DE3330512A1 - Abrasive particle agglomerates, the production and use thereof - Google Patents
Abrasive particle agglomerates, the production and use thereofInfo
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Abstract
Description
Schleifkornagglomerate, deren Herstellung und deren Verwendung. Abrasive grain agglomerates, their manufacture and their use.
Die Erfindung betrifft Schleifkornagglomerate (Schleifkorngranulat) , deren Herstellung und deren Verwendung in Schleifmitteln auf flexibler Unterlage. The invention relates to abrasive grain agglomerates (abrasive grain granules) , their manufacture and their use in abrasives on a flexible base.
Die Schneidkraft des Schleifmittels und die erzielte Oberflächengüte auf dem zu schleifenden Metall-, Holzwerkstück usw.The cutting force of the abrasive and the surface quality achieved on the metal or wood workpiece to be sanded, etc.
ändern sich bei Schleifmitteln mit dem Abnutzungsgrad. Während der Anwendung von Schleifmitteln auf flexibler Unterlage verringert sich die Rauhtiefe mit zunehmender Abstumpfung bis das Schleifwerkzeug wegen mangelnder Schneidkraft schließlich ersetzt werden muß. Zahlreiche Entwicklungsarbeiten befassen sich damit, Schleifmittel herzustellen, die verbesserte Abschliffleistungen und Abschliffmengen, Standzeiten und Oberflächenrauhtiefe aufweisen sollten. Ein allgemein bekannter Nachteil dieser Schleifwerkzeuge ist der Umstand, daß der pro Zeiteinheit sich ergebende Materialabtrag zwar am Anfang hoch ist, dann aber rasch absinkt, so daß das Schleifwerkzeug in vielen Fällen nach einer relativ kurzen Einsatzzeit ersetzt werden muß, obwohl die Unterlage noch völlig intakt ist. Oft wird versucht, durch Änderung der Schleifkornanordnung zu wirtschaftlicheren Lösungen zu gelangen. Insbesondere werden in neuerer Zeit zunehmend Schleifmittel auf flexibler Unterlage beschrieben, bei denen die Schleifkörner in Form von Schleifkornagglomeraten (Schleifkorngranulate) angeordnet sind.change with abrasives with the degree of wear. During the The surface roughness is reduced when using abrasives on a flexible surface with increasing dullness up to the grinding tool due to insufficient cutting force eventually needs to be replaced. Numerous development work deals with To produce abrasives that have improved stock removal rates and stock removal rates, Should have service lives and surface roughness. A well known one The disadvantage of these grinding tools is the fact that the per unit of time resulting Material removal is high at the beginning, but then drops quickly, so that the grinding tool replaces in many cases after a relatively short period of use must be, although the base is still completely intact. Often attempts are made to get through Change of the abrasive grain arrangement to arrive at more economical solutions. In particular More recently, abrasives on flexible backing are increasingly being described, in which the abrasive grains in the form of abrasive grain agglomerates (abrasive grain granules) are arranged.
Schleifkornagglomerate und die Herstellung solcher Schleifkornagglomerate durch Mischen und Härten der einzelnen Komponenten, wie Schleifkorn, Bindemittel und Füllstoff ist aus der US-PS 2,194,472 bekannt. Nach dem Härten wird die Masse gebrochen und die zerkleinerten Bruchstücke werden gesiebt. Die Schleifkornagglomerate aus einer Vielzahl von Einzelkörnern dienen zur Herstellung von Schleifmitteln auf flexibler Unterlage.In der DE-AS 26 08 273 ist die Herstellung kugelförmiger Schleifkörper aus einer Vielzahl von Schleifkörnern, Bindemittel und Füllstoffen beschrieben, wobei die Schleifkörner und flüssige Matrixbindemittel in einer organischen Lösungsmittelphase dispergiert werden bis sich die kugelförmigen Schleifkörper unter Aushärten des Bindemittels bilden. Es ist auch bekannt, Schleifkornagglomerate dadurch herzustellen, daß man die pastöse wäßrig-feuchte Mischung aus Schleifkorn und Bindemittel mit Hilfe eines Stahlstabes oder-Schabers durch ein Sieb drückt und danach in einem Heizkanal die durch das Sieb gepreßten zylindrischen agglomerierten Partikel trocknet und härtet. Die Herstellung von Schleifkorngranulat, wobei die feuchte Mischung von Schleifkorn, Bindemittel und Zusätzen durch ein Siebgewebe gedrückt wird, ist aus der DE-OS 29 21 341 bekannt. Aus der DE-PS 30 05 011 schließlich ist ein Verfahren bekannt, bei dem die bisher bekannten starren Stäbe des Rotors, die zum Drücken des pastösen Gemisches aus Schleifkorn, Bindemittel und Zusätzen durch das Siebgewebe dienen, durch frei um die Achse drehbare Rohre ersetzt werden.Abrasive grain agglomerates and the manufacture of such abrasive grain agglomerates by mixing and hardening the individual components, such as abrasive grain, binder and filler is known from U.S. Patent 2,194,472. After hardening, the mass will broken and the crushed fragments are sieved. The abrasive grain agglomerates from a large number of single grains are used to manufacture abrasives flexible Unterlage.In DE-AS 26 08 273 is the production of spherical grinding media described from a variety of abrasive grains, binders and fillers, wherein the abrasive grains and liquid matrix binders are in an organic solvent phase are dispersed until the spherical abrasive body hardens the Form binder. It is also known to produce abrasive grain agglomerates by that you use the pasty, watery-moist mixture of abrasive grain and binder Using a steel rod or scraper, pushes through a sieve and then in one The heating channel dries the cylindrical agglomerated particles pressed through the sieve and hardens. The production of abrasive granules, with the wet mixture of abrasive grit, binding agent and additives is pressed through a sieve mesh from DE-OS 29 21 341 known. Finally, from DE-PS 30 05 011 is a method known, in which the previously known rigid rods of the rotor, which are used for pressing of the pasty mixture of abrasive grain, binding agent and additives through the screen mesh serve to be replaced by tubes freely rotatable around the axis.
Auch wird das zylindrische Schleifkorngtanulat, nach dem Trocknen und Härten in einem angeschlossenen Durchlauftrockenofen nochmals mit dem Rollrotor durch das Sieb gedrückt.The cylindrical abrasive grain granulate is also used after drying and Hardening again with the roller rotor in a connected continuous drying oven pressed through the sieve.
Aufgabe der Erfindung ist es, Schleifkornagglomerate zu entwickeln, die relativ einfach und schnell herzustellen sind, und bei deren Herstellung die Umwelt wenig belastet wird, d.h. Lösungsmittel und Phenolharze kommen nicht oder nur in geringem Umfange ins Abwasser und in die Luft.The object of the invention is to develop abrasive grain agglomerates, which are relatively easy and quick to manufacture, and in their manufacture the The environment is not polluted, i.e. solvents and phenolic resins do not or only to a small extent in sewage and in the air.
Uberraschend lassen sich wäßrige Polymerdispersionen zur Herstellung der Schleifkornagglomerate verwenden und zwar dadurch, daß bei der Herstellung der Schleifkornagglomerate anorganische und/oder organische Füllstoffe mitverwendet werden, die 1 - 60 Gew.% organische Verbindungen enthalten, wobei die organischen Verbindungen einen Siedepunkt von mindestens 100asc aufweisen. Anstelle der wäßrigen Polymerdispersionen, wobei erfindungsgemäß vorzugsweise vernetzende Polymerdispersionen, wie vernetzende Polyacrylsäureester-Dispersionen verwendet werden, lassen sich eine Vielzahl von anorganischen und/oder organischen Bindemitteln, wie Alkalisilicate (Wasserglas), verwenden. Besonders vorteilhaft in Bezug auf die Einfachheit des Verfahrens und die geringe Umweltbelastung werden jedoch vernetzende Polymerdispersionen verwendet.Surprisingly, aqueous polymer dispersions can be used for the production the use of abrasive grain agglomerates by the fact that in the manufacture of Abrasive grain agglomerates, inorganic and / or organic fillers are also used which contain 1 - 60% by weight of organic compounds, the organic Compounds have a boiling point of at least 100asc. Instead of the aqueous Polymer dispersions, wherein according to the invention preferably crosslinking polymer dispersions, how crosslinking polyacrylic acid ester dispersions are used, can be a Large number of inorganic and / or organic binders, such as alkali silicates (Water glass). Particularly advantageous in terms of the simplicity of the The process and the low environmental impact are, however, crosslinking polymer dispersions used.
Erfindungsgemäß werden übliche Schleifkörner mit organischen und/oder anorganischen Bindemitteln benetzt und vermischt, danach mit 0,1-15 Gew.% anorganischen und/oder organischen Füllstoffen (bezogen auf die Schleifkörner), die 1 - 60 Gew.% organische , aliphatische Verbindungen enthaiten, gründlich vermischt und gegebenenfalls nach einer Zwischenhärtung oder -trocknung, durch ein Sieb definierter Maschenweite gedrückt, getrocknet, zerkleinert und gesiebt. Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Herstellung der Schleifkornagglomerate modifizierte Schleifkörner verwendet werden, wobei übliche Schleifkörner mit anorganischen oder organischen Bindemitteln, vorzugsweise unter Verwendung vernetzender Polymerdispersionen, vermischt und benetzt werden, danach mit 0,1 - 15 Gew.%, bezogen auf die Schleifkörner, organischen oder anorganischen Füllstoffen behandelt werden, wobei diese Füllstoffe 1 - 60 Gew.% organische Verbindungen enthalten und wobei die üblichen Schleifkörner durch die organische Verbindungen enthaltendm Füllstoffe überzogen werden. Die auf diese Weise modifizierten Schleifkörner werden mit einem anorganischen oder organischen Bindemittel, vorzugsweise wiederum mit einer vernetzenden Polymerdispersion, vermischt und benetzt, durch ein Sieb definierter Maschenweite gedrückt, getrocknet, zerkleinert und gesiebt.According to the invention, conventional abrasive grains with organic and / or Inorganic binders are wetted and mixed, then with 0.1-15% by weight of inorganic binders and / or organic fillers (based on the abrasive grains) that contain 1 - 60% by weight Contain organic, aliphatic compounds, thoroughly mixed and optionally after intermediate hardening or drying, through a sieve of defined mesh size pressed, dried, chopped and sifted. A particularly advantageous variant of the method according to the invention consists in that for the production of the abrasive grain agglomerates Modified abrasive grains are used, conventional abrasive grains with inorganic or organic binders, preferably using crosslinking Polymer dispersions, mixed and wetted, then with 0.1-15% by weight, based on which abrasive grains, organic or inorganic fillers are treated, where these fillers contain 1-60% by weight of organic compounds and where the usual abrasive grains through the organic compounds containing fillers be coated. The abrasive grains modified in this way are treated with a inorganic or organic binder, preferably again with a crosslinking agent Polymer dispersion, mixed and wetted, through a sieve of defined mesh size pressed, dried, chopped and sifted.
Die Erfindung betrifft auch Schleifkornagglomerate, wobei übliche Schleifkörner durch anorganische und/oder organische Bindemittel gebunden werden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß beim Agglomerieren 0,1 - 15 Gew.% anorganische und/oder organische Füllstoffe mitverwendet werden, wobei diese Füllstoffe 1 - 60 Gew.% organische Verbindungen, bevorzugt organische aliphatische Verbindungen, bezogen auf die Füllstoffe enthalten.The invention also relates to abrasive grain agglomerates, the usual Abrasive grains are bound by inorganic and / or organic binders, which are characterized in that during agglomeration 0.1-15% by weight of inorganic and / or organic fillers are also used, these fillers 1-60 % By weight of organic compounds, preferably organic aliphatic compounds on the fillers included.
Die in den organischen oder anorganischen Füllstoffen mit 1 - 60 Gew.%, bezogen auf den Füllstoff, enthaltenen organischen Verbindungen sind aliphatische Paraffinkohlenwasserstoffe, aliphatische Paraffinkohlenwasserstoffverbindungen, Derivate solcher aliphatischen Verbindungen oder ein in der Kunststoffindustrie übliches Gleitmittel für Thermoplaste (vgl. "Kunststoff-Additive" von Gächter/Müller, Carl Hanser Verlag München,Wien 1979, S.229-272), wobei diese organischen, aliphatischen Verbindungen einen Siedepunkt von mindestens 1000C aufweisen.Those in the organic or inorganic fillers with 1 - 60 wt.%, Based on the filler, the organic compounds contained are aliphatic Paraffinic hydrocarbons, aliphatic paraffinic hydrocarbon compounds, Derivatives of such aliphatic compounds or one in the plastics industry Common lubricant for thermoplastics (see "Plastic Additives" from Gächter / Müller, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1979, p.229-272), these organic, aliphatic Compounds have a boiling point of at least 1000C.
Die erfindungsgemäß verwendeten Üblichen synthetischen oder natürlichen Schleifpartikel (Schleifkörner) sind in "Minerals Yearbook, Vol.I, U.S.Government Printing Office, Washington 1972 unter "Abrasive materials"(von Robert G. Clarke) Seite 153 - 164 genannt. Geeignete Schleifkörner sind beispielsweise solche aus Siliciumcarbid, Korunden, Spinellkorunden, Zirkonkorunden, Quarz, Granat, Polierschiefer, Bornitrid, Diamant;.The customary synthetic or natural ones used according to the invention Abrasive particles (abrasive grains) are in "Minerals Yearbook, Vol.I, U.S. Government Printing Office, Washington 1972 under "Abrasive materials" (by Robert G. Clarke) Pages 153 - 164 mentioned. Suitable abrasive grains are, for example, those from Silicon carbide, corundum, spinel corundum, zirconium corundum, quartz, garnet, polishing slate, Boron nitride, diamond ;.
Ruby, Flint, Schmirgel, Sand oder solchen Schleifkörnern, die aus Aluminiumoxid bestehen, die OrientierteMikrocristallite an der Oberfläche der Schleifkörner enthalten. Solche speziellen Schleifkörner sind beispielsweise in der European Patent Application 0 024 099 vom 16.06.80, der DE-PS 22 27 642, der US-PS 3,181,939, der US-PS 3,454,385, der US-PS 2,769,699 beschrieben. Die Körnung der Schleifkörner ist nicht kritisch, d.h. es kann erfindungsgemäß feinkörniges oder grobkörniges Schleifkorn, beispielsweise der KörnungP180, der Körnung P 36 oder der Körnung 280 verwendet werden. Auch kann erfindungsgemäß gleiches oder verschiedenes Schleifkorn von gleicher oder verschiedener Korngröße verwendet werden.Ruby, flint, emery, sand or such abrasive grains that are made from Aluminum oxide, the oriented microcrystallites on the surface of the abrasive grains contain. Such special abrasive grains are for example in the European patent Application 0 024 099 of 06/16/80, DE-PS 22 27 642, US-PS 3,181,939, the U.S. Patent 3,454,385; U.S. Patent 2,769,699. The grain size of the abrasive grain is not critical, i.e. it can be fine-grained or coarse-grained according to the invention Abrasive grit, for example grit P180, grit P 36 or grit 280 be used. According to the invention, the same or different abrasive grain can also be used of the same or different grain size can be used.
Es lassen sich zur 11erstellung der erfindungsgemäßen Schleifkornagglomerate auch solche Schleifkörner verwenden, die zuvor mit anorganischen Bindemitteln und anorganischen Füllstoffen behandelt und bei höheren Temperaturen gebrannt wurden, die jedoch keine organischen Verbindungen, insbesondere keine organischen aliphatischen Verbindungen, enthalten. Derartigc, mit einem keramischen Ueberzug versehenen Schleifkörner sind in der Schleifmittel industrie bekannt und werden viel verwendet. Erfindungsgemäß können diese, mit einem keramischen überzug versehenen Schleifkörner, ebenso wie die üblichen Schleifkörner mit anorganischen und/oder organischen Bindemitteln benetzt und vermischt, mit anorganischen und/oder organischen Füllstoffen, die 1 - 60 Gew.% organische Verbindungen enthalten, vermischt, getrocknet, zerkleinert und gesiebt werden und dienen dann als modifizierte Schleifkörner im Sinne dieser Erfindung zur Herstellung der Schleifkornagglomerate. Diese so modifzierten Schleifkörner werden mit einem anorganischen oder organischen Bindemittel, vorzugsweise mit einer vernetzenden Polyacrylsäureester-Dispersion, vermischt und benetzt, durch ein Sieb definierter Maschenweite gedrückt, getrocknet, zerkleinert und gesiebt.It can be used to produce the abrasive grain agglomerates according to the invention also use abrasive grains previously made with inorganic binders and inorganic fillers have been treated and fired at higher temperatures, However, they do not contain any organic compounds, in particular no organic aliphatic compounds Compounds included. Such abrasive grains provided with a ceramic coating are known and widely used in the abrasives industry. According to the invention can these, with a ceramic coated abrasive grains, as well as the usual abrasive grains are wetted with inorganic and / or organic binders and mixed with inorganic and / or organic fillers containing 1 - 60% by weight contain organic compounds, mixed, dried, crushed and sieved will and then serve as modified abrasive grains for the purposes of this invention for production the abrasive grain agglomerates. These so modified abrasive grains are with a inorganic or organic binder, preferably with a crosslinking agent Polyacrylic acid ester dispersion, mixed and wetted, defined through a sieve Pressed, dried, chopped and sieved.
Die erfindungsgemäß verwendbaren anorganischen Füllstoffe, die durch Bindemittel auf die Schleifkörner aufgebracht werden, sind in Wasser kaum löslich, vorzugsweise unlöslich. Geeignete anorga nische Füllstoffe sind beispielsweise Calcium-Hydrosilicat, Aluminiumtrihydrat, Schwerspat, Calciumcarbonat (Kreide, Kalksteinmehl), Talkum, Kaolin (Bolus), Aluminiumsilicat, Kieselgur (Diatomeenerde), natürlicher oder synthetischer Magnesit, Dolomit. Erfindungsgemäß bevorzugt als anorganische Füllstoffe sind hydrophile Oxide, Mischoxide oder Oxidgemische von Metallen und/oder des Siliciums, welche auf pyrogenem Wege oder auf dem Fällungswege hergestellt wurden. Besonders bevorzugt sind, auch aus wirtschaftlichen Gründen, Oxide des Siliciums, die auf dem Fällungswege hergestellt wurden. Sehr geeignet sind auch Silicate, beispielsweise des Calciums, Aluminiums, Eisens, Magnesiums usw. Erfindungsgemäß als anorganische Füllstoffe werden solche Füllstoffe verwendet, die eine hohe Aufnahmefähigkeit für organische Verbindungen, die über 1000C sieden, zeigen, wie beispielsweise hochdisperse, hydrophile Kieselsäure, Metalloxide, Mischoxide sw. , wie Wacker HDK (Wacker-Chemie gmbH, München), Sipernat 22 oder 22 S, Sipernat 50 und 50 S (Degussa AG, Frankfurt), Aerosil 130, Aerosil 150, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil OX 50, Aerosil MOX 80, Aerosil*COK 84, A1203C, TiO2 P 25 Idiese auf pyrogenem Wege hergestellten Produk te sind von der Degussa AG, Frankfurt a.M. im Handel). The inorganic fillers which can be used according to the invention, which by Binding agents are applied to the abrasive grains are hardly soluble in water, preferably insoluble. Suitable inorganic fillers are, for example, calcium hydrosilicate, Aluminum trihydrate, barite, calcium carbonate (chalk, limestone powder), talc, Kaolin (bolus), aluminum silicate, kieselguhr (diatomaceous earth), natural or synthetic Magnesite, dolomite. In accordance with the invention, preferred inorganic fillers are hydrophilic Oxides, mixed oxides or oxide mixtures of metals and / or silicon, which by the pyrogenic route or by the precipitation route. Particularly preferred are, also for economic reasons, oxides of silicon that are precipitated were manufactured. Silicates, for example of calcium, are also very suitable, Aluminum, iron, magnesium, etc. According to the invention as inorganic fillers such fillers are used, which have a high absorption capacity for organic Compounds that boil above 1000C show, for example, highly dispersed, hydrophilic ones Silicic acid, metal oxides, mixed oxides etc., such as Wacker HDK (Wacker-Chemie gmbH, Munich), Sipernat 22 or 22 S, Sipernat 50 and 50 S (Degussa AG, Frankfurt), Aerosil 130, Aerosil 150, Aerosil 200, Aerosil 300, Aerosil 380, Aerosil OX 50, Aerosil MOX 80, Aerosil * COK 84, A1203C, TiO2 P 25 I these pyrogenic products te are available from Degussa AG, Frankfurt a.M.).
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare organische Füllstoffe sind Ruß, "Elcema" P 100, eine mikrofeine Cellulose, "Elcema" G 250, eine fein gemahlene Cellulose (der Degussa AG, D-6000 Frankfurt a.Main), feines Polyamidpulver (z.B.Examples of organic fillers which can be used according to the invention are Carbon black, "Elcema" P 100, a microfine cellulose, "Elcema" G 250, a finely ground one Cellulose (from Degussa AG, D-6000 Frankfurt a.Main), fine polyamide powder (e.g.
Vestamid der Chem. Werke Hüls, Marl-Hüls), feines Polyvinylacetat- oder -chloridpulver, Polyacrylnitrilpulver, modifizierte feine Cellulosederivatpulver, beispielsweise Celluloseester und -äther, wie Methyl-, Äthyl-, Oxäthylcellulosepropionat, -butyrat, -acetat. Auch die organischen Füllstoffe, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind in Wasser nicht oder kaum löslich und enthalten erfindungsgemäß organische aliphatische Verbindungen, die nicht unter 1000C sieden.Vestamid from Chem. Werke Hüls, Marl-Hüls), fine polyvinyl acetate or chloride powder, polyacrylonitrile powder, modified fine cellulose derivative powder, for example cellulose esters and ethers, such as methyl, ethyl, oxethyl cellulose propionate, butyrate, acetate. Also the organic fillers used according to the invention are insoluble or hardly soluble in water and according to the invention contain organic aliphatic compounds that do not boil below 1000C.
Die in den Füllstoffen bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifkornagglomerate enthaltenen organischen Verbindungen weisen Siedepunkte von mindestens 1000C auf und sind bevorzugt ali-atische Paraffinkohlenwasserstoffe (Wachse), aliphatische Para'finkohlenwasserstoffverbihdungen oder Gleitmittel, die in der Kunststoffindustrie üblich sind (vgl. "Kunststoff-Additive" von Gächter/Müller, Carl Hanser Verlag, München, Wien 1979, S.229-274). In oder mit den qenannten anorqanischen ,r'N', Füllstoffen werde beispielsweise fo£NgenSe t órganischen Verbindungen verwendet1 Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Carbonsäure, Carbonsäureester, Ketone, Amide, Metallsalze der Carbonsäure, Halogenkohlenwasserstoffe, wie beispielsweise dünn- oder dickflüssige Paraffinole, natürliche und synthetische Paraffine, Polyäthylen- oder Polypropylenwachse, Cetyl- oder Talgfettalkohol, Stearon, Lzurin-, Myristin-, Palmin-, Stearin-, Arachin-oder Montansäure, oxidierte Polyäthylenwachse, Calcium- oder Zinkstearat, Ca-Montanat, lsäure-, ErucasAure- oder Stearinsäureamid, Äthylendistearoyldiamid, Athyl-, n-butyl-, Isobutyl-oder Isooctylstearat, Cetylpalmitat, Cetylstearat, Stearylstearat, Äthylglykolmonostearat, Glycerinmonostearat, Glycerinmonooleat, Glycerinmonoricinoleat, Glycerinmono-12-hydroxystearat, Glycerintristearat, Glycerintribehenat oder -trimontanat, Pentaerythrittetrastearat, Montansäureester usw.Those in the fillers in the manufacture of the abrasive grain agglomerates according to the invention The organic compounds contained have boiling points of at least 1000C and are preferably aliphatic paraffin hydrocarbons (waxes), aliphatic Parafin hydrocarbon compounds or lubricants used in the plastics industry are common (cf. "Plastic Additives" by Gächter / Müller, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna 1979, pp.229-274). In or with the aforementioned inorganic, r'N ', fillers are used, for example, for organic compounds1 hydrocarbons, Alcohols, carboxylic acids, carboxylic acid esters, ketones, amides, metal salts of carboxylic acid, Halogenated hydrocarbons, such as thin or thick liquid paraffin oils, natural and synthetic paraffins, polyethylene or polypropylene waxes, cetyl or tallow fatty alcohol, stearon, lzurin-, myristic-, palmin-, stearin-, arachin- or Montanic acid, oxidized polyethylene waxes, calcium or zinc stearate, calcium montanate, oleic, erucic acid or stearic acid amide, ethylene distearoyl diamide, ethyl, n-butyl, Isobutyl or isooctyl stearate, cetyl palmitate, cetyl stearate, stearyl stearate, ethyl glycol monostearate, Glycerine monostearate, glycerine monooleate, glycerine monoricinoleate, glycerine mono-12-hydroxystearate, Glycerol tristearate, glycerol tribehenate or trimontanate, pentaerythritol tetrastearate, Montanic acid esters, etc.
Erfindungsgemäß verwendbare wichtige aliphatische organische Verbindungen sind beispielsweise Kokosöl, Baumwollsaatöl, Palmkernöl, Palmöl, Talg, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Rapsöl, Fischöl.Important aliphatic organic compounds which can be used according to the invention are for example coconut oil, cottonseed oil, palm kernel oil, palm oil, tallow, soybean oil, sunflower oil, Rapeseed oil, fish oil.
Zusammen mit den anorganischen Füllstoffen lassen sich erfindungsgemäß beispielsweise auch Terpene, cycloaliphatische Verbindungen, wie beispielsweise Cyclohexan, Cyclohexanol oder araliphatische Verbindungen, wie beispielsweise Isopropylbenzol verwenden.Together with the inorganic fillers, according to the invention for example also terpenes, cycloaliphatic compounds such as Cyclohexane, cyclohexanol or araliphatic compounds such as isopropylbenzene use.
Zusammen mit den genannten anorganischen oder organischen Füllstoffen, die organische aliphatische Substanzen enthalten, lassen sich in die anorganischen Füllstoffe auch bekannte schleifaktive Mittel, wie beispielsweise Kryolith, Kaliumfluorborat, Schwefel usw. einarbeiten und bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Sch1eifkornagglomerate mitverwenden.Together with the mentioned inorganic or organic fillers, the organic aliphatic substances contain, can be divided into the inorganic Fillers also known abrasive agents, such as cryolite, potassium fluoroborate, Incorporate sulfur etc. and in the production of the abrasive grain agglomerates according to the invention also use.
Als Bindemittel zwischen den Schleifkörnern und den organische Verbindungen enthaltenden anorganischen Füllstoffen können beispielsweise organische oder wäßrige Lösungen von Polymeren, wie Phenolharze, Phenol-Harnstoffharze, Melaminharze, Furfurylharze, Epoxyharze (beispielsweise beschrieben in "Präparative Methoden der Polymeren-Chemie" von W.R.Sorenson und T.W.Campbell, Verlag Chemie Gmb 1962, S.281-301) oder Polymerdispersionen (beispielsweise beschrieben in 1Kunststoff-Lexikon1,, 7. Auflage, 1982, Carl Hanser Verlag, München, Wien, S.386 u.As a binder between the abrasive grains and the organic compounds containing inorganic fillers can, for example, organic or aqueous Solutions of polymers such as phenolic resins, phenolic urea resins, melamine resins, furfuryl resins, Epoxy resins (described for example in "Preparative Methods in Polymer Chemistry" by W.R. Sorenson and T.W. Campbell, Verlag Chemie Gmb 1962, pp.281-301) or polymer dispersions (For example, described in 1Kunststoff-Lexikon1, 7th edition, 1982, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna, p.386 u.
387) verwendet werden. Bevorzugt werden erfindungsgemäß solche Polymerdispersionen verwendet, die vernetzen, wie beispielsweise Polyacrylsäureesterdispersionen (vgl. "Vernetzung und Vernetzungsmittel" in Kunststoff-Lexikon von K.Stoeckhert, Carl Hanser Verlag, 1981, S.526 u.527).387) can be used. Such polymer dispersions are preferred according to the invention used that crosslink, such as polyacrylic acid ester dispersions (cf. "Crosslinking and crosslinking agents" in Kunststoff-Lexikon von K.Stoeckhert, Carl Hanser Verlag, 1981, pages 526 and 527).
Als Bindemittel zwischen Schleifkörnern und den organische Verbindungen enthaltenden anorganischen Füllstoffen werden erfindungsgemäß insbesondere anorganische Bindemittel auf wäßriger Basis verwendet, wie beispielsweise Alkalisilicate, Wasserglas oder Mischungen von Magnesiumoxid und konzentrierter Magnesiumchloridlösung, die unter Bildung basischer Chloride ("Magnesiazement') erhärten. Unter wäßrigen Lösungen von Alkalisilicaten sind die üblicherweise als "Wasserglas" bezeichneten Lösungen von Natrium und/oder Kaliumsilicat in Wasser zu verstehen. Es können auch rohe technische Lösungen, welche zusätzlich beispielsweise Calcium- oder Magnesiumsilicat, Borate und Aluminate enthalten können, verwendet werden. Das molare Verhältnis Me2O/SiO2 (Me = Metall) liegt in den üblichen Grenzen, es beträgt vorzugsweise 4 - 0,2. Auch neutrales Natriumsilicat, aus dem sich 25-35 gew.%ige Lösungen herstellen lassen, kann ebenso wie beispielsweise 5-25%ige Wasserglaslösungen verwendet werden. Vorzugsweise werden 10-54 gew.%ige Silsicatlösungen eingesetzt, die bei hinreichender Alkalität eine Viskosität von unter 500 Poise aufweisen. Auch Ammoniumsilicatlösungen lassen sich erfindungsgemäß als Bindemittel zwischen den Schleifkörnern und den anorganischen Füllstoffen, die organische Verbindungen enthalten, verwenden, doch werden bevorzugt Alkalisilicatlösungen verwendet. Es kann sich um echte oder um kolloidale Lösungen handeln.As a binder between abrasive grains and the organic compounds According to the invention, the inorganic fillers containing the fillers are in particular inorganic Water-based binders used, such as alkali silicates, water glass or mixtures of magnesium oxide and concentrated magnesium chloride solution, the harden with formation of basic chlorides ("magnesia cement") under aqueous solutions of alkali silicates are the solutions commonly referred to as "waterglass" of sodium and / or potassium silicate in water. It can also be raw technical Solutions which additionally contain calcium or magnesium silicate, borates and aluminates can be used. The molar ratio Me2O / SiO2 (Me = metal) is within the usual limits, it is preferably 4-0.2. Even neutral sodium silicate, from which 25-35% by weight solutions can be prepared, can be used as well as, for example, 5-25% waterglass solutions. Preferably 10-54% strength by weight silicate solutions are used, which if the alkalinity is sufficient have a viscosity of less than 500 poise. Also leave ammonium silicate solutions according to the invention as a binder between the abrasive grains and the inorganic Fillers containing organic compounds use, but are preferred Alkali silicate solutions used. It can be real or colloidal solutions Act.
Die erfindungsgemäß zur Bindung zwischen Füllstoffen und Schleifkörnern verwendeten anorganischen oder organischen Bindemittel, insbesondere Wasserglas, können durch Verdicküngsmittel wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, Weizenstärke, Traganth, Pflanzengummen,Polyvinylalkohol, Cellulosemethyläther angedickt werden.According to the invention for the bond between fillers and abrasive grains inorganic or organic binders used, in particular water glass, can be thickened by thickeners such as carboxymethyl cellulose, wheat starch, Tragacanth, vegetable gums, polyvinyl alcohol, cellulose methyl ether can be thickened.
Gegenstand der Erfindung sind Schleifkornagglomerate (Schleifkorngranulate), die aus mindestens zwei Schleifkörnern , bei feiner Körnung mit beispielsweise P 180 (FEPA-Norm) zwischen 10 und 100 Einzelkörnern bestehen, während z.B. bei der Körnung P 36 zwischen 2 und 20 Körner das Schleifkornagglomerat bilden, wobei die Einzelkörner im Schleifkornagglomerat erfindungsgemäß mit anorganischen oder organischen Füllstoffen bedeckt sind, die 1 - 60 Gew.%, bezogen auf die Füllstoffe, organische, aliphatische Verbindungen enthalten.The invention relates to abrasive grain agglomerates (abrasive grain granules), those made of at least two abrasive grains, with fine grains with, for example, P 180 (FEPA standard) consist between 10 and 100 individual grains, while e.g. Grit P 36 between 2 and 20 grains form the abrasive grain agglomerate, the According to the invention, individual grains in the abrasive grain agglomerate with inorganic or organic Fillers are covered, the 1 - 60 wt.%, Based on the fillers, organic, contain aliphatic compounds.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifkornagglomerate verwendeten Schleifkörner werden - mit dem Bindemittel versetzt und gründlich durchmischt, sodaß die Schleifkörner nicht zu naß aber auch nicht zu trocken sind. Those for making the abrasive grain agglomerates of the invention The abrasive grains used are - mixed with the binder and thoroughly mixed, so that the abrasive grains are not too wet but not too dry either.
Die Schleifkörner werden dabei vorzugsweise durch das Bindemittel angefeuchtet bzw. nicht zu feucht angepastet. Unter gründlichem Durchmischen der durch das Bindemittel an,geteuchuae oraniscriei teten Schleifkörner wird portionsweise der anorganische/Füllstoff, der die organische Verbindung in einem Anteil von vorzugsweise mindestens 5 Gew.%, bezogen auf den anorganischen Füllstoff, enthält, zugegeben. Dann wird, gegebenenfalls nach einer gewissen Antrocknungszeit, die Masse durch ein genormtes Metallsieb oder Siebgewebe gepreßt und getrocknet, wobei das getrocknete Schleifkornagglomerat gegebenenfalls nochmals gesiebt wird. Die Methoden des Trocknens und Siebens sind bekannt (vgl. Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik" von Vauck/Müller, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden, 1974, Seite 277-84 und Seite 610-631). Das Trocknen der erfindungsgemäßen Schleifkornagglomerate erfolgt beispielsweise im Umluftverfahren. The abrasive grains are thereby preferably carried by the binder moistened or pasted to a paste not too moist. With thorough mixing of the through the binder to, geteuchuae oraniscriei ended abrasive grain is portioned the inorganic / filler containing the organic compound in a proportion of preferably at least 5% by weight, based on the inorganic filler, is added. Then, if necessary after a certain drying time, the mass is through a standardized metal sieve or sieve fabric pressed and dried, the dried Abrasive grain agglomerate is optionally sieved again. The methods of drying and sieving are known (see basic operations of chemical process engineering "from Vauck / Müller, Verlag Theodor Steinkopff, Dresden, 1974, pages 277-84 and pages 610-631). The abrasive grain agglomerates according to the invention are dried, for example in the circulating air process.
Die Schleifkornagglomerate (Schleifkorngranulate) werden in üblicher Weise auf die mit Grundbindemittel versehene flexible Unterlage (beispielsweise Papier, appretierte Gewebe, Vliese, Fiber, Folie) aufgestreut, mit Deckbindemittel überzogen und getrocknet.The abrasive grain agglomerates (abrasive grain granules) are more common Way to the flexible base provided with basic binder (for example Paper, finished fabric, fleece, fiber, foil) sprinkled on with a top binder coated and dried.
Als aliphatische Verbindung, die mit 1 - 60 Gew.% im oder mit dem anorganischen oder organischen Füllstoff bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifkornagglomerate verwendet wird, sind Metallsalze aliphatischer Carbonsäure, wie beispielsweise Calcium-, Zink- und Magnesiumstearat, -oxystearat, -laurat, -capronat, -myristat, Calcium-Montanat und die Calciumsalze oxidierter Polyethylenwachse bzw. synthetischer Wachssäuren besonders geeignet.As an aliphatic compound with 1 - 60 wt.% In or with the inorganic or organic filler in the production of the invention Abrasive grain agglomerates are metal salts of aliphatic carboxylic acid, such as calcium, zinc and magnesium stearate, oxystearate, laurate, caproate, -myristate, calcium montanate and the calcium salts of oxidized polyethylene waxes or synthetic wax acids are particularly suitable.
Beispiele: Beispiel 1: a) 400 g modifiziertes Siliciumcarbid, Körnung 180, werden mit einer vernetzenden Polyacrylsäureester-Dispersion (einer Mischung von 9 ml einer 60%igen (Polymergehalt) RAD 21 A-Dispersion der Firma Bostik und 25 ml Wasser) benetzt und vermischt, im Ofen während 6 min bei 1200C belassen, in der Reibschale wird danach mit dem Spatel ein Gemisch von 1,5 g Calciumstearat und 0,7 g Kryolith eingearbeitet, das gesamte Gemisch durch 2 ein Sieb (DIN-Prüfsieb Nr.4, Maschenzahl 16 je cm , lichte Maschenweite 1,5 mm) passiert und im Ofen bei 1200C während 40 min getrocknet.Examples: Example 1: a) 400 g modified silicon carbide, grain size 180, with a crosslinking polyacrylic acid ester dispersion (a mixture of 9 ml of a 60% strength (polymer content) RAD 21 A dispersion from Bostik and 25 ml of water) wetted and mixed, left in the oven for 6 min at 1200C, in the mortar is then with the spatula a mixture of 1.5 g calcium stearate and 0.7 g of cryolite incorporated, the entire mixture through a 2 sieve (DIN test sieve No. 4, number of meshes 16 per cm, clear mesh size 1.5 mm) and put in the oven Dried at 1200C for 40 min.
b) Das in Beispiel 1a) verwendete modifizierte Siliciumcarbid wurde folgendermaßen hergestellt: 400 g Siliciumcarbid der Körnung 180 werden mit einer vernetzenden Polyacrylsäureester-Dispersion (einer Mischung aus 5 ml RAD 21A-Dispersion der Firma Bostik und 20 ml Wasser) benetzt und vermischt. Danach werden gründlich 12 g Sipernat 22 S (der Degussa AG in Frankfurt a.Main), die mit 1 g Calciumstearat vermischt sind, eingearbeitet und das Gemisch bei 1200C während 10 min getrocknct, wieder zerteilt, wobei eventuelle größere nicht einheitliche Anteile des modifizierten Schleifkorns sich leicht zerteilen lassen, und gesiebt.b) The modified silicon carbide used in Example 1a) was Manufactured as follows: 400 g silicon carbide, grain 180, are mixed with a crosslinking polyacrylic acid ester dispersion (a mixture of 5 ml RAD 21A dispersion the company Bostik and 20 ml of water) wetted and mixed. After that, be thorough 12 g Sipernat 22 S (from Degussa AG in Frankfurt a.Main), the one with 1 g calcium stearate are mixed, incorporated and the mixture dried at 1200C for 10 min, divided again, with any larger non-uniform proportions of the modified Abrasive grit can be easily broken up and sieved.
Beispiel 2: 400 g Siliciumcarbid, Körnung P 180, werden mit einer vernetzenden Polyacrylsäureester-Dispersion (10 ml RAD 21A-Dispersion (30%ig) der Fa. Bostik und 15 ml Wasser) benetzt und vermischt. Danach wird ein Gemisch von 15 g gefälltem hydrophilem Siliciumdioxid (Sipernat 22 der Degussa AG, Frankfurt/Main) und 2 g Zinkstearat eingearbeitet. Anschließend wird das Gemisch während 15 min bei 1100C im Ofen behandelt, wobei die vernetzende Acrylat-Dispersion vorgehärtet und das Siliciumdioxid/Zinkstearat-Gemisch angetrocknet wird, dann mit einer Mischung aus 20 ml Wasser und 15 ml RAD 21A-Dispersion (30%ig) behandelt, während 4 min bei 1300C im Ofen belassen, durch ein Sieb einer lichten Maschenweite von 1,5 mm gedrückt und im Umluftofen getrocknet. Das getrocknete und unter leichtem Druck zu einheitlicher Größe zerkleinerte Schleifkornagglomerat wird auf einem feinen Sieb (DIN-Prüfsieb Nr. 14, 2 Maschenzahl 144 je cm , lichte Maschenweite 0,49 mm) geschüttelt, wobei das Siliciumcarbid agglomeriert zurück bleibt.Example 2: 400 g of silicon carbide, grain size P 180, with a crosslinking polyacrylic acid ester dispersion (10 ml RAD 21A dispersion (30%) of the From Bostik and 15 ml of water) wetted and mixed. Then a mixture of 15 g precipitated hydrophilic silicon dioxide (Sipernat 22 from Degussa AG, Frankfurt / Main) and 2 g of zinc stearate incorporated. Then the mixture is for 15 min Treated at 1100C in the oven, whereby the crosslinking acrylate dispersion is pre-cured and drying the silica / zinc stearate mixture, then with a mixture from 20 ml of water and 15 ml of RAD 21A dispersion (30%) treated for 4 min at Leave 1300C in the oven, press through a sieve with a mesh size of 1.5 mm and dried in a convection oven. The dried and light pressure to become more uniform Size crushed abrasive grain agglomerate is placed on a fine sieve (DIN test sieve No. 14, 2 number of meshes 144 per cm, clear mesh size 0.49 mm) shaken, whereby the silicon carbide remains agglomerated.
Beispiel 3: a) 200 g Korund der Körnung P 180 werden mit 20 ml Wasserglas (einer Mischung aus 100 ml handelsüblichem Wasserglas und 50 ml Wasser) vermischt und benetzt. Dann werden portionsweise unter Mischen 4,2 g pyrogenes, hydrophiles Siliciumdioxid, das dünnflüssiges Paraffinöl enthält (20 g Aerosil 200 der Degussa AG, Frankfurt/Main, im elektrischen Mixer vermischt mit 10 ml dünnflüssigem Paraffinöl gemäß DAB 7) eingemischt und der behandelte Korund bei 1000C während 30 min getrocknet, zerkleinert, d.h. auf einheitliche Korngröße gebracht, und gesiebt.Example 3: a) 200 g of corundum of grain size P 180 are mixed with 20 ml of water glass (a mixture of 100 ml commercial water glass and 50 ml water) mixed and wetted. Then 4.2 g of pyrogenic, hydrophilic Silicon dioxide, which contains liquid paraffin oil (20 g Aerosil 200 from Degussa AG, Frankfurt / Main, mixed with 10 ml of low-viscosity paraffin oil in an electric mixer mixed in according to DAB 7) and the treated corundum dried at 1000C for 30 minutes, crushed, i.e. brought to a uniform grain size, and sieved.
b)200 g des nach Beispiel 3a) modifizierten Korunds werden mit 20 ml Wasserglas (Mischung aus 100 ml handelsüblichem Wasserglas und 50 ml Wasser) angeteigt, bei Raumtemperatur (ca. 300C) zwei Stunden stehen gelassen, durch ein Edelstahlsieb der Maschenweite von 1,5 mm gedrückt und getrocknet.b) 200 g of the corundum modified according to Example 3a) are mixed with 20 ml water glass (mixture of 100 ml commercial water glass and 50 ml water) made into a paste, at room temperature (approx. 300C) left to stand for two hours, pressed through a stainless steel sieve with a mesh size of 1.5 mm and dried.
c) Anstelle von Wasserglas lassen sich aus dem modifizierten Korund auch mit der angegebenen Polyacrylsäureester-Dispersion Schleifkornagglomerate herstellen. Dabei werden 200 g des modifizierten Korunds mit einer Mischung aus 5 ml RAD 21A-Dispersion (60%ig) und 15 ml Wasser) benetzt und vermischt, 5 min im Ofen bei llO"C angehärtet, bzw. angetrocknet und durch ein Edelstahlsieb der Maschenweite von 1,5 mm gedrückt und anschließend getrocknet.c) Instead of water glass, the modified corundum can be used also produce abrasive grain agglomerates with the specified polyacrylic acid ester dispersion. 200 g of the modified corundum are mixed with a mixture of 5 ml of RAD 21A dispersion (60%) and 15 ml of water) wetted and mixed, hardened for 5 min in the oven at 110 "C, or dried and pressed through a stainless steel sieve with a mesh size of 1.5 mm and then dried.
Beispiel 4: 200 g Schleifkorund der Körnung P 180 werden mit einer Mischung aus 4 ml einer 60%igen (Polymergehalt) Polyacrylsäureester-Dispersion (RAD 21 A-Dispersion der Fa. Bostik) benetzt und vermischt. Dann werden 5 g feines Cellulosepulver ("Elcema" P 100 der Degussa AG, Frankfurt/Main), das 1,5 g Cetylstearat enthält, eingearbeitet, womit der Korund überzogen wird. Nach dem Trocknen bei 110°C während 10 min werden weitere 5 ml der oben genannten Polyacrylsäureester-Dispersion eingemischt, bei llO"C im Ofen während 7 min belassen, durch das Edelstahlsieb gedrückt und getrocknet.Example 4: 200 g of abrasive corundum of grain size P 180 are treated with a Mixture of 4 ml of a 60% (polymer content) polyacrylic acid ester dispersion (RAD 21 A dispersion from Bostik) wetted and mixed. Then 5 g of fine cellulose powder ("Elcema" P 100 from Degussa AG, Frankfurt / Main), which contains 1.5 g of cetyl stearate, incorporated, with which the corundum is coated. After drying at 110 ° C during Another 5 ml of the above-mentioned polyacrylic acid ester dispersion are mixed in for 10 minutes, left at 110 "C in the oven for 7 minutes, pressed through the stainless steel sieve and dried.
Die nach Beispiel la), 2 und 3b) hergestellten Schleifkornagglomerate werden zur Herstellung von Schleifmitteln auf flexibler Unterlage aufgebracht, wobei beispielsweise appretiertes Gewebe nach bekannten Verfahren mit einem Grundbindemittel (beispielsweise einem Phenol-Formaldehyharz) versehen, mit erfindungsgemäßen Schleifkornagglomeraten bestreut und anschließend mit einem Deckbindemittel (Phenol-Formaldehydharz) überzogen wird.The abrasive grain agglomerates produced according to example la), 2 and 3b) are applied to a flexible base for the production of abrasives, whereby for example finished fabric according to known methods with a basic binder (for example a phenol-formaldehyde resin) provided with abrasive grain agglomerates according to the invention sprinkled and then covered with a top binder (phenol-formaldehyde resin) will.
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-
1983
- 1983-08-24 DE DE19833330512 patent/DE3330512A1/en not_active Withdrawn
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