烯共聚物与该多官能氮丙啶交联以形成底漆层，将酚醛树脂涂覆在该底漆层的与该聚酯膜背衬相对的表面上，以及固化该酚醛树脂。
在另一方面中，本公开提供了一种磨料制品，该磨料制品包括聚酯背衬；底漆层，该底漆层设置在该聚酯背衬的主表面上；以及酚醛树脂层，该酚醛树脂层设置在底漆层的与聚酯膜背衬相对的表面上。该酚醛树脂层具有嵌入在该酚醛树脂层中的磨料颗粒。该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。
在另一方面，本公开提供一种研磨工件的方法。该方法包括：提供上文在其各方面的任何方面中所述的磨料制品；使磨料颗粒的至少一部分与工件的表面的至少一部分摩擦接触；以及使工件和磨料制品相对于彼此移动以研磨该表面的至少一部分。
在本申请中，术语诸如“一个”、“一种”和“该/所述”并非旨在仅指单一实体，而是包括可用于例示的具体示例的一般类别。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。除非另行指出，否则所有数值范围都包括其端值以及在端值之间的非整数值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
术语“胶乳”是指聚合物在水中的分散体，其中该聚合物可为液态、固态、或它们的任何组合，其中该分散体可为该聚合物在水中的乳液或溶液。
术语“固化”和“可固化”是指通过共价化学键，通常通过交联分子或基团，与聚合物链连接在一起以形成网状聚合物。因此，在本公开中，术语“经固化的”和“交联的”可以互换使用。一般来讲固化或交联聚合物的特征在于不溶性，但在适当溶剂的存在下可以是溶胀性的。
本公开的上述概述并非旨在描述本公开的每个公开实施方案或每种实现方式。以下描述更为具体地举例说明了例示性实施方案。因此，应当理解，以下描述不应被理解为是对本公开范围的不当限制。
附图说明
图1为本公开的磨料制品的实施方案的剖视图；
图2为本公开的磨料制品的另一实施方案的剖视图；
图3为本公开的磨料制品的另一实施方案的剖视图；
图4为在进行实施例中所述的手动脱壳测试之后提供“1”评级(即，无脱壳)的视觉参考的照片；
图5为在进行实施例中所述的手动脱壳测试之后提供“3”评级(即，轻度脱壳)的视觉参考的照片；并且
图6为在进行实施例中所述的手动脱壳测试之后提供“5”评级(即，重度脱壳)的视觉参考的照片。
虽然以上说明的附图和图片示出了本公开的实施方案，但正如具体实施方式中所指出的那样，还可以想到其他的实施方案。在所有情况下，本公开通过示例性而非限制性的方式介绍本发明。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其他修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案均落在本公开的范围内。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
在一些方面中，本公开的制品、工艺和方法包括聚酯膜背衬。可用的聚酯膜可由各种类型的热塑性聚酯树脂制成，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸-1,4-亚环己基二甲酯。聚酯共聚物(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/己二酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/癸二酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/磺基间苯二甲酸酯，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯/壬二酸酯)也可为可用的。在本公开的制品、工艺和方法的一些实施方案中，聚酯膜背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在一些实施方案中，聚酯膜背衬在其整个厚度上具有均匀的组成。在其他实施方案中，PET或上述聚酯中的任一种聚酯可包含在多层膜背衬的某一层中。在这些情况下，聚酯层将与底漆层接触。
在可用于实践本公开的一些方面的聚酯膜背衬中，膜背衬将被认为是整体的(即，具有大致均匀的膜组成)并且不是纤维的。具体地，膜背衬不是非织造材料。聚酯膜背衬可被描述为致密膜，而不是开放、膨松有弹性的纤维幅材。
一般来讲，当使用Gurley织物透气性测试仪(可购自纽约州特洛伊的TeledyneGurley公司(Teledyne Gurley,Inc.,Troy,N.Y.))，根据FTMS号191，方法5452(12/31/68)(如在《惠灵顿西尔斯工业纺织品手册》(Wellington Sears Handbook of IndustrialTextiles)，由E.R.Kaswell,1963编辑，第575页中提及的)测量时，可用于实践本公开的一些方面的聚酯膜背衬的Gurley孔隙率大于50秒。Gurley织物透气性测试仪测量100立方厘米的空气穿过背衬材料所需的时间量(以秒为单位)。
可用于实践本公开的一些方面的聚酯膜背衬可具有多种厚度。在一些实施方案中，聚酯膜背衬的厚度在1微米至500微米、10微米至350微米、25微米至250微米、或35微米至200微米的范围内。
在一些实施方案中，在施加底漆层之前对聚酯膜背衬进行表面处理。可用的表面处理包括在存在适合反应性或非反应性大气环境的情况下进行的放电(如等离子体、辉光放电、电晕放电、电介质阻隔放电或大气压放电)；紫外光曝光、电子束曝光、火焰放电和胶合(scuffing)。可以在制造聚酯膜背衬时或在单独的工艺中施加表面处理。在一些实施方案中，使用电晕放电对聚酯膜背衬进行表面处理。可用的电晕放电方法的示例描述于美国专利5,972,176(Kirk等人)中。
可用于实践本公开的聚酯膜背衬可以是单轴或双轴取向的。膜在高于其玻璃化转变温度的温度下的取向可用于增强膜的刚度、模量或抗蠕变性中的至少一者。取向可便利地通过诸如机械拉伸(拉延)或用热空气或气体管状膨胀的常规方法来进行。在纵向、横向、或纵向和横向两者上，可用的拉伸比的示例在2.5至6倍的范围内。如果膜仅沿一个方向取向，则更大的拉伸比(例如，高达约8倍)也可为可用的。就双轴向取向的膜背衬而言，该膜可在纵向和横向上相等地拉伸，或在纵向和横向上不等地拉伸。
本公开的制品、工艺和方法包括设置在聚酯背衬(在一些方面中，聚酯膜背衬)的主表面上的底漆层，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。
通常使用乳液聚合，通过使苯乙烯和丁二烯共聚来制备苯乙烯丁二烯共聚物。苯乙烯丁二烯共聚物可通过在聚合反应中包含酸性单体而羧化。可用的酸性单体的示例包括丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸、马来酸的单烷基酯、富马酸、富马酸的单烷基酯、衣康酸、异巴豆酸、巴豆酸、柠康酸，以及β-羧基丙烯酸乙酯。通常，苯乙烯丁二烯共聚物通过在聚合中包含丙烯酸或甲基丙烯酸而羧化。可将其他单体掺入羧化苯乙烯丁二烯共聚物中。其他合适的单体的示例包括丙烯腈、羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸羟乙酯。
羧化苯乙烯丁二烯共聚物可使用用于乳液聚合的常规技术制备，并且可用作胶乳。胶乳的任何合适部分可为水(例如，其中剩余部分为羧化苯乙烯丁二烯共聚物，任选地包含添加剂)。例如，胶乳可包含约10重量百分比(重量％)至约90重量％、或约30重量％至约80重量％、或约10重量％或更少的水。胶乳还可包含小于、等于或大于约15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％，或约90重量％或更多的水。一些羧化苯乙烯丁二烯胶乳可例如以商品名“ROVENE 5900”从北卡罗来纳州夏洛特的MallardCreek聚合物公司(Mallard Creek Polymers,Charlotte,N.C.)商购获得、以商品名“LXZ”从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Mich.)商购获得，和从宾夕法尼亚州伯恩的Trinseo LLC公司(Trinseo LLC,Berwyn,Penn)商购获得。
基于多官能氮丙啶、羧化苯乙烯丁二烯共聚物和底漆层前体中其他组分的总重量，底漆层前体中羧化苯乙烯丁二烯共聚物的量(即，交联前)通常在至少90重量％、91重量％或92重量％直至94重量％、96重量％、98重量％或99.5重量％的范围内。
可用于实践本公开的各个方面的底漆层包含多官能氮丙啶。多官能氮丙啶可具有多种结构并且包含多个氮丙啶基基团。合适的多官能氮丙啶的示例包括美国专利3,225,013(Fram)；4,769,617(Canty)；和5,534,391(Wang)中所公开的那些多官能氮丙啶。具体示例包括三羟甲基丙烷三[3-氮丙啶基丙酸酯]；三羟甲基丙烷三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯]；三羟甲基丙烷三[2-氮丙啶基丙酸酯]；三(1-氮丙啶基)氧化膦；三(2-甲基-1-氮丙啶基)氧化膦；季戊四醇三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]；和季戊四醇四[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]。多于一种多官能氮丙啶的组合也可为可用的。
可商购获得的多官能氮丙啶包括可以商品名“XAMA-2”(据信为三羟甲基丙烷三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯])和“XAMA-7”(据信为季戊四醇三(β-(N-氮丙啶基)丙酸酯))从南卡罗来纳州威利湖EIT公司(EIT,Inc.Corporation,Lake Wylie,South Carolina)购得的那些；以商品名“HYDROFLEX XR2990”(据信为三羟甲基丙烷三[3-(2-甲基氮丙啶基)丙酸酯])从明尼苏达州Vadnais Heights的H.B.Fuller公司(H.B.Fuller Co.,VadnaisHeights,Minnesota)购得的那些；以商品名“PZ-28”(据信为三羟甲基丙烷三[3-(2-甲基氮丙啶基)-丙酸酯])从新泽西州摩根镇的PolyAziridine LLC公司(PolyAziridine LLC,Morgantown,New Jersey)购得的那些和以商品名“NEOCRYL CX-100”(据信为三羟甲基丙烷三[3-(2-甲基氮丙啶基)-丙酸酯])从马萨诸塞州威尔明顿市的Zeneca Resins公司(Zeneca Resins,Wilmington,Massachusetts)购得的那些。
基于多官能氮丙啶、羧化苯乙烯丁二烯共聚物和底漆层中其他组分的总重量，底漆层前体中多官能氮丙啶的量通常在至少0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1重量％或2重量％直至4重量％、6重量％、8重量％或10重量％或更大的范围内。
如果需要的话，底漆层可包含一种或多种添加剂。在一些实施方案中，可用于实践本公开的底漆层包含有机溶剂、表面活性剂、乳化剂、分散剂、催化剂、流变改性剂、密度调节剂、固化改性剂、稀释剂、抗氧化剂、热稳定剂、阻燃剂、增塑剂、填料、抛光助剂、颜料、染料、增粘剂、抗静电添加剂中的至少一者。在各种实施方案中，这些添加剂中的某些添加剂的存在或缺乏可降低成本、控制粘度或改善物理特性。在一些实施方案中，底漆层包含表面活性剂。
用于制备根据本公开的制品的方法包括将包含上文在其实施方案中的任何实施方案中所述的羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬上。将组合物涂覆到聚酯膜背衬上可以多种方式执行，包括刷涂、喷涂、辊涂、帘式涂布、凹版涂布和刮涂。然后可在足以干燥和至少部分交联涂层的温度下处理经涂覆的背衬一段时间，以在背衬上形成底漆层。不希望受理论的束缚，我们认为多官能氮丙啶中的氮丙啶基团与羧化苯乙烯丁二烯共聚物中的羧酸基团反应以形成交联。该反应可在空气或惰性气氛(例如，氮气或氩气)中进行。升高的温度可用于干燥涂料组合物(例如，去除胶乳中存在的水)和加速交联反应。在一些实施方案中，聚酯膜背衬上的涂料组合物可在至少100℃、110℃、或120℃并且至多200℃、190℃或180℃的温度下加热至少1分钟、2分钟、5分钟或10分钟并且至多1小时或2小时。
我们已发现，当多官能氮丙啶用作交联剂时，所得底漆层对聚酯膜背衬的粘附力比当其他常用交联剂用于制备底漆层时的粘附力更好。以下示例性实施例21至24示出了三聚氰胺交联剂仅在以相对于羧化苯乙烯丁二烯共聚物的重量为30重量％添加时才有效，以相对于不包含交联剂的涂料组合物提供对聚酯膜背衬的粘附力的任何增加，如通过以下实施例中所述的交叉切割测试所测量的。相比之下，仅需要1重量％的多官能氮丙啶来实现粘附力的相同改善，如通过交叉切割测试所证实的。当多官能氮丙啶的水平增加至2.5重量％和5重量％(三聚氰胺交联剂无效的水平)时，使用交叉切割测试测量到了甚至更好的粘附性。
我们还已经发现，聚酯膜背衬上的底漆改善了例如对磨料制品中的酚醛树脂层的粘附性，如通过下文实施例中所述的磨料制品手动脱壳测试所测量的。当不使用底漆层时，观察到了重度脱壳。在下面的实施例中还示出，在一些情况下，如通过磨料制品手动脱壳测试所测量的，底漆层的厚度影响聚酯膜背衬与酚醛树脂之间的粘附力。在一些情况下，当底漆层的厚度大于十微米时，观察到了更好的粘附性能。因此，在一些实施方案中，底漆层的厚度为至少十(在一些实施方案中，大于10或至少15、20或25)微米。在一些实施方案中，底漆层的厚度为至多50微米、75微米、100微米或更高。
由于对例如酚醛树脂层的粘附性的改善，在本公开的制品、工艺和方法的一些实施方案中，制品还包括酚醛树脂层，该酚醛树脂层设置在底漆层的与聚酯膜背衬相对的表面上。酚醛树脂可为可溶酚醛树脂(resole)或线型酚醛树脂。可溶酚醛树脂由碱性催化剂催化，并且甲醛与苯酚的比率大于或等于1，通常介于1.5:1至3.0:1之间。碱性催化剂的示例为氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、有机胺和碳酸钠。线型酚醛树脂通常由酸性催化剂催化，并且甲醛与苯酚的比率小于1，通常介于0.75:1至0.85:1之间或更低。酚醛树脂为热固性树脂，并且在固化时表现出优异的韧性、尺寸稳定性、强度、硬度和耐热性。
在添加适当固化剂或引发剂的情况下，可溶酚醛树脂和线型酚醛树脂均通过热能固化。酚醛树脂可例如从佐治亚太平洋公司(Georgia Pacific)商购获得；并且以以下商标名从亚什兰化工公司(Ashland Chemical Co.)商购获得：“RESIN-FLAKE”、“GP”和“AEROFENE”；并且以商品名“BAKELITE”和“DURITE”从瀚森公司(Hexion,Inc.)商购获得。
在一些实施方案中，酚醛树脂层可为橡胶改性的。各种胶乳树脂可与酚醛树脂(包括上文在其实施方案中的任一个实施方案中所述的那些酚醛树脂中的任一酚醛树脂)组合以例如改善酚醛树脂的韧性，和/或改善酚醛树脂层与聚酯膜背衬上的底漆层的粘附性。例如，所述胶乳可以为聚丙烯酸酯胶乳、乙烯-丙烯酸酯胶乳、聚酯型聚氨酯胶乳、溴代异丁烯异戊二烯胶乳、聚丁二烯胶乳、氯代异丁烯异戊二烯胶乳、聚氯丁二烯胶乳、氯代磺化聚乙烯胶乳、表氯醇胶乳、乙烯丙烯胶乳、乙烯丙烯二烯单体胶乳、聚醚型聚氨酯胶乳、全氟化碳胶乳、氟化烃胶乳、氟代硅氧烷胶乳、氟碳橡胶胶乳、氢化丁腈胶乳、聚异戊二烯胶乳、异丁烯异戊二烯丁基胶乳、丙烯腈丁二烯胶乳、聚氨酯胶乳、苯乙烯丁二烯胶乳、苯乙烯乙烯丁烯胶乳、聚硅氧烷胶乳、乙烯基甲基硅氧烷胶乳或它们的组合。胶乳可为苯乙烯丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、丙烯腈丁二烯胶乳、聚氨酯胶乳，或它们的组合。胶乳可以为苯乙烯丁二烯胶乳。胶乳可为羧化胶乳(例如，使用上述方法中的任一种方法羧化的)。胶乳可以为羧化苯乙烯丁二烯胶乳。
胶乳的任何合适的部分可为水(例如，其中剩余部分为上述聚合物中的任一种聚合物，任选地包含添加剂)。例如，胶乳可包含约10重量％至约90重量％、或约30重量％至约80重量％、或约10重量％或更少的水。胶乳还可包含小于、等于或大于约15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％，或约90重量％或更多的水。
胶乳可从多种不同的来源商购获得，该多种不同的来源包括：“RHOPLEX”，可从陶氏化学公司(Dow Chemical Company)商购获得；“FLEXCRYL”，可从亚什兰公司(AshlandInc.)商购获得；“SYNTHEMUL”，可从雷可德化学公司(Reichold Chemical Co.)商购获得；“HYCAR”，可从路博润公司(Lubrizol)商购获得；“CHEMIGUM”，可从欧诺瓦解决方案公司(OMNOVA Solutions Inc.)商购获得；“NEOCRYL”，可从DSM涂层树脂公司(DSM CoatingResins)商购获得；“BUTAFON”，可从巴斯夫公司(BASF)商购获得；“ROVENE 5900”和“TYLAC”，可从马拉德克里科聚合物公司(Mallard Creek Polymers)商购获得的。
对于橡胶改性的酚醛树脂，酚醛树脂与胶乳的多种重量比(例如，包括上述那些重量比中的任一种重量比)可为可用的。在一些实施方案中，酚醛树脂与胶乳的干燥材料重量比在99:1至50:50、95:5至55:45、或90:10至60:40的范围内。
在一些实施方案中，本公开中任一项所述的方法还包括将酚醛树脂涂覆在底漆层的与聚酯膜背衬相对的表面上，以及固化该酚醛树脂。在一些实施方案中，该方法还包括以上述比率中的任一种比率将酚醛树脂与胶乳(包括上述胶乳中的任一种胶乳)组合。
任选地在胶乳的存在下固化酚醛树脂可通过在升高的温度下加热来进行。选择用于加热酚醛树脂的条件可以是足以干燥涂料组合物(例如，去除胶乳中存在的水)并加速酚醛树脂中的聚合和交联反应的任何时间和温度。在一些实施方案中，可在至少100℃、110℃、或120℃并且至多200℃、190℃或180℃的温度下，任选地在胶乳的存在下，将酚醛树脂加热至少1分钟、2分钟、5分钟或10分钟并且至多1小时或2小时。例如，构造可被暴露以在50℃至130℃之间的温度下进行加热，在一些实施方案中在80℃至110℃之间的温度下进行加热，持续在30分钟至3小时范围内的时间。可分阶段进行加热，例如在一个温度下加热某一段时间，然后在较高温度下加热某一段时间。在加热后，酚醛树脂聚合或固化并转化成固化的酚醛树脂层。
在一些实施方案中，本公开的制品和/或通过本公开的工艺或方法制备的制品为磨料制品。在本公开的制品的一些实施方案中，酚醛树脂层还包括嵌入在该酚醛树脂层中的磨料颗粒。在本公开的方法的一些实施方案中，该方法包括在固化酚醛树脂之前将磨料颗粒设置在该酚醛树脂上。
多种磨料颗粒可用于本文所公开的制品、工艺和方法中。可用的磨料颗粒的示例包括：熔融氧化铝、热处理过的氧化铝、熔融白刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶磨料颗粒、硅石、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、金属碳酸盐(如碳酸钙(例如，白垩、方解石、泥灰岩、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、硅石(例如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(例如，滑石、粘土(蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(例如，硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、三水合铝、石墨、金属氧化物(例如，氧化锡、氧化钙、氧化铝、二氧化钛)和金属亚硫酸盐(例如，亚硫酸钙)、金属颗粒(例如，锡、铅、铜)、由热塑性材料(例如，聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、缩醛聚合物、聚氯乙烯、聚氨酯、尼龙)形成的塑料磨料颗粒、由交联聚合物(例如，酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸改性异氰脲酸酯树脂、脲醛树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、丙烯酸改性环氧树脂)形成的塑料磨料颗粒、以及它们的组合。
可用于实践本公开的磨料颗粒可为粉碎的或可具有规则或不规则的形状。合适的成形磨料颗粒的示例包括通过模制溶胶-凝胶、干燥并烧结干燥的溶胶-凝胶以获得成形陶瓷磨料颗粒而制备的那些，如在美国专利5,201,916(Berg)、5,984,988(Berg)、Re.35,570(Rowenhorst)、8,034,137(Erickson)、8,123,828(Culler)、8,142,531(Adefris)、8,142,891(Culler)、8,142,532(Erickson)和8,764,865(Boden)中和在美国专利申请公布2010/0319269(Erickson)和2015/0052825(Adefris)中所述。成形的磨料团聚颗粒也可用于实践本公开，例如，在陶瓷基体中包括各种磨料颗粒的团聚物，诸如在美国专利5,975,988(Christianson)、6,319,108、6,702,650和6,951,504(均授予Adefris)中和在国际专利申请公布WO2015/088953(Kasai)中公开的那些；以及在有机树脂基质中包括成形的磨料颗粒的团聚物，诸如在美国专利申请公布2014/0080393(Ludwig)中公开的那些。
参见图1，根据本公开的磨料制品100的实施方案具有背衬110、固定到背衬110的主表面115的底漆层120，以及固定到底漆层120的磨料层130。磨料层130包括通过底胶层140和复胶层150固定至制品100的磨料颗粒160。
在一些实施方案中，磨料颗粒被至少部分地嵌入(例如，通过静电涂覆实现)到包含酚醛树脂的底胶层前体中，并且底胶层前体是至少部分聚合的。然后，通过在底胶层和磨料颗粒的至少一部分上涂覆包括第二树脂(可能与底胶层前体相同或不同)的复胶层前体，并且至少部分地固化该复胶层前体，来制备复胶层。底胶层和复胶层可包含适用于研磨应用的任何粘结剂树脂。在一些实施方案中，底胶层前体可在用磨料颗粒涂覆之前部分地聚合，并且在制造过程中的稍后时间点进一步聚合。在一些实施方案中，可将顶胶层施加至复胶层的至少一部分上。
在根据本公开的磨料制品的另一个实施方案中，磨料层可包含分散在粘结剂(在一些实施方案中，酚醛树脂层)中的磨料颗粒。现在参见图2，磨料制品200具有背衬210、固定至背衬210的主表面215的底漆层220，以及固定至底漆层220的磨料层230。磨料层230包括分散在粘结剂240(在一些实施方案中，酚醛树脂层)中的磨料颗粒260。在制备此类带涂层磨料制品时，通常将包含粘结剂前体(在一些实施方案中，酚醛树脂)和磨料颗粒的浆料施加到背衬的主表面，然后将粘结剂前体至少部分地固化。
在另一个实施方案中，根据本公开的磨料制品可包括结构化的磨料制品。现在参见图3，结构化的磨料制品300具有背衬310、固定至背衬310的主表面315的底漆层320，以及固定至底漆层320的磨料层330。磨料层330包含多种精确成形的磨料复合物355。磨料复合物包含分散在粘结剂350中的磨料颗粒360。
在制备这种磨料制品时，可以将包含粘结剂前体(在一些实施方案中，酚醛树脂)和磨料颗粒的浆料施加到其中具有多个精确成形的腔体的工具上。然后将所述浆料至少部分地聚合，并通过例如粘合剂或浆料的聚合而将所述浆料附接至底漆层。所述磨料复合材料可具有多种形状，包括例如选自如下的那些形状：立方、块状、圆柱形、棱柱形、棱椎形、截棱椎形、圆锥形、截圆锥形、十字形和半球形。
任选地，根据本公开的磨料制品还可包括例如背胶层、预胶层和/或亚胶层(即，底漆层与底漆层所固定到的主表面之间的涂层)，和/或涂覆背衬的两个主表面的浸渍剂。磨料制品还可包括覆盖磨料涂层的至少一部分的顶胶层。当存在时，顶胶层通常包括助磨剂和/或抗填充材料。
在一些实施方案中，本公开的磨料层包括底胶层、嵌入在底胶层中的磨料颗粒，以及固定到底胶层和磨料颗粒的复胶层。如上所述，本公开的磨料制品中的底胶层和复胶层在它们的实施方案中的任一个实施方案中可由相同或不同的材料制成。这些材料的示例包括氨基树脂，烷基化脲醛树脂，三聚氰胺-甲醛树脂，和烷基化苯并胍胺-甲醛树脂，丙烯酸酯树脂(包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)诸如丙烯酸乙烯基酯、丙烯酸酯改性环氧树脂、丙烯酸酯改性聚氨酯、丙烯酸酯化聚酯、丙烯酸酯化丙烯酸树脂、丙烯酸酯化聚醚、乙烯基醚、丙烯酸酯化油和丙烯酸酯化有机硅，醇酸树脂诸如氨基甲酸酯醇酸树脂，聚酯树脂，反应性氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂诸如双酚环氧树脂，异氰酸酯，异氰脲酸酯，聚硅氧烷树脂(包括烷基烷氧基硅烷树脂)，反应性乙烯基树脂、酚醛树脂(可溶酚醛树脂和线型酚醛树脂)，以及酚醛树脂/胶乳树脂。所述树脂可作为单体、低聚物、聚合物或它们的组合而提供。底漆层改善了聚酯背衬与底胶层之间的粘附性。在一些实施方案中，底胶层为烷基化脲醛树脂，并且复胶层可由上述树脂中的任一种树脂制成。在一些实施方案中，底胶层是如上文在其实施方案中的任一实施方案中所述的酚醛树脂层，并且复胶层可由上述树脂中的任一种树脂制成。在一些实施方案中，底胶层和复胶层均由酚醛树脂制成，该酚醛树脂可以上述比率中的任何比率与胶乳(包括上述胶乳中的任何胶乳)组合。
为了促进底胶层与(在一些实施方案中)复胶层与磨料颗粒之间的缔合桥接，底胶树脂和/或复胶树脂(在一些实施方案中，酚醛树脂)中可包含硅烷偶联剂。基于磨料颗粒的重量，硅烷偶联剂通常预设为以约0.01重量％至5重量％的量，更通常约0.01重量％至3重量％的量，更通常约0.01重量％至1重量％的量存在，但是也可以使用其他量，例如具体取决于磨料颗粒的大小。合适的硅烷偶联剂的示例包括例如甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3,4-环氧环己基甲基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名A-174、A-151、A-172、A-186、A-187和A-189购自康涅狄格州格林威治的维特克公司(WitcoCorp.of Greenwich,Connecticut))、烯丙基三乙氧基硅烷、二烯丙基二氯硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷和间、对-苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名A0564、D4050、D6205和S1588从宾夕法尼亚州布里斯托尔的联合化学工业公司(United ChemicalIndustries,Bristol,Pennsylvania)商购获得)、二甲基二乙氧基硅烷、二羟基二苯基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷醇、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙氧硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、乙基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、戊基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，以及它们的组合。
底胶层和/或复胶层以及它们的树脂前体可任选地含有添加剂，诸如着色剂、助磨剂、填料、粘度调节剂、润湿剂、分散剂、光稳定剂和抗氧化剂。
可用于底胶层和/或复胶层中的填料通常具有0.1微米至50微米，通常1微米至30微米的平均粒度范围。可用的填料的示例包括金属碳酸盐(例如碳酸钙，诸如白垩、方解石、泥灰岩、石灰华、大理石和石灰石；碳酸钙镁；碳酸钠；和碳酸镁)、二氧化硅(例如石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(例如滑石、粘土如蒙脱石、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、硅铝酸钠、硅酸钠、锂硅酸盐、含水和无水硅酸钾)、金属硫酸盐(例如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、蛭石、木粉、三水合铝、炭黑、金属氧化物(例如氧化钙诸如石灰、氧化铝、氧化锡诸如二氧化锡、二氧化钛)、亚硫酸盐(例如亚硫酸钙)、热塑性颗粒(例如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、缩醛聚合物、聚氨酯、尼龙颗粒)和热固性颗粒(例如酚醛气泡、酚醛珠、聚氨酯泡沫颗粒)。该填料还可为盐，诸如卤化物盐。卤化物盐的示例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、氯化铵、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、四氟化硅、氯化钾和氯化镁。其他杂类填料包括硫、有机硫化合物、石墨和金属硫化物。
根据本公开的和/或通过本公开的方法制备的磨料制品包括聚酯背衬。对于磨料制品，聚酯背衬可为上述膜背衬。除致密整体膜背衬之外，纤维背衬也可用于本文所述的磨料制品中。在一些实施方案中，聚酯背衬为非织造物。非织造磨料制品通常包括开孔式的、多孔的膨松有弹性的聚合物长丝结构，其中磨料颗粒分布在整个结构中并且通过有机粘结剂粘附性地粘结在该结构中，在一些实施方案中，该有机粘结剂为任何实施方案中如上所述的酚醛树脂。长丝的示例包括由上文结合聚酯膜背衬所述的聚酯中的任一种聚酯制成的聚酯纤维。
根据本公开的非织造磨料包括适用于磨料的非织造幅材。术语“非织造”指的是具有单独纤维或纺丝的结构的材料，这些纤维或纺丝是夹层的，但不是以可识别方式诸如以针织织物进行夹层的。通常，非织造幅材包括缠结的纤维幅材。纤维可包括连续纤维、短纤维或它们的组合。例如，非织造幅材可以包括长度为至少约20mm、至少约30mm或至少约40mm以及小于约110mm、小于约85mm或小于约65mm的短纤维，但也可以使用更短和更长的纤维(例如连续细丝)。纤维可以具有至少约1.7分特(dtex，即，克/10000米)、至少约6dtex或至少约17dtex，并且小于约560dtex、小于约280dtex或小于约120dtex的细度或线密度，尽管具有更小和/或更大线密度的纤维可能也是可用的。具有不同线密度的纤维的混合物可以用于例如提供磨料制品，所述磨料制品在使用时将会产生尤其优选的表面光洁度。如果使用的是纺粘非织造物，那么细丝可以具有大得多的直径，例如，直径为至多2mm或更大。这些纤维可以是拉伸的和卷曲的，但是也可为连续长丝，诸如通过挤出工艺形成的那些长丝。也可以使用纤维的组合。
可例如通过常规的气流成网、梳理、缝编、纺粘、湿法成网和/或熔喷过程制造非织造幅材。可使用设备，诸如，例如可商品名“RANDO WEBBER”从纽约州马其顿的兰多机器公司(Rando Machine Company,Macedon,New York)商购获得设备的制备气流成网非织造幅材。
在用粘结剂前体(在一些实施方案中，酚醛树脂)浸渍之前，如在进行任何涂覆之前测量时，非织造纤维幅材每单位面积的重量(即，基重)通常为至少约50克/平方米(gsm)、至少约100gsm，或至少约200gsm；和/或小于约400gsm、小于约350gsm或小于约300gsm，尽管也可以使用更大和更小的基重。另外，在用粘结剂前体(在一些实施方案中，酚醛树脂)浸渍之前，纤维幅材的厚度通常为至少约5mm、至少约6mm或至少约10mm；和/或小于约200mm、小于约75mm，或小于约30mm，尽管也可以使用更大和更小的厚度。
与非织造磨料制品、磨轮和它们的制造方法相关的其他细节可见于例如美国专利2,958,593(Hoover等人)、美国专利5,591,239(Larson等人)；美国专利6,017,831(Beardsley等人)；和美国专利申请公布2006/0041065A1(Barber,Jr.)中。
往往，在用粘结剂前体(在一些实施方式中为酚醛树脂)涂覆之前，将预粘结树脂施加到非织造幅材上是可用的。预粘结树脂用于例如在处理期间帮助保持非织造幅材的完整性，并且还可以促进粘结剂与非织造幅材的粘结。预粘结树脂的示例包括酚醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、皮胶、丙烯酸类树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂以及它们的组合。通常将以这种方式使用的预粘结树脂的量朝符合在纤维的交叉接触点处将纤维粘结在一起的最小量进行调节。如果非织造幅材包括可热粘合的纤维，那么非织造幅材的热粘合也可以有助于在加工过程中保持幅材的完整性。
根据本公开的磨料制品可例如被转换成带、卷(例如，带卷)、盘(例如，多孔圆盘)、或片材。它们可以手工使用或与诸如带式磨削机的机器组合使用。对于带应用，将磨料片材的两个自由端接合在一起并拼接，从而形成环形带。也可使用无接头皮带，例如，如在WO93/12911(Benedict)中所述。一般来讲，环形磨料带可横贯至少一个惰辊和压板或接触轮。调整压板或接触轮的硬度以获得所需的切割速率和工件表面光洁度。磨料带速度取决于所需切割速率和表面光洁度，并且通常范围在约20表面米/秒至100表面米/秒的任何位置，通常在30表面米/秒至70表面米/秒之间。带尺寸的范围可以是约0.5cm至100cm宽或1.0cm至30cm宽，以及约5cm至1,000cm长或50cm至500cm长。磨料带是磨料制品的连续长度，并且其宽度范围可为约1mm至1,000mm或约5mm至250mm。磨料带通常是展开的，横贯支撑垫，该支撑垫迫使带抵靠工件，然后重绕。磨料带可以连续地通过研磨界面进给并且可以被分度。磨料盘也可以包括在磨料领域中称为“菊花”形状的磨料盘，其直径的范围可以为约50mm至1,000mm或约50mm至约100mm。通常，磨料盘通过连接装置固定到支撑垫上，并且可以在100转/分钟至20,000转/分钟之间，通常在1,000转/分钟至15,000转/分钟之间旋转。
磨料制品可被用于研磨工件。工件可以是任何类型的材料，诸如金属、金属合金、异金属合金、陶瓷、玻璃、木材、木材类材料、复合材料、涂漆表面、塑料、增强塑料、石头以及它们的组合。工件可为平坦的或可具有与其相关联的形状或轮廓。工件的示例包括玻璃眼镜、塑料眼镜、塑料镜片、玻璃电视屏幕、金属汽车部件(例如，离合器片和其他平坦汽车部件)、不锈钢线圈、塑料部件、刨花板、涂漆汽车部件、磁性介质、管道、板、液压杆和电梯井。
在研磨期间，磨料制品和工件相对于彼此移动，使得磨料制品磨损工件。磨料制品相对于工件移动，或反之亦然。根据应用情况，研磨界面处力的范围可以为约0.1kg至超过1000kg。一般来讲，此研磨界面处力的范围在1kg至500kg之间。此外，研磨可在湿条件下进行。湿条件可包括水和/或液体有机化合物。典型的液体有机化合物的示例包括润滑剂、油、乳化有机化合物、切割流体和皂。这些液体还可以包含其他添加剂，诸如消泡剂，脱脂剂和抗蚀剂。磨料制品在使用期间可在研磨界面处振荡，这可导致工件上的精细表面被研磨。
下面描述了本公开的各种方面：
在第一方面中，本公开提供了一种制品，该制品包括：
聚酯膜背衬；和
设置在该聚酯膜背衬的主表面上的底漆层，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。
在第二方面中，本公开提供了根据第一方面所述的制品，其中底漆层的厚度为至少十微米、15微米、20微米或25微米，或大于十微米。
在第三方面中，本公开提供了根据第一或第二方面所述的制品，其中聚酯膜背衬经表面处理。
在第四方面中，本公开提供了根据第一至第三方面中的任一项所述的制品，其中该聚酯膜背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在第五方面中，本公开提供了根据第一方面至第四方面中任一项所述的制品，其中该底漆层还包含表面活性剂。
在第六方面中，本公开提供了根据第一方面至第五方面中任一项所述的制品，该制品还包括酚醛树脂层，该酚醛树脂层设置在该底漆层的与该聚酯膜背衬相对的表面上。
在第七方面中，本公开提供了根据第一至第六方面中任一项所述的制品，其中该酚醛树脂是橡胶改性的。
在第八方面中，本公开提供了根据第一至第七方面中任一项所述的制品，其中该酚醛树脂层还包括磨料颗粒。
在第九方面中，本公开提供了根据第一至第八方面中任一项所述的制品，该制品还包括设置在这些磨料颗粒上方的复胶层。
在第十方面中，本公开提供了一种用于制备根据第一至第四方面中任一项所述的制品的方法，该方法包括：
将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬的主表面上；以及
使该羧化苯乙烯丁二烯共聚物与该多官能氮丙啶交联。
在第十一方面中，本公开提供了根据第十方面所述的方法，该方法还包括将包含该羧化苯乙烯丁二烯共聚物的胶乳与该多官能氮丙啶组合以制备该组合物。
在第十二方面中，本公开提供了根据第十或第十一方面所述的方法，其中该组合物还包含表面活性剂。
在第十三方面中，本公开提供了根据第十方面至第十二方面中任一项所述的方法，该方法还包括：
将酚醛树脂涂覆在该底漆层的与该聚酯膜背衬相对的表面上；以及
固化该酚醛树脂。
在第十四方面中，本公开提供了根据第十三方面所述的方法，其中该酚醛树脂是橡胶改性的。
在第十五方面中，本公开提供了根据第十四方面所述的方法，该方法还包括将该酚醛树脂与胶乳组合。
在第十六方面中，本公开提供了根据第十五方面所述的方法，其中该酚醛树脂与该胶乳的重量比在99:1至50:50的范围内。
在第十七方面中，本公开提供了根据第十三方面至第十六方面中任一项所述的方法，该方法还包括在使该酚醛树脂固化之前将磨料颗粒设置在该酚醛树脂上。
在第十八方面中，本公开提供了根据第十七方面所述的方法，该方法还包括：
将复胶树脂涂覆在该磨料颗粒上；以及
固化该复胶树脂。
在第十九方面中，本公开提供了一种磨料制品，该磨料制品包括：
聚酯背衬；
设置在该聚酯背衬的主表面上的底漆层，该底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物；和
设置在该底漆层的与该聚酯背衬相对的表面上的酚醛树脂层，该酚醛树脂层包括磨料颗粒。
在第二十方面中，本公开提供了根据第十九方面所述的磨料制品，其中底漆层的厚度为至少十微米、15微米、20微米或25微米，或大于十微米。
在第二十一方面中，本公开提供了根据第十九或第二十方面所述的磨料制品，其中该聚酯背衬是经表面处理的。
在第二十二方面中，本公开提供了根据第十九至第二十一方面中任一项所述的磨料制品，其中该聚酯背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在第二十三方面中，本公开提供了根据第十九至第二十二方面中任一项所述的磨料制品，其中该聚酯背衬包含非织造物。
在第二十四方面中，本公开提供了根据第十九至第二十三方面中任一项所述的磨料制品，其中该底漆层还包含表面活性剂。
在第二十五方面中，本公开提供了根据第十九至第二十四方面中任一项所述的磨料制品，其中该酚醛树脂为橡胶改性的。
在第二十六方面中，本公开提供了根据第十九至第二十五方面中任一项所述的磨料制品，该磨料制品还包括设置在该磨料颗粒上方的复胶层。
在第二十七方面中，本公开提供了一种制备根据第十九至第二十三方面中任一项所述的磨料制品的方法，该方法包括：
将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬的主表面上；
使该羧化苯乙烯丁二烯共聚物与该多官能氮丙啶交联；
将酚醛树脂涂覆在该底漆层的与该聚酯膜背衬相对的表面上；以及
固化该酚醛树脂。
在第二十八方面中，本公开提供了根据第二十七方面所述的方法，其中该酚醛树脂包括磨料颗粒。
在第二十九方面中，本公开提供了根据第二十七方面或第二十八方面所述的方法，该方法还包括在使该酚醛树脂固化之前将磨料颗粒设置在该酚醛树脂上。
在第三十方面中，本公开提供了根据第二十七方面至第二十九方面中任一项所述的方法，该方法还包括将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物的胶乳与多官能氮丙啶组合以制备组合物。
在第三十一方面中，本公开提供了根据第二十七至第三十方面中任一项所述的方法，其中该组合物还包含表面活性剂。
在第三十二方面中，本公开提供了根据第二十七至第三十一方面中任一项所述的方法，其中该酚醛树脂为橡胶改性的。
在第三十三方面中，本公开提供了根据第三十二方面所述的方法，该方法还包括将酚醛树脂与胶乳组合。
在第三十四方面中，本公开提供了根据第三十三方面所述的方法，其中该酚醛树脂与该胶乳的重量比在99:1至50:50的范围内。
在第三十五方面中，本公开提供了根据第二十七方面至第三十四方面中任一项所述的方法，该方法还包括：
将复胶树脂涂覆在该磨料颗粒上；以及
固化该复胶树脂。
在第三十六方面中，本公开提供了一种改善聚酯膜背衬与该聚酯膜背衬上的酚醛树脂层之间的粘附性的方法，该方法包括：
将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到聚酯膜背衬的主表面上；
使该羧化苯乙烯丁二烯共聚物与该多官能氮丙啶交联以形成底漆层；
将酚醛树脂涂覆在该底漆层的与该聚酯膜背衬相对的表面上；以及
固化该酚醛树脂。
在第三十七方面中，本公开提供了根据第三十六方面所述的方法，该方法还包括将包含该羧化苯乙烯丁二烯共聚物的胶乳与该多官能氮丙啶组合以制备该组合物。
在第三十八方面中，本公开提供了根据第三十六或第三十七方面所述的方法，其中该组合物还包含表面活性剂。
在第三十九方面中，本公开提供了根据第三十六方面至第三十八方面中任一项所述的方法，其中该底漆层的厚度为至少十微米、15微米、20微米或25微米或大于十微米。
在第四十方面中，本公开提供了根据第三十六方面至第三十九方面中任一项所述的方法，其中该聚酯膜背衬是经表面处理的。
在第四十一方面中，本公开提供了根据第三十六方面至第四十方面中任一项所述的方法，其中该聚酯膜背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在第四十二方面中，本公开提供了一种研磨工件的方法，该方法包括：
提供根据第八、第九或第十九至第二十六方面中任一项所述的制品；
使该磨料颗粒的至少一部分与该工件的表面的至少一部分摩擦接触；以及
使该制品或该工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨该表面的至少一部分。
在第四十三方面中，本公开提供了根据第四十二方面所述的方法，其中该工件包含不锈钢、碳钢或钛中的至少一种。
为了可以更全面地理解本公开，给出以下实施例。应当理解，这些实施例仅为了进行示意性的说明，而不应被理解为是以任何方式限制本公开。例如，这些实施例中所提到的具体材料及其量以及其他条件和细节，均不应被解释为对本公开的不当限制。
实施例
除非另有说明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比等均以体积计。除非另外说明，否则所有其它试剂均得自或购自诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,St.Louis,Missouri)的化学供应商，或者可通过已知的方法合成。
实施例1至20
用包含胶乳树脂(以商品名“ROVENE 5900”从北卡罗来纳州夏洛特的MallardCreek聚合物公司购得)、多官能氮丙啶(以商品名“PZ-28”从新泽西州摩根镇的PolyAziridine LLC公司购得)和表面活性剂(以商品名“GEMTEX SC-85P”从北卡罗莱纳州斯潘塞的Innospec活性化学品公司(Innospec Active Chemicals,Spencer,NorthCarolina)的湿重比为10:0.5:0.03的3组分组合物来制备底漆涂布溶液。
用底漆涂层处理不同厚度(即，50.8微米、76.2微米和127微米)的三种类型的PET膜(获自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)，由热挤出、双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制成)。对于实施例1至15，使用“GARDCO”自动刮涂机II(获自佛罗里达州波姆庞帕诺滩的Paul N.Gardner公司(Paul N.Gardner Company,Inc.,Pompano Beach,Florida))，用底漆涂层处理PET膜。对于每种类型的PET膜，用不同的迈耶棒涂布五种厚度的底漆，该迈耶棒以5微米的增量在10微米至30微米的范围内。表1中列出了实施例1至15中使用的PET膜厚度和底漆涂层厚度。然后将膜在121.1摄氏度(℃)的传送带烘箱中以1.83米/分钟的线速度进行干燥和固化。干燥和固化总时间为2分钟。
表1：
实施例 PET素膜厚度，微米 底漆涂层厚度，微米
实施例1 50.8 10
实施例2 50.8 15
实施例3 50.8 20
实施例4 50.8 25
实施例5 50.8 30
实施例6 76.2 10
实施例7 76.2 15
实施例8、16 76.2 20
实施例9、17 76.2 25
实施例10、18、19、20 76.2 30
实施例11 127 10
实施例12 127 15
实施例13 127 20
实施例14 127 25
实施例15 127 30
在实施例16至20中，使用30cm宽、76.2微米厚的PET膜。在实施例16、17、19和20中，对PET膜进行电晕处理。这种电晕放电工艺总体上在美国专利5972176(Kirk等人)中描述。将膜基底放置成与25厘米(cm)直径、50cm面宽的钢接地辊接触，该钢接地辊涂覆有由威斯康星州联合格罗夫辊美国公司(American Roller of Union Grove,Wisconsin)制造的2mm厚的CL500陶瓷电介质层。在该“覆盖辊”构型中，通电电极由两个200cm2、33cm面宽的不锈钢靴组成，这些不锈钢靴通过1.5毫米(mm)(60密耳)的电极间隙与接地辊分离。将电极连接到型号P6050变频电源(可从威斯康星哈特兰Pillar技术公司(Pillar TechnologiesInc.Hartland,Wisconsin))商购获得。用结合到电源中的定向功率计测量电晕中耗散的净功率。电晕处理的归一化能量(以J/cm2为单位)根据净功率和膜速度计算：归一化能量＝P/wV，其中P为净功率(以W为单位)，w为电极宽度(以cm为单位)，并且V为膜速度(以cm/s为单位)。电晕处理在0.1J/cm2或0.3J/cm2下进行，这可通过使用100-500W的功率和30-50cm/秒的幅材速度来实现。
然后使用狭缝模，用底漆溶液层涂覆PET素膜和经电晕处理的PET膜。然后将经涂布的膜在121.1℃的传送带烘箱中干燥和固化。通过调节底漆溶液进料速率来实现目标涂层厚度。用于实施例16至20的实验条件示出在表2中。
表2.
Figure BDA0002911032430000231
对于实施例1至15，根据表3中列出的组成制备底胶树脂。将制剂在室温下搅拌直至均匀。
表3.
Figure BDA0002911032430000241
对于实施例1至15，根据表4中列出的组成制备底胶树脂。将制剂在室温下搅拌直至均匀。
表4.
原材料说明 供应商 重量％
酚醛树脂R23155 乔治亚太平洋公司(俄亥俄州哥伦布) 90.0％
自来水 10.0％
对于实施例1至15，使用具有自动迈耶棒(Mayer rod)编号4的“GARDCO”自动刮涂机II将底胶树脂施加到经底漆处理的PET膜上。目标底胶树脂重量为12.6克/平方米(gsm)。然后用手将83.7gsm的磨料矿物P240 BFRPL氧化铝(可购自奥地利菲拉赫的英格瓷公司(Imerys,Villach,Austria))均匀地喷洒到底胶树脂上。将片材通过传送带烘箱在148.9℃以0.9米/分钟的线速度加工。干燥和固化总时间为12分钟。然后使用漆滚筒将复胶树脂以41.9gsm的涂层重量涂覆到底胶层和磨料颗粒上。然后将所得制品再次在148.9℃以0.9米/分钟的线速度通过传送带烘箱进行处理。干燥和固化总时间为12分钟。在固化完成后，将带涂层磨料材料转换成2.54厘米×15.24厘米的条带以用于测试。
对于实施例16至20，根据表5中列出的组成制备底胶树脂。将制剂在室温下搅拌直至均匀。根据表6中列出的组成制备复胶树脂。将制剂在室温下搅拌直至均匀。
表5.
原材料说明 供应商 重量％
酚醛树脂R23155 乔治亚太平洋公司(俄亥俄州哥伦布) 72.0％
自来水 10.0％
“ROVENE 5900” 北卡罗来纳州夏洛特的Mallard Creek聚合物公司 18.0％
表6.
Figure BDA0002911032430000251
将底胶树脂以12.6gsm的涂层重量辊涂到经处理的聚酯背衬上。然后通过静电涂覆将磨料矿物P240 BFRPL氧化铝(可购自奥地利菲拉赫的英格瓷公司)以83.7gsm的涂层重量涂覆到底胶树脂上。将幅材悬挂在架上，并根据表7中所述的底胶固化前条件进行固化。然后将复胶树脂以41.9gsm的涂层重量辊涂到底胶层和磨料颗粒上。然后将所得制品悬挂在架上并根据表7中所述的复胶固化条件进行固化。在固化完成后，将带涂层磨料材料弯曲并转换成2.54厘米×15.24厘米的行程以用于测试。
表7.
Figure BDA0002911032430000252
磨料制品手动脱壳测试
通过顺序弯曲和用力按压方案以2.54厘米×15.24厘米的行程执行手动研磨粘附性测试。出于测试目的，首先将带涂层磨料条弯曲180度以使涂层指向外，然后手动地用力按压折叠线；在纵向上连续重复该弯曲和按压过程，然后在横维方向上重复该折叠和按压过程，使得膜样品测试区域上的涂层暴露于该弯曲和用力按压。如下表8中所述，基于观察到的脱壳量，向每个样品给予为1、3或5的视觉评级。如果涂层没有脱落，则其被称为无脱壳，这意味着良好的粘附性，并且给出为1的可接受视觉评级。否则，其被称为脱壳，意味着不良的粘附性，并且给出为3或5的视觉评级。磨料制品实施例1至20的手动脱壳测试结果示出在表9中。由三个不同的操作者评估样品并给出视觉评级，并且平均结果在下表9中示出。当在PET素膜和经电晕处理的PET膜上不使用底漆时，对于根据上述方法制备的磨料制品，无论背衬的厚度如何，都观察到了重度脱壳。
表8.手动脱壳参考表。
评级说明 视觉参考
1＝观察到可接受/没有脱壳 图4
3＝观察到不合格/轻微脱壳 图5
5＝观察到不合格/重度脱壳 图6
表9.
Figure BDA0002911032430000261
Figure BDA0002911032430000271
例示性实施例(Ill.Ex.)21至24和实施例25至28
使用具有不同交联剂浓度水平的胶乳树脂(固含量为50％的羧化苯乙烯丁二烯橡胶，以商品名“ROVENE 5900”从北卡罗来纳州夏洛特的Mallard Creek聚合物公司获得)，使用迈耶棒编号6涂布厚度为76.2微米的PET膜(从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)获得)。交联剂的浓度水平通过将交联剂的重量除以胶乳树脂的重量来计算，例如，20％交联剂浓度水平等同于将2克交联剂添加到10克胶乳树脂中。“CYMEL303”(液体形式的六甲氧基甲基三聚氰胺，具有>98％的非挥发性，以商品名“CYMEL 303”从新泽西州伍德兰帕克的氰特工业公司(Cytec Industries Inc.,Woodland Park,NewJersey)获得)和“PZ-28”(多官能氮丙啶，以商品名“PZ-28”从新泽西州摩根敦的聚氮丙啶有限责任公司(PolyAziridine LLC，Morgantown，New Jersey)获得)在此用作交联剂，并且所用的它们的浓度水平在表10中列出。此外，将0.3％的表面活性剂(以商品名“GEMTEX SC-85P”得自北卡罗来纳州斯潘塞Innospec活性化学品公司)添加到涂料溶液中。对于每个膜，施加7微米的涂层。将带涂层的膜样品在120℃温度的对流烘箱中放置5分钟。
表10.
实施例 CYMEL 303的浓度水平 PZ-28的浓度水平 测试评级
例示性实施例21 0 0 5
例示性实施例22 10％ 0 5
例示性实施例23 20％ 0 5
例示性实施例24 30％ 0 2
实施例25 0 0.6％ 5
实施例26 0 1.0％ 2
实施例27 0 2.5％ 1
实施例28 0 5.0％ 0
根据ISO 2409交叉切割测试评估底漆涂层对PET膜的粘附力。使用可购自马里兰州哥伦比亚的BYK Gardner USA公司(BYK Gardner USA,Columbia,Maryland)的交叉切割试剂盒进行测试。根据ISO 2409交叉切割测试标准，交叉切割测试评级越高，涂层对基底的粘附性越差，其中“5”评级为最差，而“0”评级为最佳。结果如表10所示。
本公开不限于上述实施方案，但应受以下权利要求书和权利要求书的任何等同物中示出的限制条件的约束。本公开可在不存在本公开中未具体公开的任何要素的情况下以适当方式实施。

Claims (15)

1.一种制品，所述制品包括：
聚酯膜背衬；和
设置在所述聚酯膜背衬的主表面上的底漆层，所述底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述底漆层的厚度为至少十微米。
3.根据权利要求1或2所述的制品，其中所述聚酯膜背衬为经表面处理的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制品，其中所述聚酯膜背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制品，所述制品还包括酚醛树脂层，所述酚醛树脂层设置在所述底漆层的与所述聚酯膜背衬相对的表面上。
6.根据权利要求5所述的制品，其中所述酚醛树脂为橡胶改性的。
7.根据权利要求5或6所述的制品，其中所述酚醛树脂层还包括磨料颗粒。
8.根据权利要求7所述的制品，所述制品还包括复胶层，所述复胶层设置在所述磨料颗粒上方。
9.一种制备根据权利要求1至4中任一项所述的制品的方法，所述方法包括：
将包含羧化苯乙烯丁二烯共聚物和多官能氮丙啶的组合物涂覆到所述聚酯膜背衬的主表面上；以及
使所述羧化苯乙烯丁二烯共聚物与所述多官能氮丙啶交联。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括将包含所述羧化苯乙烯丁二烯共聚物的胶乳与所述多官能氮丙啶组合以制备所述组合物。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述组合物还包含表面活性剂。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，所述方法还包括：
将酚醛树脂涂覆在所述底漆层的与所述聚酯膜背衬相对的表面上；以及
固化所述酚醛树脂。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括在固化所述酚醛树脂之前将磨料颗粒设置在所述酚醛树脂上。
14.一种研磨工件的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求7或权利要求8所述的制品；
使所述磨料颗粒的至少一部分与所述工件的表面的至少一部分摩擦接触；以及
使所述制品或所述工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述表面的至少一部分。
15.一种磨料制品，所述磨料制品包括：
聚酯背衬；
设置在所述聚酯背衬的主表面上的底漆层，所述底漆层包含与多官能氮丙啶交联的羧化苯乙烯丁二烯共聚物；和
设置在所述底漆层的与所述聚酯背衬相对的表面上的酚醛树脂层，所述酚醛树脂层包括磨料颗粒。
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