CN1867427A - 防填塞组合物及其选择方法 - Google Patents

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Abstract

防填塞组合物包含第一有机化合物。该化合物的水接触角指标小于硬脂酸锌的水接触角。所述第一化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约大于40℃，摩擦系数F约小于0.3，防填塞指标P约大于0.3。另一实施方式包括第二有机化合物，该化合物的水接触角与第一有机化合物的水接触角不同。该组合物具有特定的水接触角W°p，该水接触角(至少部分地)由各种化合物独立的W°g以及组合物中各化合物的比例决定。磨具包含该防填塞组合物。揭示了一种研磨基材的方法，该方法包括使用有效量的防填塞组合物。还揭示了一种选择防填塞化合物的方法。

Description

防填塞组合物及其选择方法
发明背景
通常磨具(abrasive product)包括用粘合剂粘合在支承基材上的磨粒。例如，磨具可包括结合在基材上的磨粒层，所述基材可以是挠性基材，例如织物或纸质背衬、非织造载体等。这些制品可用来研磨各种加工面，包括金属、金属合金、玻璃、木材、油漆、塑料、主体填料、底漆等。
在本领域中已知磨具容易发生“填塞(loading)”，在此情况下“磨屑”即从加工面上研磨下的材料会聚集在研磨面上和磨粒之间。由于填塞通常会降低磨具的性能，因此是不希望有的。为此，已开发出了能够减少磨具累积磨屑的趋势的“防填塞(antiloading)”组合物。例如，早已知道硬脂酸锌是防填塞组合物的一种组分。已提出将许多种化合物用作防填塞组合物的组分。例如，所提出的一些防填塞组合物的组分可包含与极性基团的相连还具有许多种抗衡离子的烷基长链，所述极性基团是例如羧酸根、烷基铵盐、硼酸根、磷酸根、膦酸根、硫酸根、磺酸根等，所述抗衡离子包括一价和二价金属阳离子、和四烷基铵之类的有机抗衡离子等。
然而，在本领域中，除了用各种可能的化合物制造磨具，并进行一系列耗时的研磨试验以外，还没有别的方法可以知道其中哪些化合物是有效的防填塞剂。许多提出的化合物实际上是无效的防填塞剂。
另外，一些已知能够有效防填塞的防填塞剂会对加工面造成无法接受的污染，例如通常给以后的涂敷步骤带来缺陷。例如，在汽车工业的精整磨料中使用硬脂酸锌会对底漆表面造成污染，需要另外进行清洁步骤制备底漆层，用于随后的油漆涂敷。
另外，一些已知有效的防填塞剂，例如硬脂酸锌是不溶于水的。结果使用具有不溶于水的防填塞剂制备磨具时可能需要有机溶剂或另外的添加剂和/或处理步骤。
因此，需要有效、易于结合入磨具中、而且对加工面的污染最小的防填塞剂。另外还需要选择有效的防填塞化合物的方法。
                          发明简述
现在发现某些化合物，特别是如实施例1-5所述满足特定标准的如阴离子表面活性剂之类的化合物，可以是有效的防填塞剂。
防填塞组合物包含第一有机化合物。该化合物的水接触角指标(criterion)W°g小于硬脂酸锌的水接触角W°z。所述第一化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约大于40℃，动摩擦系数F约小于0.5，防填塞指标P约大于0.2。
另一实施方式包括第二有机化合物，该化合物的W°g与第一有机化合物的W°g不同。该组合物具有特定的水接触角W°p，该水接触角(至少部分地)由各种化合物独立的W°g以及组合物中各化合物的比例决定。
磨具包含该防填塞组合物。
一种研磨基材的方法，该方法包括通过在加工面上施加磨具来研磨加工面，从而产生加工面磨屑，并且在所述磨具和加工面磨屑之间的界面上提供有效量的防填塞组合物。
该方法另一实施方式包括使用第二有机化合物将基材研磨至特定的水接触角W°p。
一种选择防填塞化合物的方法，该方法包括选择第一有机化合物。该方法另一实施方式包括选择第二化合物，以及确定各化合物的比例，使得包含该比例的化合物的组合物具有特定的水接触角W°p，该水接触角取决于(至少是部分取决于)各化合物的W°g及其比例。
本文所揭示的实施方式具有显著的优点。通过提供有效的防填塞组合物，研磨制品和方法的效率和有效性获得了提高，从而降低了成本，还提高了加工产品的质量。通过提供能够减小研磨表面的水接触角W°g的防填塞组合物，使得能够更加容易地生产结合了防填塞组合物的磨具，还减少了对加工面的污染，特别是对研磨后要使用例如油漆、清漆、粉末涂料等进行涂敷的加工面的污染。通过提供在一定温度范围内有效的防填塞组合物来研磨不同温度下的加工面，无需改变温度和/或使用多种产品来适应不同温度。
另外，通过将加工面研磨至特定的水接触角W°p，可将研磨表面“良好调整(fine-tune)”成能够与随后的涂层相容。其结果是研磨制品、方法和由其制得的加工产品的通用性、质量和有效性显著提高。
                         附图简述
图1显示测量水接触角的示意图。
图2是防填塞指标P与经验研磨性能G的关系图。
                          发明详述
所揭示的实施方式一般地涉及用来提高磨具有效性的添加剂，具体涉及结合在磨具中的防填塞组合物。下面是对本发明各实施方式的描述。
在本文中，“防填塞组合物”包括相对于两条或更多本文所述标准的特定组合能够称为有效的防填塞剂的任何有机化合物或其盐，所述标准是例如P，F，Tmelt，ΔT，Tsub，W°，W°g，W°z，W°p和该试剂的化学结构。
在本文中，本领域技术人员可通过角度测量法测定水接触角W°，W°g，W°z和W°p之类的水接触角。当对基材施加水时，水接触角是基材平面与水和基材的交叉点处水表面切线直线之间的角度。例如，图1显示W°小于90°、等于90°和大于90°的水接触角。该角度可由测角仪读出。
在实施例4中进一步详细说明水接触角的测定。
在本文中，基材可以是本领域中研磨或抛光的任何基材，例如木材、金属、塑料、复合材料、陶瓷、矿物等；以及这些基材的涂层，包括油漆、底漆、清漆、粘合剂、粉末涂料、氧化物层、金属镀层、污染物等。基材通常包括金属基材、木质基材或聚合物基材，这些基材可以是裸露的或涂有防护底漆、油漆、透明涂层等。
在本文中，W°是测得的未研磨基材的水接触角。W°g是在有效量的防填塞化合物(例如第一有机化合物)的存在下研磨的基材所测得的水接触角。“有效量”是指在研磨基材过程中足以具有防填塞效果的防填塞化合物或防填塞组合物的量。W°z是测得的在有效量硬脂酸锌的存在下研磨的基片的水接触角。当比较两个这样的数值时，例如如果W°g小于W°z，则表示在有效量的各种化合物(例如所述第一化合物和硬脂酸锌)的存在下，用相同磨料研磨的相同基材上各自测得的水接触角。
在各实施方式中，第一化合物的W°g小于W°z，通常约小于125°，更优选约小于110°，更优选约小于100°，更优选约小于70°，或约小于50°。在一特定实施方式中，第一化合物的W°g约为0°。
在各实施方式中，可能需要特定的水接触角W°p，例如如果该角度无法通过使用单一的化合物简单地达到，或者该角度可以通过使用单一的化合物简单地达到，但是由于成本、毒性、防填塞性能等之类的其它原因不能使用这种化合物。组合物可包含两种或更多不同W°g的化合物，这些化合物以特定的比例混合，以达到特定的水接触角W°p°当使用两种化合物时，至少一种化合物，例如第一有机化合物满足最低的防填塞指标，例如W°g小于W°z，还满足以下的至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，摩擦系数约小于0.6，防填塞指标P约大于0.3。所述第二化合物可以是任何有效的防填塞化合物，例如第二化合物可以是硬脂酸锌。在特定实施方式中，第一和第二有机化合物均满足最低防填塞指标，例如W°g小于W°z，还满足以下的至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，摩擦系数约小于0.6，防填塞指标P约大于0.3。
在一特定实施方式中，可选择特定的W°p以符合随后的涂布，这可减少由防填塞化合物的污染造成的缺陷。例如，当制得的表面具有较低W°p时，水基涂层的效果比油基涂层要好。对于对W°p可能十分敏感的涂层，例如乳液基涂层，可选择W°p使其接近涂层的最佳值。在各实施方式中，所述两种或更多化合物可一起使用，例如用作包含在磨料中的组合物，或用作施用于磨料、加工面或同时施用在这两者之上的组合物。在其它实施方式中，所述化合物可单独使用，例如，至少一种化合物可包含在磨具中，施用于磨料、加工面或同时施用在这两者之上。例如，磨料可包含至少一种化合物，第二化合物可使用例如能够控制特定施用量的喷枪以防填塞剂溶液的形式施用在加工面上。因此可再多层涂层之间使用单一的磨料，通过所用第二化合物的量调节每次研磨操作之后的W°p值。
在本文中，本领域技术人员可通过示差扫描量热法(DSC)测定化合物的熔点Tmelt。实施例3将进一步详细描述该试验。本领域技术人员能够理解，在本文中，术语“熔点”表示在DSC曲线中显示化合物软化的热跃迁，即结晶化合物的熔点，无定形化合物的软化点或流化点等。在各实施方式中，化合物的熔点约高于40℃，更优选约高于55℃，或者约高于70℃。在特定实施方式中，熔点约高于90℃。
化合物的摩擦系数F可通过制备涂布的样品，然后测量20℃时的摩擦系数而测得。在实施例2中将详细描述测定F的试验。在各实施方式中，化合物的F约小于0.6，更优选约小于0.4，或者约小于0.3。在一特定实施方式中，F的值约小于0.2。
所述防填塞指标P可通过公式(1)计算：
P＝0.68-2.07*F+(3.3E-3*ΔT)+1.58*F2(1)
在公式(1)中，变量ΔT的单位是℃，它是Tmelt-Tsub之差，其中Tmelt是化合物的熔点，Tsub是进行研磨的基材的温度。基材的温度Tsub可通过使用温度计、热电偶、或其它本领域技术人员众所周知的温度测量装置测量加工面温度而测得。在各实施方式中，可用来计算ΔT和P的Tsub的数值可约为20-45℃，或更优选约20-45℃。在一特定实施方式中，Tsub约为45℃。
例如，在各实施方式中，防填塞指标P的值约大于0.2，或约大于0.3。在一特定实施方式中，P约大于0.5。在实施例5和图2中更详细地描述了防填塞指标P。
在各实施方式中，变量ΔT约大于20℃，优选约大于30℃，更优选约大于40℃，或者约大于50℃。在一特定实施方式中，ΔT约大于75℃。
本领域技术人员能够理解，由于摩擦生热、工件烘焙等原因，许多研磨会在高于室温(即约高于20℃)的温度下进行。例如，在汽车工业中，在涂漆过程中，车体通常会通过油漆涂敷区。在油漆涂敷区通常会将车体加热至高于室温，可能高达约43℃。车体离开油漆涂敷区时，操作者会检查是否存在缺陷，研磨除去所发现的缺陷。
本领域技术人员能够理解，在选择有效的防填塞化合物的试验中，在试验中用来计算P的特定温度本身并不会限制所选化合物可以使用的温度。例如，在45℃选择的化合物可用于高于或低于45℃的温度。
本领域技术人员能够理解，某些防填塞剂，例如硬脂酸锌可具有高P值。然而，本领域技术人员也可理解许多磨具的应用会被防填塞剂污染，从而增大基材的水接触角。例如，如果在将要涂敷水基涂层的表面上使用硬脂酸锌，可能需要从研磨后的表面上除去残留的硬脂酸锌，否则研磨过的表面或涂层在表面上的粘合效果会较差。
所述化合物，例如可有效用作防填塞剂的有机化合物通常包括表面活性剂或具有类似表面活性剂性质的分子，即具有与亲水基团连接的大疏水基团的分子，例如阴离子表面活性剂。通常的疏水基团包括支链的或直链的，通常为约2-18个碳原子的直链脂族基团。疏水基团还可包括脂环基、芳基、和任选的杂原子取代基。通常的亲水基团包括极性基团或易于离子化的基团，例如：羧酸根、硫酸根、磺酸根、亚硫酸根、磷酸根、膦酸根、磷酸根、硫代硫酸根、硫代亚硫酸根、硼酸根等之类的阴离子。例如，阴离子表面活性剂包括具有与阴离子基团相连的长烷基链(例如在十二烷基硫酸钠中与硫酸根阴离子基团相连的C12烷基)的分子。
因此，例如，能够作为有效的防填塞剂的阴离子表面活性剂包括通式为R-A-M+的化合物，其中R是疏水基团，A-是阴离子团，M+是抗衡离子。本领域技术人员能够理解，该通式可接受的变体包括具有不同或相同价态的离子的化学计量组合，例如(R-A-)2M++，R-A--(M+)2，R-A--H+M+，R-A--M++等。
R可以是C6-C18支链或直链的，通常为直链的脂族基团。R可任选地被一个或多个中断基团(interrupting group)中断，和/或被取代，只要根据本文所述的标准，所得的化合物仍然是有效的防填塞剂。合适的取代基可包括例如-F，-Cl，-Br，-I，-CN，-NO2，卤代C1-C4烷基，C1-C6烷氧基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基等。合适的中断基团可包括，例如-O-，-S-，-(CO)-，-NRa(CO)-，-NRa-等，其中Ra是-H或小基团，例如C1-C6烷基，或者是芳基或芳烷基，例如苯基、苄基等。
抗衡离子M+可与所述化合物形成盐，该离子可以是例如金属离子，如Mg++，Mn++，Zn++，Ca++，Cu++，Na+，Li+，K+，Cs+，Rb+等，或者是非金属离子，例如锍、、铵、烷基铵、芳基铵、咪唑啉等。在一实施方式中，M+可以是金属离子。在另一实施方式中，M+是碱金属离子，例如Na+，Li+，K+，Cs+或Rb+。在一特定实施方式中，M+是Na+。
A-表示的阴离子团可包括例如羧酸根、硫酸根、磺酸根、亚硫酸根、磺基琥珀酸根、肌氨酸根、磺基乙酸根、磷酸根、膦酸根、磷酸根、硫代硫酸根、硫代亚硫酸根、硼酸根等。A-还可包括羧酸根、硫酸根、磺酸根、磷酸根、肌氨酸根、磺基乙酸根或膦酸根。或者该阴离子团可以是硫酸根、肌氨酸根、磺基乙酸根或甜菜碱(例如三甲基甘氨酸基(trimethylglycinyl)，例如羧酸根)。在一实施方式中，所述阴离子团可以是硫酸根。
本领域技术人员将会理解，这些分子的样品通常可包括中性的分布，即质子化的或者部分或完全酯化的形式，例如，羧酸盐表面活性剂可包括R-CO2-M+，R-CO2H和R-CO2Rb中的一种或多种，其中Rb是小基团，例如C1-C6烷基，苄基等。
因此，在各种实施方式中，所述化合物可包括例如化学式R-OSO3-M+，R-CONR′CH2CO2-M+，R-O(CO)CH2OSO3-M+或RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-所表示的化合物，式中R是C6-C18直链烷基；R′是C1-C4直链烷基；M+是碱金属离子。在其它实施方式中，所述化合物可包括月桂基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂酰氨基丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠。在一特定实施方式中，所述化合物可以是月桂基硫酸钠。
在本文中，磨料可以是本领域技术人员已知的用来研磨工件的任何颗粒状陶瓷物质、矿物或金属物质。例如，磨料可包括α-氧化铝(熔融或烧结的陶瓷)、碳化硅、熔融氧化铝/氧化锆、立方氮化硼、金刚石等，以及它们的组合。磨料通常固定在支撑基材(例如纤维、纸张、金属、木材、陶瓷或聚合物背衬)；固体载体，(例如砂轮，″刚砂板″)等之上。用天然胶或合成胶或聚合物之类的粘合剂将磨料和载体基材结合，然后使该组合固化和干燥，以固定材料。防填塞组合物可在制造磨具的任何阶段与这些部分结合。在一实施方式中，在制造磨具的过程中将防填塞组合物与粘合剂和磨料结合。在其它实施方式中，例如通过在制造时将防填塞组合物施加到研磨面上，将防填塞组合物施加到研磨面上，将化合物施加到加工面上，或其组合等，使防填塞组合物位于最终产品的研磨面和加工面磨屑之间的界面处。
所述磨具，例如非织造磨料，或涂布的磨料，例如砂纸、砂轮、圆片、带、片、砂带、扁平的研磨工具等之类形式的磨具，可以研磨运动施加于加工面，例如在压力作用下，以直线形、圆形、椭圆形或任意运动等形式将磨料人工、机械或自动地施加到加工面上。
一个特定实施方式包含有机表面活性剂。在有效量的组合物存在下使用磨料研磨的测试基材的水接触角指标W°g约小于20°。该表面活性剂的防填塞指标P约大于0.3。通常，有机表面活性剂选自月桂基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂酰氨基丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠。在特定实施方式中，所述表面活性剂是月桂基硫酸钠。
在各实施方式中，选择第一化合物以满足一个或多个以下条件：
P约大于0.4；
ΔT约大于5℃；
F约小于0.5；
W°g小于W°z；
W°g小于W°z，Tmelt约高于40℃，F约小于0.5；
W°g约等于W°，Tmelt约高于40°C，F约小于0.5；
ΔT约大于5℃，F约小于0.5，W°g约等于W°。
                          实施例
提供以下实施例以说明该实施方式的原理，本发明并不限于这些实施例。
实施例1：经验研磨性能的测量
在所有的试验中使用不含初始防填塞组合物的市售磨具，Norton A270P500砂纸(Norton Abrasives，Worcester，Massachusetts)。将试验的防填塞剂(列于表1；Arquad 2HT-75购自Akzo-Nobel，Chicago，Illinois；Rhodapon LM和Rhodapex PM 603购自Rhodia，Cranbury，New Jersey，余下的购自StepanCompany，Northfield，Illinois)制成30重量％的水溶液，用海绵刷将其涂敷在直径5英寸(12.7厘米)的圆片上。该圆片的背面包括具有钩圈(hook and loop)固定材料的啮合面。所述试验工件是用选自汽车工业的代表性常规底漆，例如BASFU28(BASF公司，Mount Olive，New Jersey)涂漆的钢板。使用通过钩圈固定材料连接着研磨圆片的手持式泡沫垫手动研磨该工件。使用安装在50厘米×50厘米的金属板下的单点测力计(LCAE-45千克测力计，Omega Engineering，51C.，Stamford，Connecticut)控制将磨料压向工件的向下作用力。将工件夹持在金属板顶部进行研磨。通过监控测力计的输出将向下作用力保持在11±1牛顿。将泡沫垫控制在与垂直于钢板的轴成约60°的夹角，使得研磨圆片仅有约1/3的表面与工件接触。因此在研磨界面上的压力约为2.6千牛/平方米。
用磨料研磨工件的直径约5厘米的区域。通过使磨料在此前未研磨的表面上进行往复运动来进行砂磨。砂磨的速率约为3冲程(stroke)/秒。冲程约为4厘米。该试验以5秒的增量总共进行150秒，或进行至切割率(cut rate)降到零，无论哪一种先发生均可。使用经验标准4-0评价各增量的切割率，其中4表示非常剧烈的切割率，0表示产品已停止切割。这些级别评定是操作者将去除材料的量和产生的磨屑的目视观察与所感觉到的横向运动阻力结合起来所得到的结果。高切割率表现为产生大量磨屑以及对横向运动的低阻力。试验中的经验性性能G表示为在试验过程中所有切割率的数值之和。在此试验中可达到的最高G值可定义为4(最大切割率增量)×30(试验增量数)＝120。在表1中，对理论性能结果进行标准化，得到0-1的G值。在三种基材温度Tsub，例如约21℃，32℃和43℃下进行研磨测试。这些结果列于表1的G栏中，标准化得到在约21℃的最佳性能。参数F、ΔT和P分别在实施例2、3和5中讨论。
表2涂敷了月桂基硫酸钠(Stepanol VA-100)的砂纸的性能与涂敷了硬脂酸锌的砂纸和未涂覆的砂纸的性能比较。各材料的总性能等于在150秒试验中所有评级的和。相对于表1中的产品最佳性能标准化得到的G值也列于表2。涂敷了月桂基硫酸钠的砂纸的性能比涂敷了硬脂酸锌的砂纸更好，涂敷了硬脂酸锌的砂纸比未涂敷的砂纸更好。
实施例2：摩擦系数测量
通过制备涂敷的样品并测量在约20℃的摩擦系数以测定化合物的摩擦系数F。使用8-道湿膜涂敷机(Model AP-25SS，Paul N.Gardner Company，Inc.，Pompano Beach，Florida)将需要检测的化学物质手工涂敷在0.127毫米(微米)厚的聚酯膜(Melinex，DuPont Teiiin Films，Hopewell，Virginia)上，间隙设定为0.127毫米。如果以液体溶液形式提供防填塞剂，则直接涂敷。如果其为水溶性固体，在涂敷之前将其溶解于约10重量份的水中(如果溶液不澄清，加入更多的水并加热溶液直至其变澄清(表明试剂已完全溶解))。然后使涂层在80℃的烘箱内干燥4小时，除去至少一部分剩余的溶液。对于硬脂酸锌，它在室温下是固体，而且是不溶于水的，将该粉末分散在Stoddard溶剂(CAS#8052-41-3)中，然后依照上述步骤涂敷在膜上。将涂敷的材料置于145℃的烘箱内30分钟，使硬脂酸盐熔合在膜上。在烘箱内干燥之后，所有涂敷的样品在试验之前至少在室温下陈化40小时。
制得样品后，通过使涂敷的材料滑过其本身来测量摩擦系数。所用的设备是Monitor/Slip & Friction 32-26型(Testing Machine，Inc.，Amityville，NewYork)。切割出一条涂敷有防填塞剂的膜，将其固定在重200克、6.35厘米的正方形滑板(sled)上。根据ASTM D 1894-01(American Society for Testing andMaterials，West Conshohocken，Pennsylvania)所述的标准测试法将此滑板拖曳通过另一条涂敷的膜。所述涂敷膜的取向使得它们在互相滑过时两个涂敷表面相接触。F值列于表1。
表1：显示防填塞化合物性能的数据
Tsub＝21℃
商品名 供应商 化学名或种类 F   Tmelt(℃) ΔT(℃) P G
  Stepanol WATStepanolWA-100Stepanol AMSteol-CS-460RhodapexPS-603Polystep B-25Polystep A-16Maproeyl 30Lathanol LALAmphosol LBAmmonyx 4002DLG 20A   StepanStepanStepanStepanRhodiaStepanStepanStepanStepanStepanStepanFerro   月桂基硫酸四乙铵月桂基硫酸钠月桂基硫酸铵聚氧乙烯烷基硫酸钠(SodiumLaureth Sylfate)C12-C15棕榈醚硫酸钠(SodiumC12-C15 Pareth Sulfate)癸基硫酸钠分支的十二烷基苯磺酸钠月桂酰基肌氨酸钠月桂基磺基乙酸钠月桂酰氨基丙基甜菜碱硬脂基二甲基苄基氯化铵(Stearalkonium Chloride)硬脂酸锌   0.980.100.250.880.750.070.400.170.200.480.320.18   20963021289446757212540125   -1759077325545110419104   0.170.780.260.180.260.630.290.530.580.470.310.60   0.040.990.150.070.171.000.110.760.310.470.500.71
Tsub＝32℃
商品名 供应商 化学名或种类 F   Tmet(℃) ΔT(℃) P G
  StepanolWA-100Polystep A-16Maproeyl 30Lathanol LALAmphosol LBAmmonyx 4002DLG 20A StepanStepanStepanStepanStepanStepanFerro 月桂基硫酸钠分支的十二烷基苯磺酸钠月桂酰基肌氨酸钠月桂基磺基乙酸钠月桂酰氨基丙基甜菜碱硬脂基二甲基苄基氯化铵硬脂酸锌 0.100.400.170.200.480.320.18 9646757212540125 6414434093893 0.710.240.470.510.470.240.54 0.600.070.530.280.310.460.67
Tsub＝43℃
商品名 供应商 化学名或种类 F   Tmelt(℃) ΔT(℃) P G
  Stepanol WATStepanolWA-100Stepanol AMSteol-CS-460RhodapexPS-603Polystep B-25Polystep A-16Maproeyl 30Lathanol LALAmphosol LBAmmonyx 4002DLG 20A   StepanStepanStepanStepanRhodiaStepanStepanStepanStepanStepanStepanFerro   月桂基硫酸四乙铵月桂基硫酸钠月桂基硫酸铵聚氧乙烯烷基硫酸钠C12-C15棕榈醚硫酸钠癸基硫酸钠分支的十二烷基苯磺酸钠月桂酰基肌氨酸钠月桂基磺基乙酸钠月桂酰氨基丙基甜菜碱硬脂基二甲基苄基氯化铵硬脂酸锌   0.980.100.250.880.750.070.400.170.200.480.320.18   20963021289446757212540125   -2353-13-22-15513322982-382   -0.100.640.06-0.090.000.530.200.410.430.460.160.542   0.040.760.100.080.110.670.070.610.190.320.100.63
表2：显示未涂敷的磨料性能的数据(Tsub＝43℃)
  时间(秒)   Stepanol WA-100   硬脂酸锌   参比
  5101520253035404550556065707580859095100105110115120125130135140145150   44333333222222222111111111110   44433332221111111110   4443332211110
  总和G等级   550.76   390.54   290.40
等级
4剧烈
3良好
2一般
1差
0无切割
实施例3：熔点DSC测量
将各试验防填塞化合物的约5毫克的样品加入示差扫描量热计样品室(model DSC 2910TA Instruments New Castle，Delaware)，升温至观察到熔点。各化合物的熔点Tmelt以及Tmelt-Tsub算得的ΔT列于表1。
实施例4：显示优秀化合物的化合物水接触角
使用涂敷有各试验防填塞化合物的A270P500砂纸，在66千牛/平方米下，使用Norton A270P500对涂敷有DuPont U28底漆的1.3厘米宽的钢条自动研磨20秒，使用VCA 2500XE测角仪(AST Products，Inc，Billerica，Massachusetts)测量水接触角。在每个研磨表面上取6个读数。各化合物的水接触角W°g列于表3。例如，图1显示了小于90°，等于90°和大于90°的水接触角W°。
数据说明用涂敷了硬脂酸锌的砂纸研磨后，水接触角W°增大至例如W°z。然而，用涂敷了Stepanol WA-100和Ammoy 4002之类的某些防填塞化合物研磨之后，水接触角，例如W°g可减少到约为0°。
表3：由具有防填塞剂的磨料得到的水接触角
化合物                     W°
Stepanol WA-100            0.0
Ammonyx 4002               0.0
Arquad 2HT-75              48.7
AmphosolLB                 60.2
LathanolLAL                66.2
Polystep B-25              99.2
Maprosyl 30                108.2
硬脂酸锌                   133.7
基材                       106.4
实施例5：预示防填塞性能变化的研磨模型
使用经验值F和ΔT作为自变量，以相关的研磨性能G作为因变量进行回归分析。使用该方法方程1计算得到性能P。表1显示经验G值和算得的P值。表4显示该回归分析的统计结果，该结果反映了该模型能够解决数据中约高达75％的变化。图2是P与G的关系变化图。
表4：说明数据变化的研磨性能模型
  参数   估计量   标准误差   T统计   P值
  常数   0.68   0.097   6.96   1.74×10-1
  F   -2.07   0.432   -4.78   5.45×10-5
  ΔT   3.28×10-3   8.60×10-4   3.81   7.28×10-4
  F2   1.58   0.408   3.88   6.12×10-4
  R2＝0.75；调整的R2＝0.72；估计量的标准误差＝0.15
尽管已经结合本发明各实施方式对其进行了详细描述，但是本领域技术人员能够理解可以在不背离所附权利要求书所限制的本发明范围的基础上对其形势和细节进行各种改变。

Claims (35)

1.包含第一有机化合物的防填塞组合物，其中：
所述第一化合物的水接触角指标W°g小于硬脂酸锌的水接触角W°z；
所述第一化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，动摩擦系数F约小于0.4，防填塞指标P约大于0.2。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于100°，Tmelt约高于70℃，F约小于0.4，P约大于0.2。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于70°，Tmelt约高于90℃，F约小于0.3，P约大于0.3。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于：
所述第一化合物满足权利要求1所述的各条件Tmelt，F和P；
所述第一化合物由选自以下的化学式表示：R-OSO3 -M+，RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-，R-CONR′CH2CO2 -M+和R-O(CO)CH2OSO3 -M+式中
R是C6-C18直链烷基；
R′是C1-C4直链烷基；
M+是碱金属离子。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述第一化合物的W°g约为0°。
6如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述第一化合物选自月桂基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、月桂酰氨基丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠。
7.如权利要求1所述的组合物，该组合物还包含第二有机化合物，该化合物的W°g与第一有机化合物的W°g不同，该组合物具有特定的水接触角W°p，该水接触角至少部分地由各种化合物独立的W°g以及组合物中各化合物的比例决定。
8.如权利要求7所述的组合物，其特征在于，所述组合物选自预混组合物和具有至少两种独立的可混合组分的组合物。
9.一种磨具，它包括：
粘合剂支承基材；
粘合剂；
通过该粘合剂固定在所述支承基材上的磨料；
包含第一有机化合物的防填塞组合物，其中：
所述第一化合物的水接触角指标W°g小于硬脂酸锌的水接触角W°z；
所述第一化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，动摩擦系数F约小于0.4，防填塞指标P约大于0.2。
10.如权利要求9所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于100°，Tmelt约高于70℃，F约小于0.4，P约大于0.2。
11.如权利要求9所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于70°，Tmelt约高于90℃，F约小于0.3，P约大于0.3。
12.如权利要求9所述的磨具，其特征在于：
所述第一化合物满足权利要求9所述的各条件Tmelt，F和P；
所述第一化合物由选自以下的化学式表示：选自R-OSO3 -M+，RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-，R-CONR′CH2CO2 -M+和R-O(CO)CH2OSO3 -M+
式中
R是C6-C18直链烷基；
R′是C1-C4直链烷基；
M+是碱金属离子。
13.如权利要求9所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物的W°g约为0°。
14.如权利要求9所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物选自月桂基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、月桂酰氨基丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠。
15.如权利要求9所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物是月桂基硫酸钠。
16.如权利要求9所述的磨具，它还包含第二有机化合物，该化合物的W°g与第一有机化合物的W°g不同，该组合物具有特定的水接触角W°p，该水接触角至少部分地由各种化合物独立的W°g以及组合物中各化合物的比例决定。
17.一种研磨表面的方法，该方法包括：
通过在加工面上使用磨具来研磨加工面，从而产生加工面磨屑；
在所述磨具和加工面磨屑之间的界面上提供有效量的防填塞组合物；
其中：
所述磨具包括粘合剂支承基材，粘合剂，通过该粘合剂固定在所述支承基材上的磨料；
所述防填塞组合物包含第一有机化合物，其中：
所述第一化合物的水接触角指标W°g小于硬脂酸锌的水接触角W°z；
所述第一化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，动摩擦系数F约小于0.4，防填塞指标P约大于0.2。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于100°，Tmelt约高于70℃，F约小于0.4，P约大于0.2。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于70°，Tmelt约高于90℃，F约小于0.3，P约大于0.3。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于：
所述第一化合物满足权利要求19所述的各条件Tmelt，F和P；
所述第一化合物由选自以下的化学式表示：R-OSO3 -M+，RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-，R-CONR′CH2CO2-M+或R-O(CO)CH2OSO3 -M+
式中
R是C6-C18直链烷基；
R′是C1-C4直链烷基；
M+是碱金属离子。
21.如权利要求17所述的磨具，其特征在于，所述第一化合物的W°g约为0°。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一化合物选自月桂基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、月桂酰氨基丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠。
23.如权利要求17所述的方法，该方法还包括使用具有不同于第一化合物的W°g的第二化合物将所述表面研磨至特定的水接触角W°p，其中所述W°p至少部分地由各种化合物独立的W°g以及所用各化合物的比例决定。
24.如权利要求23所述的方法，该方法还包括选择W°p，使其与将要施涂到研磨加工面上的涂层相容。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述提供防填塞组合物的步骤包括向磨具或加工面上施用至少一种化合物。
26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述磨具包含至少一种所述化合物。
27.一种选择防填塞化合物的方法，该方法包括选择一种有机化合物，其中：
该化合物的水接触角指标W°g小于硬脂酸锌的水接触角W°z；
所述化合物满足以下至少一个条件：熔点Tmelt约高于40℃，动摩擦系数F约小于0.4，防填塞指标P约大于0.2。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于100°，Tmelt约高于70℃，F约小于0.4，P约大于0.2。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足以下至少一个条件：W°g约小于70°，Tmelt约高于90C，F约小于0.3，P约大于0.3。
30.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足各条件Tmelt，F和P。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足选自权利要求28的W°g，Tmelt，F和P中的至少两个条件。
32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一化合物满足选自权利要求29的W°g，Tmelt，F和P中的至少三个条件。
33.如权利要求27所述的方法，其特征在于，W°g约为0°。
34.如权利要求27所述的方法，该方法还包括：
选择第二有机化合物，该第二化合物的W°g与第一有机化合物的W°g不同；
确定各化合物的比例，使得包含该比例化合物的组合物具有特定的水接触角W°p，该W°p至少部分地由各种化合物的W°g及其比例决定。
35.如权利要求29所述的方法，该方法还包括选择与特定涂层相容的W°p。
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