RU2374062C2 - Method of structured abrasive product formation - Google Patents

Method of structured abrasive product formation Download PDF

Info

Publication number
RU2374062C2
RU2374062C2 RU2007137995/02A RU2007137995A RU2374062C2 RU 2374062 C2 RU2374062 C2 RU 2374062C2 RU 2007137995/02 A RU2007137995/02 A RU 2007137995/02A RU 2007137995 A RU2007137995 A RU 2007137995A RU 2374062 C2 RU2374062 C2 RU 2374062C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
binder
binder composition
approximately
binder material
Prior art date
Application number
RU2007137995/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007137995A (en
Inventor
Энтони С. ГЕЙТА (US)
Энтони С. ГЕЙТА
Ксиаоронг Ю. (US)
Ксиаоронг Ю.
Уильям С. РАЙС (US)
Уильям С. РАЙС
Original Assignee
Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк. filed Critical Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк.
Publication of RU2007137995A publication Critical patent/RU2007137995A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374062C2 publication Critical patent/RU2374062C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B24B37/245Pads with fixed abrasives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D2203/00Tool surfaces formed with a pattern

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

FIELD: mechanics.
SUBSTANCE: invention relates to abrasive machining and can be used in structured abrasive products manufacturing. The product padding is covered by binding material composition. Partial hardening of the binding material composition and forming of a pattern in the partially hardened binding material composition follow.
EFFECT: treatment efficiency is increased due to providing for the intense allowance removal with simultaneous keeping of high quality of the surface being treated.
15 cl, 2 dwg, 5 ex, 5 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение в целом имеет отношение к созданию способов и систем для формирования структурированных абразивных изделий.The present invention generally relates to the creation of methods and systems for forming structured abrasive products.

Предпосылки к созданию изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Абразивные изделия, такие как абразивные гибкие инструменты (абразивы, нанесенные на подложку) и связанные абразивы (абразивы на связке), используют в различных отраслях промышленности для различной механической обработки заготовок, такой как притирка, шлифовка или полировка. Механическая обработка с использованием абразивных изделий получила широкое промышленное распространение начиная от оптической промышленности, ремонта и окраски в автомобильной промышленности и заканчивая производством металлов. В каждом из этих примеров производственное оборудование с абразивами используют для снятия слоя материала заготовки или изменения характеристик поверхности изделий.Abrasive products, such as flexible abrasive tools (abrasives deposited on a substrate) and bonded abrasives (bonded abrasives), are used in various industries for various machining of workpieces, such as grinding, grinding or polishing. Machining using abrasive products has received wide industrial distribution from the optical industry, repair and painting in the automotive industry to metal production. In each of these examples, production equipment with abrasives is used to remove a layer of the workpiece material or change the surface characteristics of the products.

Характеристики поверхности включают в себя блеск, текстуру и однородность. Например, изготовители металлических компонентов используют абразивные изделия для очистки и полирования поверхностей, и часто желают получить равномерно (однородно) гладкую поверхность. Аналогично изготовители оптических компонентов используют абразивные изделия для изготовления не имеющих дефектов поверхностей, чтобы исключить дифракцию и рассеяние света.Surface characteristics include gloss, texture and uniformity. For example, manufacturers of metal components use abrasive products to clean and polish surfaces, and often wish to obtain a uniformly (uniformly) smooth surface. Similarly, manufacturers of optical components use abrasive products to produce defect-free surfaces to prevent diffraction and light scattering.

Изготовители также желают иметь абразивные изделия, которые обеспечивают высокую интенсивность съема припуска в некоторых применениях. Однако часто приходится искать компромисс между интенсивностью съема припуска и качеством поверхности. Абразивные изделия с мелким зерном (тонкозернистые абразивные изделия) обычно позволяют получать более гладкие поверхности, однако они обеспечивают более низкую интенсивность съема припуска. Более низкая интенсивность съема припуска ведет к снижению производительности и повышает издержки производства.Manufacturers also wish to have abrasive products that provide high stock removal rates in some applications. However, it is often necessary to find a compromise between the intensity of stock removal and surface quality. Fine grain abrasive products (fine-grained abrasive products) usually produce smoother surfaces, but they provide lower stock removal rates. Lower stock removal rates result in lower productivity and higher production costs.

Изготовители абразивных изделий, особенно абразивных гибких инструментов, применяют поверхностные структуры для улучшения интенсивности съема припуска при одновременном сохранении высокого качества поверхности. Абразивные гибкие инструменты, имеющие поверхностные структуры или рисунок в виде выступающих абразивных слоев, которые часто называют конструированными или структурированными абразивами, типично обладают повышенной эксплуатационной долговечностью.Manufacturers of abrasive products, especially flexible abrasive tools, use surface structures to improve the rate of stock removal while maintaining high surface quality. Flexible abrasive tools having surface structures or a pattern in the form of protruding abrasive layers, which are often referred to as designed or structured abrasives, typically have enhanced service life.

Однако типичные технологии формирования структурированных абразивных изделий являются ненадежными и страдают качественными ограничениями. Типичный процесс формирования структурированного абразивного изделия предусматривает покрытие подложки вязким связующим материалом, покрытие вязкого связующего материала функциональным порошком и тиснение или накатку структурных рисунков в вязком связующем материале. Функциональный порошок не позволяет прилипать связующему материалу к инструментам для нанесения рисунка. После проведения указанных операций производят отверждение связующего материала.However, typical techniques for forming structured abrasive products are unreliable and suffer from quality limitations. A typical process for forming a structured abrasive product involves coating the substrate with a viscous binder, coating the viscous binder with a functional powder, and embossing or knurling structural patterns in a viscous binder. Functional powder does not allow adhesive to adhere to drawing tools. After carrying out these operations, the binder is cured.

Дефекты покрытия вязкого связующего материала функциональным порошком ведут к прилипанию связующего материала к инструментам для нанесения рисунка. Прилипание связующего материала приводит к получению плохих структур, что ведет к ухудшению характеристик продукта и к потере продукта.Defects in the coating of viscous binder with functional powder lead to adhesion of the binder to the drawing tools. Adhesion of the binder leads to poor structures, which leads to a deterioration in product performance and loss of product.

Выбор связующих материалов, подходящих для типичных технологий формирования структурированных абразивов, ограничен технологическим процессом. Типичные связующие материалы содержат большую загрузку (имеют высокое содержание) традиционных наполнителей, что повышает вязкость связующего материала. Такие традиционные наполнители воздействуют на механические характеристики связующего материала. Например, большая загрузка традиционных наполнителей может отрицательно влиять на такие характеристики связующего материала, как предел прочности при растяжении, модуль Юнга и относительное удлинение при разрыве. Плохие механические характеристики связующего материала, допускающие потерю абразивных зерен, ведут к появлению царапин и матовости на поверхностях и снижают срок службы абразивного изделия.The choice of binders suitable for typical structured abrasive forming techniques is limited by the process. Typical binders contain a large load (have a high content) of traditional fillers, which increases the viscosity of the binder. Such conventional fillers act on the mechanical properties of the binder. For example, a large load of traditional fillers can adversely affect such characteristics of the binder material as tensile strength, Young's modulus and elongation at break. Poor mechanical characteristics of the binder, allowing the loss of abrasive grains, lead to scratches and dullness on the surfaces and reduce the service life of the abrasive product.

Потеря зерен также ухудшает рабочие характеристики абразивных изделий, что повышает частоту замены изделий. Частая замена абразивного изделия дорого обходится предприятиям-изготовителям. Таким образом, желательно иметь улучшенные абразивные изделия и способы изготовления абразивных изделийLoss of grains also affects the performance of abrasive products, which increases the frequency of product replacement. Frequent replacement of an abrasive product is expensive for manufacturers. Thus, it is desirable to have improved abrasive products and methods for manufacturing abrasive products.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает покрытие подложки композицией связующего материала, частичное отверждение композиции связующего материала и формирование (образование) рисунка в частично отвержденной композиции связующего материала.A method for forming a structured abrasive product is provided, which comprises coating the substrate with a binder composition, partially curing the binder composition and forming (forming) a pattern in the partially cured binder composition.

В соответствии с другим вариантом предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает покрытие подложки абразивной суспензией, которая содержит связующий материал и абразивные зерна, частичное отверждение абразивной суспензии и образование рисунка в частично отвержденной абразивной суспензии.In accordance with another embodiment, a method for forming a structured abrasive article is provided, which comprises coating the substrate with an abrasive slurry that contains a binder and abrasive grains, partially curing the abrasive slurry, and patterning in a partially cured abrasive slurry.

В соответствии с еще одним вариантом предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает частичное отверждение композиции связующего материала до индекса вязкости по меньшей мере около 1.1, образование рисунка структур в частично отвержденной композиции связующего материала и дополнительное отверждение частично отвержденной композиции связующего материала.In accordance with another embodiment, a method for forming a structured abrasive product is provided, which comprises partially curing the binder composition to a viscosity index of at least about 1.1, patterning the structures in a partially cured binder composition, and further curing the partially cured binder composition.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.The foregoing and other features of the invention will be more apparent from the following detailed description, given by way of example, not of a restrictive nature and given with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показано примерное абразивное изделие.Figure 1 shows an exemplary abrasive product.

На фиг.2 показано примерное устройство для изготовления структурированного абразивного изделия.Figure 2 shows an exemplary device for manufacturing a structured abrasive product.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Предлагается способ формирования абразивного изделия, такого как структурированное абразивное изделие, который предусматривает покрытие подложки композицией связующего материала, частичное отверждение композиции связующего материала и образование рисунка в частично отвержденной композиции связующего материала. Композиция связующего материала может быть введена в абразивную суспензию, которая содержит композицию связующего материала и абразивные зерна. Суспензия может быть нанесена на покрытие. В соответствии с примерным вариантом композицию связующего материала частично отверждают до индекса вязкости по меньшей мере около 1.1. Способ дополнительно может предусматривать полное отверждение имеющей рисунок (фигурной) и частично отвержденной композиции связующего материала. В примерном варианте композиция связующего материала представляет собой нанокомпозитную композицию связующего материала.A method is provided for forming an abrasive article, such as a structured abrasive article, which comprises coating a substrate with a binder composition, partially curing the binder composition, and forming a pattern in the partially cured binder composition. The binder composition may be incorporated into an abrasive slurry that contains a binder composition and abrasive grains. The suspension may be applied to the coating. According to an exemplary embodiment, the binder composition is partially cured to a viscosity index of at least about 1.1. The method may further include fully curing the drawing (curly) and partially cured binder composition. In an exemplary embodiment, the composition of the binder material is a nanocomposite composition of the binder material.

Конструированные или структурированные абразивы обычно содержат рисунок абразивных структур, расположенных на подложке или опоре. Примерные структурированные абразивы раскрыты в патенте США No. 6,293,980. Примерный вариант конструированного или структурированного абразива показан на фиг.1. Структурированный абразив имеет подложку 102 и слой 104, содержащий абразивные зерна. Как правило, слой 104 является фигурным для образования поверхностных структур 106.Designed or structured abrasives typically contain a pattern of abrasive structures located on a substrate or support. Exemplary structured abrasives are disclosed in US Pat. 6,293,980. An exemplary embodiment of a designed or structured abrasive is shown in FIG. The structured abrasive has a substrate 102 and a layer 104 containing abrasive grains. Typically, the layer 104 is shaped to form surface structures 106.

Подложка 102 может быть гибкой или жесткой. Подложка 102 может быть изготовлена из любого числа различных материалов, в том числе и таких, которые обычно используют в качестве подложек при изготовлении абразивных гибких инструментов. Примерная гибкая подложка содержит полимерную пленку (например, пленку с печатью), такую как полиолефиновая пленка (например, из полипропилена, в том числе из биаксиально ориентированного полипропилена), полиэфирную пленку (например, из полиэтилен терефталата), полиамидную пленку или целлюлозную эфирную пленку; металлическую фольгу; сетку; вспененный материал (например, природный пористый материал или пеноуретан); ткань (например, ткань, изготовленную из волокон или пряжи, содержащих полиэфир, найлон, шелк, хлопок, поли-хлопок или искусственное волокно); бумагу; вулканизированную бумагу; вулканизат; фибру, нетканый материал; или их комбинации; или их обработанные варианты. Подложка из ткани может быть тканой или соединенной стежками. В соответствии со специфическими примерами подложку выбирают из группы, в которую входят бумага, полимерная пленка, ткань, хлопок, поли-хлопок, искусственное волокно, полиэфир, поли-найлон, вулканизат, фибра, металлическая фольга, а также их комбинации. В соответствии с другими примерами, подложка содержит пленку из полипропилена или пленку из полиэтилен терефталата (PET).The substrate 102 may be flexible or rigid. The substrate 102 can be made of any number of different materials, including those that are usually used as substrates in the manufacture of abrasive flexible tools. An exemplary flexible substrate comprises a polymer film (eg, a print film), such as a polyolefin film (eg, polypropylene, including biaxially oriented polypropylene), a polyester film (eg, polyethylene terephthalate), a polyamide film, or a cellulose ether film; metal foil; a grid; foamed material (e.g., natural porous material or foam urethane); fabric (for example, fabric made from fibers or yarn containing polyester, nylon, silk, cotton, poly-cotton or man-made fiber); paper; vulcanized paper; vulcanizate; fiber, nonwoven fabric; or combinations thereof; or their processed options. The fabric backing may be woven or stitched together. In accordance with specific examples, the substrate is selected from the group consisting of paper, polymer film, fabric, cotton, poly-cotton, artificial fiber, polyester, poly-nylon, vulcanizate, fiber, metal foil, and combinations thereof. According to other examples, the substrate comprises a polypropylene film or a polyethylene terephthalate (PET) film.

Подложка 102 при необходимости может иметь по меньшей мере один слой, выбранный из группы, в которую входят насыщенный слой, передний размерный слой или задний размерный слой. Эти слои типично служат для уплотнения подложки 102 или для защиты пряжи или волокон в подложке 102. Если подложка 102 изготовлена из тканного материала, то типично используют по меньшей мере один из указанных слоев. Добавление переднего размерного слоя или заднего размерного слоя позволяет дополнительно получить более гладкую поверхность на передней или задней стороне подложки. При необходимости могут быть также использованы и другие известные слои (например, слой стяжки; см., например, патент США No. 5,700,302).The substrate 102 may optionally have at least one layer selected from the group consisting of a saturated layer, a front dimension layer or a rear dimension layer. These layers typically serve to seal the substrate 102 or to protect the yarn or fibers in the substrate 102. If the substrate 102 is made of woven material, at least one of these layers is typically used. Adding a front dimension layer or a back dimension layer further provides a smoother surface on the front or back side of the substrate. If necessary, other known layers can also be used (for example, a screed layer; see, for example, US Pat. No. 5,700,302).

Антистатический материал может быть включен в средства обработки ткани для подложки. Добавление антистатического материала снижает тенденцию накопления абразивным гибким инструментом статического электричества при обработке дерева и других аналогичных материалов. Дополнительная информация относительно антистатических подложек и их обработки может быть почерпнута, например, в патентах США Nos. 5,108,463; 5,137,542; 5,328,716; и 5,560,753.Antistatic material may be included in the fabric processing means for the substrate. The addition of an antistatic material reduces the tendency for an abrasive flexible tool to accumulate static electricity when processing wood and other similar materials. Additional information regarding antistatic substrates and their processing can be found, for example, in US patents Nos. 5,108,463; 5,137,542; 5,328,716; and 5,560,753.

Подложка 102 может быть изготовлена из упрочненного волокном термопласта, что описано, например, в патенте США No. 5,417,726; или может быть выполнена в виде бесконечного не имеющего сращиваний ремня, что описано, например, в патенте США No. 5,573,619. Аналогично подложка 102 может быть выполнена в виде полимерной основы, имеющей выступающие из нее крючки, что описано, например, в патенте США No. 5,505,747. Аналогично подложка 102 может быть выполнена в виде петли ткани, что описано, например, в патенте США No. 5,565,011.The substrate 102 may be made of fiber reinforced thermoplastic, as described, for example, in US patent No. 5,417,726; or may be in the form of an endless spliced belt, as described, for example, in US Pat. 5,573,619. Similarly, the substrate 102 can be made in the form of a polymer base having protruding hooks from it, as described, for example, in US Pat. 5,505,747. Similarly, the substrate 102 can be made in the form of a loop of fabric, as described, for example, in US patent No. 5,565,011.

В соответствии с некоторыми другими примерами чувствительный к давлению клей введен в заднюю сторону абразивного гибкого инструмента, так что полученный абразивный гибкий инструмент может быть закреплен на подушке. Примерный чувствительный к давлению клей содержит каучуковый латекс, канифоль, акриловый полимер или сополимер, в том числе полиакрилат эфир (например, поли(бутил акрилат)), винил эфир (например, поли(винил n-бутил эфир)), алкидный клей, резиновый клей (например, натуральный каучук и хлоркаучук) или их смеси.In accordance with some other examples, a pressure sensitive adhesive is introduced into the rear side of the abrasive flexible tool, so that the resulting abrasive flexible tool can be attached to the pad. An exemplary pressure-sensitive adhesive contains rubber latex, rosin, acrylic polymer or copolymer, including polyacrylate ether (e.g. poly (butyl acrylate)), vinyl ether (e.g. poly (vinyl n-butyl ether)), alkyd adhesive, rubber adhesive (e.g. natural rubber and chlorinated rubber) or mixtures thereof.

Примерная жесткая подложка содержит металлическую пластину, керамическую пластину или другой аналогичный элемент. Другой пример подходящей жесткой подложки описан, например, в патенте США No. 5,417,726.An exemplary rigid substrate comprises a metal plate, ceramic plate, or other similar element. Another example of a suitable rigid substrate is described, for example, in US Pat. 5,417,726.

Слой 104 может быть образован в виде одного или нескольких слоев покрытия. Например, слой 104 может содержать структурное покрытие и, возможно, размерное покрытие. Слой 104 обычно содержит абразивные зерна и связующий материал. В соответствии с одним примерным вариантом абразивные зерна перемешаны с композицией связующего материала для образования абразивной суспензии. Альтернативно абразивные зерна наносят (вводят) в связующий материал после нанесения связующего материала в виде покрытия на подложку 102. При необходимости функциональный порошок может быть нанесен поверх слоя 104, чтобы исключить прилипание слоя 104 к инструменту, создающему рисунок. Альтернативно рисунок может быть образован в слое 104, не содержащем функционального порошка.Layer 104 may be formed as one or more coating layers. For example, layer 104 may comprise a structural coating and possibly a dimensional coating. Layer 104 typically contains abrasive grains and a binder. According to one exemplary embodiment, the abrasive grains are mixed with a binder composition to form an abrasive slurry. Alternatively, abrasive grains are applied (injected) into the binder after coating the binder with a coating on the substrate 102. If necessary, functional powder can be applied over the layer 104 to prevent the layer 104 from sticking to the patterning tool. Alternatively, a pattern may be formed in layer 104 containing no functional powder.

Связующий материал структурного покрытия или размерного покрытия может быть образован из одного полимера или из смеси полимеров. Например, связующий материал может быть образован из эпоксидной смолы, полиакрилата или их комбинации. Кроме того, связующий материал может содержать наполнитель, такой как наноразмерный наполнитель, или комбинацию наноразмерного наполнителя и микроноразмерного наполнителя. В соответствии со специфическим вариантом связующий материал представляет собой коллоидный связующий материал, в котором композиция, которую отверждают для образования связующего материала, представляет собой коллоидную суспензию, содержащую порошковый наполнитель. Альтернативно или дополнительно связующий материал может быть нанокомпозитным связующим материалом, который содержит субмикронный порошковый наполнитель.The binder material of the structural coating or dimensional coating can be formed from a single polymer or from a mixture of polymers. For example, a binder material may be formed from epoxy resin, polyacrylate, or a combination thereof. In addition, the binder material may contain a filler, such as a nanoscale filler, or a combination of a nanoscale filler and a micron sized filler. In a specific embodiment, the binder material is a colloidal binder material in which the composition that is cured to form a binder material is a colloidal suspension containing a powder filler. Alternatively or additionally, the binder material may be a nanocomposite binder material that contains a submicron powder filler.

Структурированное абразивное изделие 100 при необходимости может содержать податливое покрытие и заднее покрытие (не показаны). Эти покрытия могут выполнять описанную здесь выше функцию и могут быть образованы из композиций связующего материала.The structured abrasive article 100 may optionally include a pliable coating and a back coating (not shown). These coatings can fulfill the function described above and can be formed from compositions of a binder material.

Связующий материал обычно имеет полимерную матрицу, которая связывает абразивные зерна с подложкой или податливым покрытием, если оно есть. Типично связующий материал образован из отвержденной композиции связующего материала. В соответствии с примерным вариантом композиция связующего материала содержит полимерный компонент и дисперсную фазу.The binder material typically has a polymer matrix that binds abrasive grains to a substrate or pliable coating, if any. Typically, a binder material is formed from a cured binder composition. According to an exemplary embodiment, the binder composition comprises a polymer component and a dispersed phase.

Композиция связующего материала может содержать одну или несколько реакционных структурных составляющих или полимерных структурных составляющих для приготовления полимера. Полимерная структурная составляющая может содержать мономерные молекулы, полимерные молекулы, а также их комбинации. Композиция связующего материала может дополнительно содержать компоненты, выбранные из группы, в которую входят растворители, пластификаторы, агенты переноса цепи, катализаторы, стабилизаторы, диспергирующие агенты, отверждающие агенты, медиаторы реакции и агенты изменения текучести дисперсии.The binder composition may contain one or more reaction structural constituents or polymer structural constituents for preparing the polymer. The polymer structural component may contain monomeric molecules, polymer molecules, as well as combinations thereof. The binder composition may further comprise components selected from the group consisting of solvents, plasticizers, chain transfer agents, catalysts, stabilizers, dispersing agents, curing agents, reaction mediators, and dispersion flow agents.

Полимерные структурные составляющие могут образовывать термопласты или реактопласты. В качестве примера можно указать, что полимерные структурные составляющие могут содержать мономеры и смолы для образования полиуретана, полимочевины, полимеризованной эпоксидной смолы, полиэфира, полиимида, полисилоксанов (силиконов), полимеризованного алкида, сополимера бутадиена и стирола, сополимера акрилонитрила и бутадиена или, вообще говоря, химически активных смол для производства термореактивных полимеров. В качестве другого примера можно указать, что структурные составляющие содержат акрилатную или метакрилатную полимерную структурную составляющую. Предшественник полимерных структурных составляющих типично представляет собой отверждаемый органический материал (то есть полимер, мономер или материал, способный к полимеризации или сшиванию при воздействии теплоты или другого источника энергии, такого как электронный пучок, ультрафиолетовое излучение, излучение в видимой области спектра и т.п., или со временем при добавлении химического катализатора, влаги или другого агента, который заставляет полимер отверждаться или полимеризоваться). Примерный предшественник полимерной структурной составляющей содержит реактивную структурную составляющую для образования амино полимера или аминопласт полимера, такую как алкилированный форм-мочевина полимер, форм-меламин полимер и алкилированный форм-бензогуанамин полимер; акрилат полимер, который содержит акрилат и метакрилат полимер, алкил акрилат, акрилатную эпоксидную смолу, акрилатный уретан, акрилатный полиэфир, виниловый эфир, акрилатное масло или акрилатный силикон; алкидный полимер, такой как уретан алкидный полимер; полиэфирный полимер; химически активный уретановый полимер; фенольный полимер, такой как резол и новолак; фенольный/ латексный полимер; эпоксидный полимер, такой как дифенол эпоксидный полимер; изоцианат; изоцианурат; полисилоксановый полимер, в том числе алкилалкоксисилановый полимер; или химически активный виниловый полимер. Композиция связующего материала может содержать мономер, олигомер, полимер, а также их комбинации. В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала содержит мономеры по меньшей мере двух типов полимеров, которые при отверждении могут образовывать поперечную (межмолекулярную) связь. Например, композиция связующего материала может содержать эпоксидные структурные составляющие и акриловые структурные составляющие, которые при отверждении образуют эпоксидный/ акриловый полимер.Polymeric structural components can form thermoplastics or thermosets. As an example, it is possible to indicate that the polymer structural components may contain monomers and resins to form polyurethane, polyurea, polymerized epoxy resin, polyester, polyimide, polysiloxanes (silicones), polymerized alkyd, butadiene and styrene copolymer, acrylonitrile butadiene copolymer or, generally speaking , reactive resins for the production of thermosetting polymers. As another example, it can be pointed out that the structural components contain an acrylate or methacrylate polymer structural component. The polymeric structural component precursor typically is a curable organic material (i.e., a polymer, monomer or material capable of polymerizing or crosslinking when exposed to heat or another energy source, such as an electron beam, ultraviolet radiation, visible radiation, and the like). or over time with the addition of a chemical catalyst, moisture, or another agent that causes the polymer to cure or polymerize). An exemplary polymer structural component precursor comprises a reactive structural component to form an amino polymer or an aminoplast polymer, such as an alkylated form-urea polymer, a form-melamine polymer, and an alkylated form-benzoguanamine polymer; acrylate polymer which contains acrylate and methacrylate polymer, alkyl acrylate, acrylate epoxy resin, acrylate urethane, acrylate polyester, vinyl ether, acrylate oil or acrylate silicone; an alkyd polymer such as urethane alkyd polymer; polyester polymer; reactive urethane polymer; a phenolic polymer such as resole and novolak; phenolic / latex polymer; an epoxy polymer such as diphenol epoxy polymer; isocyanate; isocyanurate; polysiloxane polymer, including alkyl alkoxysilane polymer; or a reactive vinyl polymer. The binder composition may contain a monomer, oligomer, polymer, as well as combinations thereof. In accordance with a specific embodiment, the composition of the binder material contains monomers of at least two types of polymers, which upon curing can form a transverse (intermolecular) bond. For example, a binder composition may contain epoxy structural components and acrylic structural components that, when cured, form an epoxy / acrylic polymer.

В соответствии с примерным вариантом полимерные реакционные компоненты содержат анионно и катионно полимеризуемые предшественники. Например, композиция связующего материала может содержать по меньшей мере один катионно отверждаемый компонент, например, по меньшей мере один циклический эфирный компонент, циклический лактоновый компонент, циклический ацетальный компонент, циклический тиоэфирный компонент, спиро ортоэфирный компонент, эпоксидный (эпокси) функциональный компонент или оксетановый (оксетан) функциональный компонент. Типично композиция связующего материала содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, в которую входят эпоксидные функциональные компоненты и оксетановые функциональные компоненты. Композиция связующего материала может содержать в пересчете на полный вес композиции связующего материала по меньшей мере около 10 вес.% катионно отверждаемых компонентов, например по меньшей мере около 20 вес.%, типично по меньшей мере около 40 вес.%, или по меньшей мере около 50 вес.%. Как правило, композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиция связующего материала ориентировочно не более 95 вес.% катионно отверждаемых компонентов, например ориентировочно не более 90 вес.%, ориентировочно не более 80 вес.% или ориентировочно не более 70 вес.%.According to an exemplary embodiment, the polymer reaction components comprise anionically and cationically polymerizable precursors. For example, a binder composition may contain at least one cationically curable component, for example at least one cyclic ether component, a cyclic lactone component, a cyclic acetal component, a cyclic thioether component, a spiro orthoester component, an epoxy (epoxy) functional component or an oxetane ( oxetane) functional component. Typically, the binder composition contains at least one component selected from the group consisting of epoxy functional components and oxetane functional components. The binder composition may comprise, based on the total weight of the binder composition, at least about 10 wt.% Cationically curable components, for example at least about 20 wt.%, Typically at least about 40 wt.%, Or at least about 50 wt.%. Typically, the binder composition contains, in terms of total weight, the binder composition of approximately not more than 95% by weight of cationically curable components, for example, approximately not more than 90% by weight, approximately not more than 80% by weight, or approximately not more than 70% by weight .

Композиция связующего материала может содержать по меньшей мере один эпокси-функциональный компонент, например ароматический эпокси-функциональный компонент ("ароматическая эпокидная смола") или алифатический эпокси-функциональный компонент ("алифатическая эпокидная смола"). Эпокси-функциональные компоненты представляют собой компоненты, которые содержат одну или несколько эпокси групп, то есть одну или несколько трехэлементных кольцевых структур (оксиранов).The binder composition may contain at least one epoxy functional component, for example, an aromatic epoxy functional component ("aromatic epoxy resin") or an aliphatic epoxy functional component ("aliphatic epoxy resin"). Epoxy-functional components are components that contain one or more epoxy groups, that is, one or more three-element ring structures (oxiranes).

Ароматические эпоксидные компоненты содержат одну или несколько эпокси групп и одно или несколько ароматических колец. Композиция связующего материала может содержать один или несколько ароматических эпоксидных компонентов. Примерный ароматический эпоксидный компонент содержит ароматическую эпоксидную смолу, производную от полифенола, например от бисфенолов, таких как бисфенол А (4,4'-изопропилидендифенол), бисфенол F (бис[4-гидроксифенил]метан), бисфенол S (4,4'-сульфонилдифенол), 4,4'-циклогекесилиденбисфенол, 4,4'-бифенол, или 4,4'-(9-флуоринилиден)дифенол. Бисфенол может быть алкоксилирован (например, этоксилирован или пропоксилирован) или галогенизирован (например, бромирован). В качестве примеров бисфенольных эпоксидных смол можно привести бисфенол диглицидилэфиры, такие как диглицидилэфир Бисфенола А или Бисфенола F.Aromatic epoxy components contain one or more epoxy groups and one or more aromatic rings. The binder composition may contain one or more aromatic epoxy components. An exemplary aromatic epoxy component contains an aromatic epoxy resin derived from polyphenol, for example bisphenols such as bisphenol A (4,4'-isopropylidene diphenol), bisphenol F (bis [4-hydroxyphenyl] methane), bisphenol S (4,4'- sulfonyl diphenol), 4,4'-cyclohexesilidene bisphenol, 4,4'-biphenol, or 4,4 '- (9-fluorinylidene) diphenol. Bisphenol can be alkoxylated (e.g. ethoxylated or propoxylated) or halogenated (e.g. brominated). Examples of bisphenol epoxy resins include bisphenol diglycidyl ethers, such as Bisphenol A or Bisphenol F diglycidyl ether.

Дополнительным примером ароматической эпоксидной смолы является трифенилолметан триглицидилэфир, 1,1,1-трис(р-гидроксифенил)этан триглицидилэфир, или ароматическая эпоксидная смола, производная от монофенола, например от резорцина (например, резорцин диглицидилэфир) или от гидрохинона (например, гидрохинон диглицидилэфир). Другим примером является нонилфенил глицидилэфир.An additional example of an aromatic epoxy resin is triphenylolmethane triglycidyl ether, 1,1,1-tris (p-hydroxyphenyl) ethane triglycidyl ether, or an aromatic epoxy resin derived from monophenol, e.g. ) Another example is nonylphenyl glycidyl ether.

Кроме того, примером ароматической эпоксидной смолы является эпоксидный новолак, например фенол эпоксидный новолак и крезол эпоксидный новолак. В качестве примеров имеющихся в продаже образцов крезол эпоксидного новолака можно привести EPICLON N-660, N-665, N-667, N-670, N-673, N-680, N-690 или N-695, выпускаемые фирмой Dainippon Ink and Chemicals, Inc. В качестве примеров имеющихся в продаже образцов фенол эпоксидного новолака можно привести EPICLON N-740, N-770, N-775 или N-865, выпускаемые фирмой Dainippon Ink and Chemicals, Inc.In addition, an example of an aromatic epoxy resin is epoxy novolak, for example phenol epoxy novolak and cresol epoxy novolak. Examples of commercially available cresol epoxy novolac samples include EPICLON N-660, N-665, N-667, N-670, N-673, N-680, N-690 or N-695, available from Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Examples of commercially available phenol epoxy novolac samples include EPICLON N-740, N-770, N-775, or N-865 available from Dainippon Ink and Chemicals, Inc.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала может содержать в пересчете на полный вес композиции связующего материала по меньшей мере 10 вес.% одной или нескольких ароматических эпоксидных смол.In one embodiment, the binder composition may comprise, based on the total weight of the binder composition, at least 10% by weight of one or more aromatic epoxy resins.

Алифатические эпоксидные компоненты имеют одну или несколько эпокси групп и не содержат ароматических колец. Композиция связующего материала может содержать одну или несколько алифатических эпоксидных смол. Примером алифатической эпоксидной смолы является глицидилэфир С2-С30 алкила; 1,2 эпоксидная смола С3-С30 алкила; моно- или мультиглицидилэфир алифатического спирта или полиола, такой как 1,4-бутандиол, неопентил гликоль, циклогексан диметанол, дибромо неофенил гликоль, триметилол пропан, политетраметилен оксид, полиэтилен оксид, полипропилен оксид, глицерин, и алкоксилированные алифатические спирты; или полиолы.Aliphatic epoxy components have one or more epoxy groups and do not contain aromatic rings. The binder composition may contain one or more aliphatic epoxy resins. An example of an aliphatic epoxy is C2-C30 alkyl glycidyl ether; 1.2 C3-C30 alkyl epoxy; mono- or multiglycidyl ether of an aliphatic alcohol or polyol such as 1,4-butanediol, neopentyl glycol, cyclohexane dimethanol, dibromo-neophenyl glycol, trimethylol propane, polytetramethylene oxide, polyethylene oxide, polypropylene oxide, glycerol, and alkoxylated; or polyols.

В соответствии с одним из вариантов алифатическая эпоксидная смола содержит одну или несколько циклоалифатических кольцевых структур. Например, алифатическая эпоксидная смола может иметь одну или несколько циклогексановых оксидных структур, например две циклогексановые оксидные структуры. Примером алифатической эпоксидной смолы, содержащей кольцевую структуру, является гидрогенизированный бисфенол А диглицидилэфир, гидрогенизированный бисфенол F диглицидилэфир, гидрогенизированный бисфенол S диглицидилэфир, бис(4-гидроксициклогексил)метан диглицидилэфир, 2,2-бис(4-гидроксициклогексил)пропан диглицидилэфир, 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, 3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил-3,4-эпокси-6-метилциклогексанкарбоксилат, ди(3,4-эпоксициклогексилметил)гександиоат, ди(3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил) гександиоат, этилен-бис(3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат), этандиолди(3,4-эпоксициклогексилметил) эфир, или 2-(3,4-эпоксициклогексил-5,5-спиро-3,4-эпокси)циклогексан-1,3-диоксан. Примеры алифатической эпоксидной смолы приведены также в патенте США No. 6,410,127.In one embodiment, the aliphatic epoxy resin contains one or more cycloaliphatic ring structures. For example, an aliphatic epoxy resin may have one or more cyclohexane oxide structures, for example, two cyclohexane oxide structures. An example of a ring-shaped aliphatic epoxy is hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol S diglycidyl ether, bis (4-hydroxycyclohexyl) methane diglycidyl-4-ether-3-glycidyl-ether-4-glycidyl ether-4 -epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexanecarboxylate, di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) hexanedioate, di (3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl ) g xandioate, ethylene bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate), ethanedioldi (3,4-epoxycyclohexylmethyl) ether, or 2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane-1,3 dioxane. Examples of aliphatic epoxy are also shown in US Pat. 6,410,127.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала, по меньшей мере около 5 вес.% одной или нескольких алифатических эпоксидных смол, например по меньшей мере около 10 вес.% или по меньшей мере около 20 вес.% алифатической эпоксидной смолы. Как правило, композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала ориентировочно не более 70 вес.% алифатической эпоксидной смолы, например ориентировочно не более 50 вес.%, ориентировочно не более 40 вес.%.In one embodiment, the binder composition, based on the total weight of the binder composition, comprises at least about 5 weight percent of one or more aliphatic epoxy resins, for example at least about 10 weight percent or at least about 20 weight .% aliphatic epoxy. Typically, the binder composition contains, based on the total weight of the binder composition, about 70 wt.% Aliphatic epoxy resin, for example, about 50 wt.%, About 40 wt.%.

Типично композиция связующего материала содержит один или несколько моно или поли глицидилэфиров алифатических спиртов, алифатических полиолов или полиэфирполиолов. Примером такого компонента является 1,4-бутандиолдиглицидилэфир, глицидилэфир полиоксиэтилена или полиоксипропилен гликоль или триол с молекулярной массой ориентировочно от 200 до 10000; глицидилэфир политетраметилен гликоля или поли(оксиэтилен-оксибутилен) случайные или блок-сополимеры. В качестве примеров имеющихся в продаже глицидилэфиров можно привести полифункциональные глицидилэфиры, такие как Heloxy 48, Heloxy 67, Heloxy 68, Heloxy 107 и Grilonit F713; или монофункциональные глицидилэфиры, такие как Heloxy 71, Heloxy 505, Heloxy 7, Heloxy 8 и Heloxy 61 (продаваемые фирмой Resolution Performances, www.resins.com).Typically, the binder composition comprises one or more mono or poly glycidyl ethers of aliphatic alcohols, aliphatic polyols or polyether polyols. An example of such a component is 1,4-butanediol diglycidyl ether, polyoxyethylene glycidyl ether or polyoxypropylene glycol or triol with a molecular weight of from about 200 to about 10,000; glycidyl ether polytetramethylene glycol or poly (oxyethylene-oxybutylene) random or block copolymers. Examples of commercially available glycidyl ethers include polyfunctional glycidyl ethers such as Heloxy 48, Heloxy 67, Heloxy 68, Heloxy 107 and Grilonit F713; or monofunctional glycidyl ethers such as Heloxy 71, Heloxy 505, Heloxy 7, Heloxy 8 and Heloxy 61 (sold by Resolution Performances, www.resins.com).

Композиция связующего материала может содержать ориентировочно от 3 вес.% до 40 вес.%, типично ориентировочно от 5 вес.% до 20 вес.% моно- или полиглицидилэфиров алифатического спирта, алифатического полиола или полиэфирполиола.The binder composition may contain from about 3 wt.% To about 40 wt.%, Typically from about 5 wt.% To 20 wt.% Mono- or polyglycidyl ethers of aliphatic alcohol, aliphatic polyol or polyether polyol.

Композиция связующего материала содержать один или несколько оксетан-функциональных компонентов ("оксетанов"). Оксетаны представляют собой компоненты, имеющие одну или несколько оксетановых групп, то есть одну или несколько четырехэлементных кольцевых структур, содержащих один кислородный и три углеродных элемента.The binder composition contains one or more oxetane-functional components ("oxetanes"). Oxetanes are components having one or more oxetane groups, that is, one or more four-element ring structures containing one oxygen and three carbon elements.

Примерные оксетаны содержат компоненты, имеющие следующую формулу:Exemplary oxetanes contain components having the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

в которойwherein

Q1 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метил, этил, пропил или бутил группа), фторалкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, аллиловую группу, ариловую группу, фуриловую группу или тиениловую группу;Q1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms (such as methyl, ethyl, propyl or butyl group), a fluoroalkyl group having from 1 to 6 carbon atoms, an allyl group, an aryl group, a furyl group or a thienyl group a group;

Q2 представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метилен, этилен, пропилен или бутилен группа), или алкиленовую группу, имеющую эфирную связь, например оксиалкиленовую группу, такую как оксиэтилен, оксипропилен или оксибутилен группа;Q2 represents an alkylene group having from 1 to 6 carbon atoms (such as a methylene, ethylene, propylene or butylene group) or an alkylene group having an ether bond, for example an oxyalkylene group such as an oxyethylene, oxypropylene or oxybutylene group;

Z представляет собой атом кислорода или атом серы; иZ represents an oxygen atom or a sulfur atom; and

R2 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метил группа, этил группа, пропил группа или бутил группа), алкильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как 1-пропенил группа, 2-пропенил группа, 2-метил-1-пропенил группа, 2-метил-2-пропенил группа, 1-бутенил групп, 2-бутенил группа или 3-бутенил группа), арильную группу, имеющую 6-18 атомов углерода (такую как фенил группа, нафтил группа, отранил группа или фенантил группа), замещенную или незамещенную аралкильную группу, имеющую 7-18 атомов углерода (такую как бензил группа, фторбензил группа, метокси бензил групп, фенэтил группа, стирил группа, циннамил группа, этокси бензил группа), арилоксикильную группу (такую как феноксиметил группа или феноксиэтил группа), алкилкарбонильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этилкарбонильная группа, пропилкарбонильная группа или бутилкарбонильная группа), алкокси карбонильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этоксикарбонильная группа, пропоксикарбонильная группа или бутоксикарбонильная группа), N-алкилкарбамоильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этилкарбамоил группа, пропилкарбамоил группа, бутилкарбамоил группа или пентилкарбамоил группа), или полиэфирную группу, имеющую 2-1000 атомов углерода. Особенно полезный оксетан представляет собой 3-этил-3-(2-этилгексилоксиметил) оксетан.R2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms (such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group), an alkyl group having 2-6 carbon atoms (such as a 1-propenyl group, 2 a propenyl group, a 2-methyl-1-propenyl group, a 2-methyl-2-propenyl group, a 1-butenyl group, a 2-butenyl group or a 3-butenyl group), an aryl group having 6-18 carbon atoms (such as phenyl group, naphthyl group, oranyl group or phenanthyl group), substituted or unsubstituted aralkyl group having 7-18 carbon atoms (such as a benzyl group, fluorobenzyl group, methoxy benzyl group, phenethyl group, styryl group, cinnamyl group, ethoxy benzyl group), an aryloxy group (such as phenoxymethyl group or phenoxyethyl group), an alkylcarbonyl group having 2-6 carbon atoms (such as an ethylcarbonyl group, a propylcarbonyl group or a butylcarbonyl group), an alkoxy carbonyl group having 2-6 carbon atoms (such as an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group or butoxycarbonyl group), an N-alkylcarbamoyl group PU having 2-6 carbon atoms (such as ethylcarbamoyl group, propylcarbamoyl group, butylcarbamoyl group, or pentylcarbamoyl group), or a polyether group having 2-1000 carbon atoms. A particularly useful oxetane is 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane.

В дополнение к одному или нескольким катионно отверждаемым компонентам или вместо них композиция связующего материала может содержать один или несколько свободных радикальных отверждаемых компонентов, например один или несколько свободных радикальных полимеризуемых компонентов, имеющих одну или несколько этиленно ненасыщенных групп, таких как (мет)акрилат (то есть акрилат или метакрилат) функциональные компоненты.In addition to or instead of one or more cationically curable components, the binder composition may contain one or more free radical curable components, for example one or more free radical polymerizable components having one or more ethylenically unsaturated groups, such as (meth) acrylate ( there is acrylate or methacrylate) functional components.

В качестве примеров монофункциональных этиленно ненасыщенных компонентов можно привести акриламид, N,N-диметилакриламид, (мет) акрилоилморфолин, 7-амино-3,7-диметилоктил (мет)акрилат, изобутоксиметил(мет) акриламид, изоборнилоксиэтил (мет)акрилат, изоборнил (мет)акрилат, 2-этилгексил (мет)акрилат, этилдиэтилен гликоль (мет) акрилат, t-октил (мет)акриламид, диацетон (мет)акриламид, диметиламиноэтил (мет)акрилат, диэтиламиноэтил (мет)акрилат, лаурил (мет)акрилат, дициклопентадиен (мет)акрилат, дициклопентенилоксиэтил (мет)акрилат, дициклопентенил (мет)акрилат, N,N-диметил(мет)акриламидтетра хлорфенил (мет)акрилат, 2-тетрахлорфеноксиэтил (мет)акрилат, тетрагидрофурфурил (мет)акрилат, тетра бромофенил (мет)акрилат, 2-тетрабромофеноксиэтил (мет)акрилат, 2-трихлорофеноксиэтил (мет)акрилат, трибромофенил (мет)акрилат, 2-трибромофеноксиэтил (мет)акрилат, 2-гидроксиэтил (мет)акрилат, 2-гидроксипропил (мет)акрилат, винилкапролактам, N-винилпирролидон, феноксиэтил (мет)акрилат, бутоксиэтил (мет)акрилат, пентахлорфенил (мет)акрилат, пентабромофенил (мет)акрилат, полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, борнил (мет)акрилат, метилтриэтилен дигликоль (мет)акрилат, а также их комбинации.As examples of monofunctional ethylenically unsaturated components, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, (meth) acryloylmorpholine, 7-amino-3,7-dimethyloctyl (meth) acrylate, isobutoxymethyl (meth) acrylamide, isobornyloxyethyl (meth) acrylate, meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, ethyl diethylene glycol (meth) acrylate, t-octyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate , dicyclopentadiene (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, N, N-dimethyl (meth) acrylamide tetrachlorophenyl (meth) acrylate, 2-tetrachlorophenoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, tetra bromophenyl (meth) acrylate, 2-tetrabromophenoxyethyl (meth) acrylate, 2 trichlorophenoxyethyl (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) acrylate, 2-tribromophenoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, vinylcaprolactam, N-vinylpyrrolidone, phenoxyethyl (meth) acrylate (meth) acrylate, pentachlorophenyl (meth) acrylate, pentabromophenyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, methyltriethylene diglycol (meth) acrylate, as well as combinations thereof.

В качестве примеров полифункциональных этилено ненасыщенных компонентов можно привести этилен гликоль ди(мет)акрилат, дициклопентенил ди(мет)акрилат, триэтилен гликоль диакрилат, тетраэтилен гликоль ди(мет)акрилат, трициклодекандиилдиметилен ди(мет)акрилат, триметилолпропан три(мет)акрилат, этоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат, пропоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат, трипропилен гликоль ди(мет)акрилат, неопентил гликоль ди(мет)акрилат, оба конечных аддукта (мет)акриловой кислоты бисфенола А диглицидилэфира, 1,4-бутандиол ди(мет)акрилат, 1,6-гександиол ди(мет)акрилат, полиэтилен гликоль ди(мет)акрилат, функциональные производные пентаэритритол (мет)акрилата (например, пентаэритритол три(мет)акрилат, пентаэритритол тетра(мет)акрилат, дипентаэритритол гекса(мет)акрилат, дипентаэритритол пента(мет)акрилат или дипентаэритритол тетра(мет)акрилат), дитриметилолпропан тетра(мет)акрилат, этоксилированный бисфенол А ди(мет)акрилат, пропоксилированный бисфенол А ди(мет)акрилат, этоксилированный гидрогенизированный бисфенол А ди(мет)акрилат, пропоксилированный - модифицированный гидрогенизированный бисфенол А ди(мет)акрилат, этоксилированный бисфенол F ди(мет)акрилат, а также их комбинации.Examples of polyfunctional ethylenically unsaturated components include ethylene glycol di (meth) acrylate, dicyclopentenyl di (meth) acrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, tricyclodecandiyl dimethylene di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, both terminal adducts of (meth) acrylic acid bisphenol A diglycidyl ether 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, functional derivatives of pentaerythritol (meth) acrylate (e.g. pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate or dipentaerythritol tetra (meth) acrylate), ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, propoxylated bisphenol acrylate, ethoxylated hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, propoxy th e - modified hydrogenated bisphenol A di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol F di (meth) acrylate, and combinations thereof.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала содержит один или несколько компонентов, имеющих по меньшей мере 3 (мет)акрилатные группы, например, от 3 до 6 (мет)акрилатных групп или от 5 до 6 (мет)акрилатных групп.In one embodiment, the binder composition comprises one or more components having at least 3 (meth) acrylate groups, for example, from 3 to 6 (meth) acrylate groups or from 5 to 6 (meth) acrylate groups.

В соответствии со специфическими вариантами композиция содержит, в пересчете на полный вес композиции связующего материала, по меньшей мере около 3 вес.% одного или нескольких свободных радикальных полимеризуемых компонентов, например по меньшей мере около 5 вес.% или по меньшей мере около 9 вес.%. Как правило, непрерывная фаза содержит ориентировочно не более 50 вес.% свободных радикальных полимеризуемых компонентов, например ориентировочно не более 35 вес.%, ориентировочно не более 25 вес.%, ориентировочно не более 20 вес.% или ориентировочно не более 15 вес.%.In accordance with specific options, the composition contains, in terms of the total weight of the composition of the binder material, at least about 3 wt.% One or more free radical polymerizable components, for example at least about 5 wt.% Or at least about 9 wt. % As a rule, the continuous phase contains approximately no more than 50% by weight of free radical polymerizable components, for example approximately no more than 35%, approximately no more than 25%, approximately no more than 20% or approximately no more than 15% .

Как правило, полимерные реакционные структурные составляющие или их предшественники имеют в среднем по меньшей мере две функциональные группы, например в среднем по меньшей мере 2.5 или по меньшей мере 3.0 функциональные группы. Например, эпоксидный предшественник может иметь 2 или больше эпокси функциональных групп. В соответствии с другим примером акриловый предшественник может иметь 2 или больше метакрилатных функциональных групп.Typically, polymeric reaction structural moieties or their precursors have an average of at least two functional groups, for example an average of at least 2.5 or at least 3.0 functional groups. For example, an epoxy precursor may have 2 or more epoxy functional groups. According to another example, an acrylic precursor may have 2 or more methacrylate functional groups.

Неожиданно было обнаружено, что композиция связующего материала, которая содержит компонент, имеющий полиэфирную основную цепь, показывает отличные механические (прочностные) свойства после отверждения композиции связующего материала. В качестве примеров состава, имеющего полиэфирную основную цепь, можно привести политетраметилендиол, глицидилэфир политетраметилендиола, акрилат политетраметилендиола, политетраметилендиол, содержащий одну или несколько поликарбонатных групп, а также их комбинации. В одном из вариантов композиция связующего материала содержит от 5 вес.% до 20 вес.% состава, имеющего полиэфирную основную цепь.It was unexpectedly discovered that a binder composition that contains a component having a polyester backbone shows excellent mechanical (strength) properties after curing the binder composition. Examples of a composition having a polyester backbone include polytetramethylene diol, polytetramethylene diol glycidyl ether, polytetramethylene diol acrylate, polytetramethylene diol containing one or more polycarbonate groups, and combinations thereof. In one embodiment, the composition of the binder material comprises from 5 wt.% To 20 wt.% Of the composition having a polyester backbone.

Композиция связующего материала также может содержать катализаторы и инициаторы. Например, катионоактивный инициатор может катализировать реакции между катионоактивными полимеризуемыми структурными составляющими. Радикальный инициатор может активизировать свободно радикальную полимеризацию радикально полимеризуемых структурных составляющих. Инициатор может быть активирован за счет тепловой энергии или актиничного излучения. Например, инициатор может содержать катионоактивный фотоинициатор, который катализирует катионоактивные реакции полимеризации при воздействии на него актиничного излучения. В соответствии с другим примером инициатор может содержать радикальный фотоинициатор, который инициирует реакции свободно радикальной полимеризации при воздействии на него актиничного излучения. Актиничное излучение представляет собой излучение с частицами или без них и включает в себя излучение электронного пучка и электромагнитное излучение. В соответствии со специфическим вариантом электромагнитное излучение представляет собой излучение, имеющее по меньшей мере одну длину волны в диапазоне ориентировочно от 100 нм до 700 нм и, в частности, длины волн в ультрафиолетовой области спектра электромагнитного излучения.The binder composition may also contain catalysts and initiators. For example, a cationic initiator can catalyze reactions between cationic polymerizable structural moieties. The radical initiator can activate the free radical polymerization of the radically polymerizable structural components. The initiator can be activated by thermal energy or actinic radiation. For example, the initiator may contain a cationic photoinitiator, which catalyzes the cationic polymerization reaction when exposed to actinic radiation. In accordance with another example, the initiator may contain a radical photoinitiator, which initiates the reaction of free radical polymerization when exposed to actinic radiation. Actinic radiation is radiation with or without particles and includes electron beam radiation and electromagnetic radiation. According to a specific embodiment, electromagnetic radiation is radiation having at least one wavelength in the range of approximately 100 nm to 700 nm and, in particular, wavelengths in the ultraviolet region of the spectrum of electromagnetic radiation.

Как правило, катионоактивные фотоинициаторы представляют собой материалы, которые образуют активные разновидности при воздействии актиничного излучения и которые способны по меньшей мере частично полимеризовать эпоксидные смолы или оксетаны. Например, катионоактивный фотоинициатор может при воздействии актиничного излучения образовывать катионы, которые могут инициировать реакции катионно полимеризуемых компонентов, таких как эпоксидные смолы или оксетаны.Typically, cationic photoinitiators are materials that form active species when exposed to actinic radiation and which are capable of at least partially polymerizing epoxy resins or oxetanes. For example, a cationic photoinitiator may, when exposed to actinic radiation, form cations that can initiate reactions of cationically polymerizable components, such as epoxies or oxetanes.

В качестве примеров катионоактивных фотоинициаторов можно привести ониевые соли с анионами слабой нуклеофильности, такие как галониевая соль, иодониевая соль или сульфониевая соль, описанные в заявке на Европейский патент ЕР 153904 и в публикации WO 98/28663, сульфоксониевая соль, описанная, например, в выложенных заявках на Европейский патент ЕР 35969, 44274, 54509 и 164314, или диазониевая соль, описанная, например, в патентах США 3,708,296 и 5,002,856. В качестве другого примера катионоактивного фотоинициатора можно привести металлоценовую соль, описанную, например, в выложенных заявках на Европейский патент ЕР 94914 и 94915.Examples of cationic photoinitiators include onium salts with weak nucleophilic anions, such as the halonium salt, iodonium salt or sulfonium salt described in European Patent Application EP 153904 and WO 98/28663, sulfoxonium salt described, for example, in European patent applications EP 35969, 44274, 54509 and 164314, or the diazonium salt described, for example, in US patents 3,708,296 and 5,002,856. As another example of a cationic photoinitiator, the metallocene salt described, for example, in European Patent Application Laid-open No. EP 94914 and 94915.

В соответствии с примерными вариантами композиция связующего материала содержит один или несколько фотоинициаторов, имеющих формулу (1) или (2):In accordance with exemplary options, the composition of the binder material contains one or more photoinitiators having the formula (1) or (2):

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

в которыхin which

Q3 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 18 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 18 атомов углерода;Q3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having from 1 to 18 carbon atoms, or an alkoxyl group having from 1 to 18 carbon atoms;

М представляет собой атом металла, например сурьмы;M represents a metal atom, for example antimony;

Z представляет собой атом галогена, например фтора; иZ represents a halogen atom, for example fluorine; and

t представляет собой валентное число металла, например 5 в случае сурьмы.t represents the valence number of the metal, for example 5 in the case of antimony.

В соответствии со специфическими примерами композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала ориентировочно от 0.1 вес.% до 15 вес.% одного или нескольких катионоактивных фотоинициаторов, например ориентировочно от 1 вес.% до 10 вес.%.In accordance with specific examples, the composition of the binder material, calculated on the total weight of the composition of the binder material, is from about 0.1 wt.% To 15 wt.% Of one or more cationic photoinitiators, for example, from about 1 wt.% To 10 wt.%.

Типично фотоинициатор в виде ониевой соли содержит иодониевую комплексную соль или сульфониевую комплексную соль. Полезные ароматические ониевые комплексные соли описаны, например, в патенте США No. 4,256,828. Примерная ароматическая иодониевая комплексная соль содержит диарилиодоний гексафторфосфат или диарилиодоний гексафторантимонат. Примерная ароматическая сульфониевая комплексная соль содержит трифенил сульфоний гексафторантимонат, р-фенил(тиофенил)дифенил сульфоний гексафторантимонат или сульфоний (тиоди-4,1-фенилен)бис(дифенил-бис((ОС-6-11) гексафторантимонат)).Typically, a photoinitiator in the form of an onium salt contains an iodonium complex salt or a sulfonium complex salt. Useful aromatic onium complex salts are described, for example, in US Pat. 4,256,828. An exemplary aromatic iodonium complex salt contains diaryl iodonium hexafluorophosphate or diaryl iodonium hexafluoroantimonate. An exemplary aromatic sulfonium complex salt contains triphenyl sulfonium hexafluoroantimonate, p-phenyl (thiophenyl) diphenyl sulfonium hexafluoroantimonate or sulfonium (thiodio-4,1-phenylene) bis (diphenyl bis ((OS-6-11) hexafluoroantimonate)).

Ароматические ониевые соли типично являются фоточувствительными только в ультрафиолетовой области спектра. Однако они могут быть сенсибилизированы в ближней ультрафиолетовой области спектра и в оптической области спектра при помощи сенсибилизаторов с известными органическими галогенными структурными составляющими. Примерный сенсибилизатор, который содержит ароматический амин или окрашенный ароматический полициклический углеводород, описан, например, в патенте США No. 4,250,053.Aromatic onium salts are typically photosensitive only in the ultraviolet region of the spectrum. However, they can be sensitized in the near ultraviolet region of the spectrum and in the optical region of the spectrum using sensitizers with known organic halogen structural components. An exemplary sensitizer that contains an aromatic amine or a colored aromatic polycyclic hydrocarbon is described, for example, in US Pat. 4,250,053.

Подходящие активируемые излучением органометаллические комплексные соли описаны, например, в патентах США Nos. 5,059,701; 5,191.101; и 5,252,694. Примерная органометаллическая комплексная соль, которую используют в качестве активируемого излучением инициатора, содержит: (η6-бензол) (η5-циклопентадиенил)Suitable radiation-activated organometallic complex salts are described, for example, in US Pat. Nos. 5,059,701; 5,191.101; and 5,252,694. An exemplary organometallic complex salt, which is used as a radiation activated initiator, contains: (η 6 -benzene) (η 5 -cyclopentadienyl)

Fe+1 SbF6-, (η6-толуол) (η5-циклопентадиенил)Fe+1 AsF6-, (η6-ксилен) (η5-циклопентадиенил)Fe+l SbF6, (η6-кумол) (η5-циклопентадиенил)Fe+l PF6-, (η6-ксилены (смешанные изомеры) (η5-циклопентадиенил)Fe+l SbF6-, (η6-ксилены (смешанные изомеры) (η5-циклопентадиенил)Fe+l PF6-, (η6-о-ксилен) (η5-циклопентадиенил)Fe+l CF3 SO3-, (η6-m-ксилен) (η5-циклопентадиенил)Fe+l BF4-, (η6-мезитилен) (η5-циклопентадиенил)Fe+l SbF6-, (η6-гексаметилбензол) (η5-циклопентадиенил)Fe+l SbF5OH-, (η6-фтор) (η5-циклопентадиенил)Fe+l SbF6-, а также их комбинации.Fe +1 SbF 6 - , (η 6 -toluene) (η 5 -cyclopentadienyl) Fe +1 AsF 6 - , (η 6 -xylene) (η 5 -cyclopentadienyl) Fe + l SbF 6 , (η 6 -cumol) (η 5 -cyclopentadienyl) Fe + l PF 6 - , (η 6 -xylene (mixed isomers) (η 5 -cyclopentadienyl) Fe + l SbF 6 - , (η 6 -xylene (mixed isomers) (η 5- cyclopentadienyl) Fe + l PF 6 - , (η 6 -o-xylene) (η 5- cyclopentadienyl) Fe + l CF 3 SO 3 - , (η 6 -m-xylene) (η 5- cyclopentadienyl) Fe + l BF 4 - , (η 6- mesitylene) (η 5- cyclopentadienyl) Fe + l SbF 6 - , (η 6- hexamethylbenzene) (η 5- cyclopentadienyl) Fe + l SbF 5 OH - , (η 6- fluorine) (η 5 - cyclopentadienyl) Fe + l SbF 6 - , as well as combinations thereof.

При необходимости катализаторы в виде металлоорганической соли могут применяться совместно с ускорителем, таким как этилоксалат третичного спирта. Если он есть, то ускоритель преимущественно составляет ориентировочно от 0.1% до 4% по весу в пересчете на полный вес связующей композиции связующего материала.Optionally, the organometallic salt catalysts can be used in conjunction with an accelerator such as tertiary alcohol ethyl oxalate. If it is, then the accelerator is preferably approximately from 0.1% to 4% by weight, calculated on the total weight of the binder composition of the binder material.

Полезный имеющийся в продаже катионоактивный фотоинициатор, который содержит ароматическую сульфониевую комплексную соль, продается, например, под торговым обозначением "FX-512" фирмой Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn., и под торговым обозначением "UVI-6974" фирмой Dow Chemical Co., или Chivacure 1176.A useful commercially available cationic photoinitiator that contains an aromatic sulfonium complex salt is sold, for example, under the trade name "FX-512" by Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn., And under the trade name "UVI-6974" by Dow Chemical Co., or Chivacure 1176.

Композиция связующего материала при необходимости может содержать фотоинициаторы, полезные для фотоотверждения свободных радикальных полифункциональных акрилатов. В качестве примеров свободных радикальных фотоинициаторов можно привести бензофенон (например, алкизамещенный бензофенон или алкокси-замещенный бензофенон); бензойные соединения (например, бензойные эфиры, такие как бензойный метил эфир, бензойный этил эфир, бензойный изопропил эфир, бензойный фенил эфир и бензойный ацетат); ацетофенон, такой как 2,2-диметоксиацетофенон, 4-(фенилтио)ацетофенон и 1,1-дихлорацетофенон; бензил кеталь, такой как бензил диметил кеталь и бензил диэтил кеталь; антрахинон, такой как 2-метилантрахинон, 2-этилантрахинон, 2-тертбутилантрахинон, 1-хлороантрахинон и 2-амилантрахинон; трифенилфосфин; бензоилфосфин оксиды, такие как, например, 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфин оксид; тиоксантон или ксантон; производная акридина; производная фенацена; производная хиноксалина; 1 -фенил-1,2-пропадион-2-0-бензоилоксим; 1-аминофенил кетон или 1-гидроксифенил кетон, такой как 1-гидроксициклогексил фенил кетон, фенил (1-гидроксиизопропил) кетон и 4-изопропилфенил(1-гидроксиизопропил) кетон; или соединение триазина, например, 4"'-метил тиофенил-1-ди(трихлорметил)-3,5-8-триазин, S-триазин-2-(стилбен)-4,6-бистрихлорметил или параметокси стирил триазин.The binder composition, if necessary, may contain photoinitiators useful for the photocuring of free radical polyfunctional acrylates. Examples of free radical photoinitiators include benzophenone (for example, alkyl substituted benzophenone or alkoxy substituted benzophenone); benzoic compounds (for example, benzoic esters such as benzoic methyl ether, benzoic ethyl ether, benzoic isopropyl ether, benzoic phenyl ether and benzoic acetate); acetophenone such as 2,2-dimethoxyacetophenone, 4- (phenylthio) acetophenone and 1,1-dichloroacetophenone; benzyl ketal such as benzyl dimethyl ketal and benzyl diethyl ketal; anthraquinone such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone and 2-amylanthraquinone; triphenylphosphine; benzoylphosphine oxides, such as, for example, 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide; thioxantone or xanton; acridine derivative; phenacene derivative; quinoxaline derivative; 1-phenyl-1,2-propadion-2-0-benzoyloxy; 1-aminophenyl ketone or 1-hydroxyphenyl ketone, such as 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, phenyl (1-hydroxyisopropyl) ketone and 4-isopropylphenyl (1-hydroxyisopropyl) ketone; or a triazine compound, for example 4 ″ methyl thiophenyl-1-di (trichloromethyl) -3,5-8-triazine, S-triazine-2- (stilbene) -4,6-bistrichloromethyl or parametoxy styryl triazine.

Примерный фотоинициатор содержит бензойную смолу или ее производные, такие как α-метилбензоин; U-фенилбензоин; α-аллилбензоин; α-бензилбензоин; бензойные эфиры, такие как бензил диметил кеталь (который может быть закуплен, например, на фирме Ciba Specialty Chemicals под торговым обозначением "IRGACURE 651"), бензойный метил эфир, бензойный этил эфир, бензойный n-бутил эфир; ацетофенон или его производные, такие как 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-1-пропанон (который может быть закуплен, например, на фирме Ciba Specialty Chemicals под торговым обозначением "DAROCUR 1173") и 1-гидроксициклогексил фенил кетон (который может быть закуплен, например, на фирме Ciba Specialty Chemicals под торговым обозначением "IRGACURE 184"); 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-(4-морфолинил)- -1-пропанон (который может быть закуплен, например, на фирме Ciba Specialty Chemicals под торговым обозначением "IRGACURE 907"); 2-бензил-2-(диметиламино)-1-[4-(4-морфолинил)фенил]-1-бутанон (который может быть закуплен, например, на фирме Ciba Specialty Chemicals под торговым обозначением "IRGACURE 369"); а также их смеси.An exemplary photoinitiator comprises a benzoic resin or its derivatives, such as α-methylbenzoin; U-phenylbenzoin; α-allylbenzoin; α-benzylbenzoin; benzoic esters such as benzyl dimethyl ketal (which can be purchased, for example, from Ciba Specialty Chemicals under the trade name "IRGACURE 651"), benzoic methyl ether, benzoic ethyl ether, benzoic n-butyl ether; acetophenone or its derivatives, such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (which can be purchased, for example, from Ciba Specialty Chemicals under the trade name "DAROCUR 1173") and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone ( which can be purchased, for example, from Ciba Specialty Chemicals under the trade name "IRGACURE 184"); 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2- (4-morpholinyl) -1-propanone (which can be purchased, for example, from Ciba Specialty Chemicals under the trade name "IRGACURE 907"); 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone (which can be purchased, for example, from Ciba Specialty Chemicals under the trade name "IRGACURE 369"); as well as mixtures thereof.

Другой подходящий свободный радикальный фотоинициатор содержит состав ионного красителя - противодействующего иона, который может поглощать актинические лучи и создавать свободные радикалы, которые могут инициировать полимеризацию акрилатов. Такой фотоинициатор описан, например, в выложенной заявке на Европейский патент 223587 и в патентах США 4,751,102, 4,772,530 и 4,772,541.Another suitable free radical photoinitiator contains the composition of an ionic dye - a counteracting ion that can absorb actinic rays and create free radicals that can initiate the polymerization of acrylates. Such a photoinitiator is described, for example, in European Patent Application Laid-Open No. 223587 and in US Pat. Nos. 4,751,102, 4,772,530 and 4,772,541.

Фотоинициатор может присутствовать в количестве ориентировочно не более 20 вес.%, например ориентировочно не более 10 вес.%, и типично ориентировочно не более 5 вес.%, в пересчете на полный вес композиции связующего материала. Например, фотоинициатор может присутствовать в количестве от 0.1 вес.% до 20.0 вес.%, например от 0.1 вес.% до 5.0 вес.%, или, что наиболее типично, от 0.1 вес.% до 2.0 вес.% в пересчете на полный вес композиции связующего материала, хотя возможны и другие количества вне рамок указанных диапазонов. В одном из примеров фотоинициатор присутствует в количестве по меньшей мере около 0.1 вес.%, например по меньшей мере около 1.0 вес.% или в количестве от 1.0 вес.% до 10.0 вес.%.The photoinitiator may be present in an amount of approximately not more than 20% by weight, for example, approximately not more than 10% by weight, and typically approximately not more than 5% by weight, based on the total weight of the binder composition. For example, the photoinitiator may be present in an amount of from 0.1 wt.% To 20.0 wt.%, For example from 0.1 wt.% To 5.0 wt.%, Or, most typically, from 0.1 wt.% To 2.0 wt.% In terms of full the weight of the binder composition, although other amounts outside the ranges indicated are possible. In one example, the photoinitiator is present in an amount of at least about 0.1 wt.%, For example at least about 1.0 wt.% Or in an amount of from 1.0 wt.% To 10.0 wt.%.

При необходимости термический отвердитель может быть включен в композицию связующего материала. Такой термический отвердитель обычно является термически стабильным при температурах, при которых производят перемешивание компонентов. Примерные термические отвердители для эпоксидных смол и акрилатов хорошо известны специалистам и описаны, например, в патенте США No. 6,258,138. Термический отвердитель может присутствовать в предшественнике связующего материала в любом эффективном количестве. Такие количества типично лежат в диапазоне ориентировочно от 0.01 вес.% до 5.0 вес.%, преимущественно в диапазоне ориентировочно от 0.025 вес.% до 2.0 вес.% в пересчете на вес композиции связующего материала, хотя могут быть использованы и количества, лежащие вне указанных диапазонов.If necessary, a thermal hardener may be included in the composition of the binder material. Such a thermal hardener is usually thermally stable at temperatures at which the components are mixed. Exemplary thermal hardeners for epoxy resins and acrylates are well known in the art and are described, for example, in US Pat. 6,258,138. A thermal hardener may be present in the binder precursor in any effective amount. Such amounts typically lie in the range of about 0.01 wt.% To 5.0 wt.%, Mainly in the range of about 0.025 wt.% To 2.0 wt.%, Calculated on the weight of the binder composition, although quantities outside of these may be used. ranges.

Композиция связующего материала может также содержать другие компоненты, такие как растворители, пластификаторы, сшиватели, агенты переноса цепи, стабилизаторы, диспергирующие агенты, отверждающие агенты, мадиаторы реакции и агенты влияния на текучесть дисперсии. Например, композиция связующего материала может содержать один или несколько агентов переноса цепи, выбранных из группы, в которую входят полиол, полиамин, линейный или разветвленный полигликоль эфир, полиэфир и полилактон.The binder composition may also contain other components, such as solvents, plasticizers, crosslinkers, chain transfer agents, stabilizers, dispersing agents, curing agents, reaction agents and agents for influencing the dispersion flow. For example, a binder composition may contain one or more chain transfer agents selected from the group consisting of polyol, polyamine, linear or branched polyglycol ether, polyester and polylactone.

В соответствии с другим примером композиция связующего материала может содержать добавочные компоненты, такие как гидрокси функциональный или амин функциональный компонент и добавку. Как правило, специфический гидрокси функциональный компонент не содержит отверждаемых групп (таких как, например, акрилат, эпокси или оксетан группы) и не выбран из группы, в которую входят фотоинициаторы.According to another example, the binder composition may contain additional components, such as a hydroxy functional or amine functional component and an additive. As a rule, a specific hydroxy functional component does not contain curable groups (such as, for example, acrylate, epoxy or oxetane groups) and is not selected from the group consisting of photoinitiators.

Композиция связующего материала может содержать один или несколько гидрокси функциональных компонентов. Гидрокси функциональные компоненты могут быть полезны для дальнейшей подстройки механических свойств связующей композиции после отверждения. Гидрокси функциональный компонент содержит монол (гидрокси функциональный компонент, содержащий одну гидроксильную групп) или полиол (гидрокси функциональный компонент, содержащий несколько гидроксильных групп).The binder composition may contain one or more hydroxy functional components. Hydroxy functional components may be useful for further fine-tuning the mechanical properties of the binder composition after curing. The hydroxy functional component contains a monol (hydroxy functional component containing one hydroxyl group) or a polyol (hydroxy functional component containing several hydroxyl groups).

В качестве представительных примеров гидрокси функциональных компонентов можно привести алканол, моноалкил эфир полиоксиалкиленгликоля, моноалкил эфир алкиленгликоля, алкиленгликоль и арилалкиленгликоль, такой как 1,2,4-бутантриол, 1,2,6-гексантриол, 1,2,3-гептантриол, 2,6-диметил-1,2,6-гексантриол, (2R,3R)-(-)-2-бензилокси-1,3,4-бутантриол, 1,2,3-гексантриол, 1,2,3-бутантриол, 3-метил-1,3,5-пентантриол, 1,2,3-циклогексантриол, 1,3,5-циклогексантриол, 3,7,11,15-тетраметил-1,2,3-гексадекантриол, 2-гидроксиметилтетрагидропиран-3,4,5-триол, 2,2,4,4-тетраметил-1,3-циклобутандиол, 1,3-циклопентандиол, транс-1,2-циклооктандиол, 1,16-гексадекандиол, 3,6-дитиа-1,8-октандиол, 2-бутин-1,4-диол, 1,2- или 1,3-пропандиол, 1,2- или 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1-фенил-1,2-этандиол, 1,2-циклогександиол, 1,5-декалиндиол, 2,5-диметил-3-гексин-2,5-диол, 2,2,4-триметилпентан-1,3-диол, неопентилгликоль, 2-этил-1,3-гександиол, 2,7-диметил-3,5-октадин-2-7-диол, 2,3-бутандиол, 1,4-циклогександиметанол, полиоксиэтилен или полиоксипропилен гликоли или триоды с молекулярной массой ориентировочно от 200 до 10000, политетраметилен гликоли с различной молекулярной массой, поли(оксиэтилен-оксибутилен) случайные или блок-сополимеры, сополимеры, содержащие подвесные гидроксильные группы, образованные за счет гидролиза или частичного гидролиза винил ацетат сополимеров, поливинилацетальные смолы, содержащие подвесные гидроксильные группы, гидрокси функциональные (например, гидрокси завершенные) полиэфиры или гидрокси функциональные (например, гидрокси завершенные) полилактоны, алифатические поликарбонатные полиолы (например, алифатический поликарбонатный диол), гидрокси функциональные (например, гидрокси завершенные) полиэфиры (например, политетрагидрофуран полиолы, имеющие среднемассовую молекулярную массу в диапазоне 150-4000 г/моль, 150-1500 г/моль или 150-750 г/моль), а также их комбинации. Примерный полиол дополнительно содержит алифатический полиол, такой как глицерин, триметилпропан, или сахарный спирт, такой как эритритол, ксилитол, маннитол или сорбит. В соответствии со специфическими вариантами композиция связующего материала содержит один или несколько алициклических полиолов, таких как 1,4-циклогексан-диметанол, сахароза, или 4,8-бис(гидроксиметил) трицикло(5,2,1,0)декан.Representative examples of hydroxy functional components are alkanol, monoalkyl ether of polyoxyalkylene glycol, monoalkyl ether of alkylene glycol, alkylene glycol and arylalkylene glycol such as 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,3-heptantriol, 2 6-dimethyl-1,2,6-hexanetriol, (2R, 3R) - (-) - 2-benzyloxy-1,3,4-butanetriol, 1,2,3-hexanetriol, 1,2,3-butanetriol , 3-methyl-1,3,5-pentantriol, 1,2,3-cyclohexanetriol, 1,3,5-cyclohexanetriol, 3,7,11,15-tetramethyl-1,2,3-hexadecantriol, 2-hydroxymethyltetrahydropyran -3,4,5-triol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, 1,3-c clopentanediol, trans-1,2-cyclooctanediol, 1,16-hexadecanediol, 3,6-dithia-1,8-octanediol, 2-butyn-1,4-diol, 1,2- or 1,3-propanediol, 1 2- or 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1-phenyl-1,2-ethanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,5-decalindiol, 2,5-dimethyl-3-hexine-2,5-diol, 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1, 3-hexanediol, 2,7-dimethyl-3,5-octadin-2-7-diol, 2,3-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, polyoxyethylene or polyoxypropylene glycols or triodes with a molecular weight of about 200 to 10,000, polytetramethylene glik oli with different molecular weights, poly (oxyethylene-oxybutylene) random or block copolymers, copolymers containing suspended hydroxyl groups formed by hydrolysis or partial hydrolysis of vinyl acetate copolymers, polyvinyl acetal resins containing suspended hydroxyl groups, hydroxy functional (e.g. hydroxy complete) polyesters or hydroxy functional (e.g. hydroxy complete) polylactones, aliphatic polycarbonate polyols (e.g. aliphatic polycarbonate diol), hydro xy functional (e.g. hydroxy complete) polyesters (e.g. polytetrahydrofuran polyols having a weight average molecular weight in the range of 150-4000 g / mol, 150-1500 g / mol or 150-750 g / mol), as well as combinations thereof. An exemplary polyol further comprises an aliphatic polyol, such as glycerol, trimethylpropane, or a sugar alcohol, such as erythritol, xylitol, mannitol, or sorbitol. In accordance with specific embodiments, the binder composition contains one or more alicyclic polyols, such as 1,4-cyclohexane-dimethanol, sucrose, or 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo (5.2.1.0) decane.

Подходящий полиэфир для композиции связующего материала представляет собой, в частности, линейный или разветвленный полигликоль эфир, полученный за счет открывающей кольцо полимеризации циклического эфира в присутствии полиола, например вышеупомянутого полиола; полигликоль эфир, полиэтилен гликоль, полипропилен гликоль или политетраметилен гликоль или их сополимер.A suitable polyester for the binder composition is, in particular, a linear or branched polyglycol ether obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ether in the presence of a polyol, for example the aforementioned polyol; polyglycol ether, polyethylene glycol, polypropylene glycol or polytetramethylene glycol or a copolymer thereof.

Другой подходящий полиэфир для композиции связующего материала представляет собой полиэфир, основанный на полиолах и алифатических, циклоалифатических или ароматических полифункциональных карболовых кислотах (например, на дикарбоновых кислотах), или который специфически содержит все соответствующие насыщенные полиэфиры, которые являются жидкими при температурах от 18°С до 300°С, типично от 18°С до 150°С: типично янтарный эфир, глутаровый эфир, адипиковый эфир, лимонный эфир, фталевый эфир, изофталевый эфир, терефталевый эфир или эфир соответствующих продуктов гидрогенизации, со спиртовым компонентом, образованным из мономерных или полимерных полиолов, например полиолов вышеупомянутого вида.Another suitable polyester for the binder composition is a polyester based on polyols and aliphatic, cycloaliphatic or aromatic polyfunctional carbolic acids (e.g. dicarboxylic acids), or which specifically contains all the corresponding saturated polyesters that are liquid at temperatures from 18 ° C to 300 ° C, typically from 18 ° C to 150 ° C: typically amber ether, glutaric ether, adipic ether, lemon ether, phthalic ether, isophthalic ether, terephthalic ether or ether, respectively etstvuyuschih hydrogenation products, with the alcohol component being composed of monomeric or polymeric polyols, for example polyols of the aforementioned kind.

Еще один возможный полиэфир содержит алифатический полилактон, такой как ε-поликапролактон, или поликарбонат, которые, например, могут быть получены за счет поликонденсации диола с фосгеном. Для композиции связующего материала типично используют поликарбонат бисфенола А, имеющий среднемассовую молекулярную массу от 500 до 100000.Another possible polyester contains an aliphatic polylactone, such as ε-polycaprolactone, or polycarbonate, which, for example, can be obtained by polycondensation of the diol with phosgene. For the binder composition, bisphenol A polycarbonate typically having a weight average molecular weight of 500 to 100,000 is typically used.

Для воздействия на вязкость композиции связующего материала и, в частности, на снижение вязкости или сжижение, полиол, полиэфир или насыщенный полиэфир или их смеси могут, при необходимости, быть перемешаны с подходящими добавками, в особенности с растворителем, пластификатором, разбавителем и т.п. В соответствии с одним из вариантов композиции могут содержать в пересчете на полный вес композиции связующего материала ориентировочно не более 15 вес.%, например, ориентировочно не более 10 вес.%, ориентировочно не более 6 вес.%, ориентировочно не более 4 вес.%, ориентировочно не более 2 вес.% или около 0 вес.% гидроксифункционального компонента. В соответствии с одним из примеров композиции связующего материала не содержат существенных количеств гидрокси функционального компонента. Отсутствие существенных количеств гидрокси функциональных компонентов может снижать гигроскопичность композиций связующего материала или изделий, полученных из них.To affect the viscosity of the composition of the binder material and, in particular, to reduce the viscosity or liquefaction, the polyol, polyester or saturated polyester or mixtures thereof can, if necessary, be mixed with suitable additives, in particular with a solvent, plasticizer, diluent, etc. . In accordance with one embodiment, the compositions may comprise, based on the total weight of the binder composition, approximately no more than 15% by weight, for example, approximately no more than 10% by weight, approximately no more than 6% by weight, approximately no more than 4% by weight , approximately not more than 2 wt.% or about 0 wt.% hydroxy-functional component. In accordance with one example, the composition of the binder material does not contain significant amounts of a hydroxy functional component. The absence of significant quantities of hydroxy functional components may reduce the hygroscopicity of the compositions of the binder material or products derived from them.

Примерное гидрокси или амин функциональное органическое соединение для приготовления продукта конденсации (отверждения) с алкилен оксидом содержит полиол, имеющий от 3 до 20 атомов углерода (С1-С8) алканол амиды (С8-С18) кислоты жирного ряда, такие как этанол амиды кислоты жирного ряда, жирные спирты, алкилфенол или диамин, имеющий от 2 до 5 атомов углерода. Такие соединения вступают в реакцию с алкилен оксидом, таким как этилен оксид, пропилен оксид или их смеси. Реакция может иметь место при молярном отношении гидрокси или амин органического соединения к алкилен оксиду, которое составляет, например, от 1:2 до 1:65. Продукт конденсации типично имеет среднемассовую молекулярную массу ориентировочно от 500 до 10,000 и может быть разветвленным, циклическим, линейным гомополимером, сополимером или терполимером.An exemplary hydroxy or amine functional organic compound for the preparation of a condensation product (cure) with alkylene oxide contains a polyol having from 3 to 20 carbon atoms (C1-C8) alkanol amides (C8-C18) fatty acids such as ethanol fatty acid amides fatty alcohols, alkyl phenol or diamine having from 2 to 5 carbon atoms. Such compounds react with alkylene oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide, or mixtures thereof. The reaction can take place at a molar ratio of hydroxy or amine of the organic compound to alkylene oxide, which is, for example, from 1: 2 to 1:65. The condensation product typically has a weight average molecular weight of about 500 to 10,000 and can be a branched, cyclic, linear homopolymer, copolymer or terpolymer.

Композиция связующего материала может дополнительно содержать диспергирующий агент для взаимодействия с поверхностью порошкового наполнителя для ее модифицирования. Например, этот диспергирующий агент может содержать органосилоксан, функционализованный органосилоксан, алкизамещенный пирролидон, полиоксиалкилен эфир, сополимер этиленоксида и пропиленоксида, а также их комбинации. В случае различных порошковых наполнителей и, в частности, наполнителя в виде диоксида кремния подходящий поверхностный модификатор содержит силоксан.The binder composition may further comprise a dispersing agent for reacting with the surface of the powder filler to modify it. For example, this dispersing agent may contain organosiloxane, functionalized organosiloxane, an alkyl substituted pyrrolidone, polyoxyalkylene ether, a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide, as well as combinations thereof. In the case of various powder fillers and, in particular, a filler in the form of silicon dioxide, a suitable surface modifier contains siloxane.

Примером силоксана является функционализованный или нефункционализованный силоксан. Примерный силоксан имеет состав, соответствующий следующей формуле:An example of a siloxane is a functionalized or non-functionalized siloxane. Exemplary siloxane has a composition corresponding to the following formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

в которой каждый R представляет собой независимо замещенный или незамещенный линейный, разветвленный или циклический С1-10 алкил, С1-10 алкокси, группу, содержащую замещенный или незамещенный арил, арилокси, тригалоалкил, цианоалкил или винил; В1 или В2 представляет собой водород, группу, содержащую силокси, винил, силанол, алкокси, амин, эпокси, гидрокси, (мет)акрилат, меркапто или группы отталкивания растворителя, такие как липофильные или гидрофильные (например, анионоактивные, катионоактивные) группы; а n представляет собой целое число ориентировочно от 1 до 10000, в частности, ориентировочно от 1 до 100.in which each R represents independently substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic C1-10 alkyl, C1-10 alkoxy, a group containing substituted or unsubstituted aryl, aryloxy, trialoalkyl, cyanoalkyl or vinyl; B1 or B2 represents hydrogen, a group containing siloxy, vinyl, silanol, alkoxy, amine, epoxy, hydroxy, (meth) acrylate, mercapto or solvent repellent groups, such as lipophilic or hydrophilic (for example, anionic, cationic) groups; and n is an integer from about 1 to about 10,000, in particular from about 1 to about 100.

Вообще говоря, функционализованный силоксан представляет собой соединение, имеющее молекулярную массу в диапазоне ориентировочно от 300 до 20000. Такие соединения могут быть закуплены, например, на фирме General Electric Company или Goldschmidt, Inc. Типичный функционализованный силоксан представляет собой амин функционализованный силоксан, в котором функционализация типично завершает силоксан.Generally speaking, functionalized siloxane is a compound having a molecular weight in the range of about 300 to 20,000. Such compounds can be purchased, for example, from General Electric Company or Goldschmidt, Inc. A typical functionalized siloxane is an amine functionalized siloxane in which functionalization typically completes the siloxane.

Примерные органосилаксаны продаются под торговой маркой Silwet фирмой Witco Corporation. Такие органосилаксаны типично имеют среднемассовую молекулярную массу ориентировочно от 350 до 15000, имеют концы из водорода или С1-С4 алкила и могут быть гидролизуемыми или негидролизуемыми. Типичные органосилаксаны, которые продаются под торговой маркой Silwet L-77, L-7602, L-7604 и L-7605, представляют собой полиалкилен оксид модифицированные диалкил полисилоксаны.Exemplary organosilaxanes are sold under the trade name Silwet by Witco Corporation. Such organosilaxanes typically have a weight average molecular weight of about 350 to 15,000, have hydrogen or C1-C4 alkyl ends, and can be hydrolyzable or non-hydrolyzable. Typical organosilaxanes sold under the trade name Silwet L-77, L-7602, L-7604 and L-7605 are polyalkylene oxide modified dialkyl polysiloxanes.

В качестве примеров подходящего анионного диспергирующего агента можно привести (С8-С16) алкилбензол сульфонат, (С8-С16) алкан сульфонат, (С8-С18) α-олефин сульфонат, α-сульфо метил эфир (С8-С16) кислоты жирного ряда, сульфат (С8-С16) кислоты жирного ряда, моно- или диалкил сульфосукцинат, причем каждый алкил независимо представляет собой (С8-С16) алкильную группу, алкил эфир сульфат, (С8-С16) соль карбоновой кислоты или изотионат, имеющий жирную цепь, содержащую ориентировочно от 8 до 18 атомов углерода, например диэтилгексил сульфосукцинат натрия, метил бензол сульфонат натрия, или бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия (например, Aerosol ОТ или АОТ).Examples of suitable anionic dispersing agents include (C8-C16) alkylbenzene sulfonate, (C8-C16) alkane sulfonate, (C8-C18) α-olefin sulfonate, α-sulfo methyl ether (C8-C16) fatty acid, sulfate (C8-C16) fatty acids, mono- or dialkyl sulfosuccinate, each alkyl independently being a (C8-C16) alkyl group, an alkyl ether sulfate, (C8-C16) carboxylic acid salt or isothionate having an approximate fatty chain 8 to 18 carbon atoms, e.g. sodium diethylhexyl sulfosuccinate, methyl nzol sodium sulfonate, or sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (e.g. Aerosol OT or AOT).

Типично диспергирующий агент представляет собой соединение, выбранное из группы, в которую входят органосилаксан, функционализованный органосилаксан, алкизамещенный пирролидон, полиоксиалкилен эфир, или блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида.A typical dispersant is a compound selected from the group consisting of organosilaxane, functionalized organosilaxane, alkyl substituted pyrrolidone, polyoxyalkylene ether, or a block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide.

В качестве одного из примеров серийных диспергирующих агентов можно привести циклические органосиликоны (например, SF1204, SF1256, SF1328, SF1202 (декаметил-циклопентасилоксан (пентамер)), SF1258, SF1528, Dow Coming 245 fluids, Dow Coming 246 fluids, додекаметил-цикло-гексасилоксан (гексимер), и SF1173), сополимер полидиметилсилоксана и полиоксиалкилен оксида (например, SF1488 и SF1288); линейные силиконы, в том числе олигомеры (например. Dow Coming 200 (R) fluids); Silwet L-7200, Silwet L-7600, Silwet L-7602, Silwet L-7605, Silwet L-7608 или Silwet L-7622; неионные поверхностно-активные вещества (например, Triton X-100, Igepal CO-630, PVP серии, Airvol 125, Airvol 305, Airvol 502 и Airvol 205); органические полиэфиры (например, Surfynol 420, Surfynol 440 и Surfynol 465); или Solsperse 41000.Cyclic organosilicones (e.g., SF1204, SF1256, SF1328, SF1202 (decamethyl-cyclopentasiloxane (pentamer)), SF1258, SF1528, Dow Coming 245 fluids, Dow Coming 246 fluids, dodecamethyl-cyclohex can be mentioned as examples of serial dispersing agents (heximer), and SF1173), a copolymer of polydimethylsiloxane and polyoxyalkylene oxide (e.g., SF1488 and SF1288); linear silicones, including oligomers (e.g. Dow Coming 200 (R) fluids); Silwet L-7200, Silwet L-7600, Silwet L-7602, Silwet L-7605, Silwet L-7608 or Silwet L-7622; non-ionic surfactants (e.g. Triton X-100, Igepal CO-630, PVP Series, Airvol 125, Airvol 305, Airvol 502 and Airvol 205); organic polyesters (e.g. Surfynol 420, Surfynol 440 and Surfynol 465); or Solsperse 41000.

В качестве другого примера серийных диспергирующих агентов можно привести SF1173 (фирма GE Silicones); органический полиэфир, такой как Surfynol 420, Surfynol 440 и Surfynol 465 (фирма Air Products Inc); Silwet L-7200, Silwet L-7600, Silwet L-7602, Silwet L-7605, Silwet L-7608 или Silwet L-7622 (фирма Witco); или неионное поверхностно-активное вещество, такое как Triton Х-100 (фирма Dow Chemicals), Igepal CO-630 (фирма Rhodia), PVP серии (фирма ISP Technologies) и Solsperse 41000 (фирма Avecia).As another example of serial dispersing agents, SF1173 (GE Silicones); an organic polyester such as Surfynol 420, Surfynol 440 and Surfynol 465 (Air Products Inc); Silwet L-7200, Silwet L-7600, Silwet L-7602, Silwet L-7605, Silwet L-7608 or Silwet L-7622 (Witco); or a nonionic surfactant such as Triton X-100 (Dow Chemicals), Igepal CO-630 (Rhodia), PVP Series (ISP Technologies) and Solsperse 41000 (Avecia).

Количество диспергирующего агента лежит в диапазоне от 0 вес.% до 5 вес.%, а более типично составляет от 0.1 вес.% до 2 вес.%. Силаны типично используют при концентрациях от 40 мол. % до 200 мол. % и, в частности, от 60 мол. % до 150 мол. % в пересчете на молекулярное количество поверхностно-активных сайтов на поверхности наноразмерного порошкового наполнителя. Как правило, композиция связующего материала содержит ориентировочно не более 5 вес.% диспергирующего агента, например ориентировочно от 0.1 вес.% до 5.0 вес.% диспергирующего агента в пересчете на полный вес композиции связующего материала.The amount of dispersing agent ranges from 0 wt.% To 5 wt.%, And more typically ranges from 0.1 wt.% To 2 wt.%. Silanes are typically used at concentrations from 40 mol. % to 200 mol. % and, in particular, from 60 mol. % to 150 mol. % in terms of the molecular amount of surface-active sites on the surface of the nanoscale powder filler. Typically, the binder composition contains approximately not more than 5 wt.% Dispersing agent, for example, from about 0.1 wt.% To 5.0 wt.% Dispersing agent, calculated on the total weight of the binder composition.

Композиция связующего материала может дополнительно содержать дисперсную фазу, суспендированную в непрерывной фазе. Непрерывная фаза типично содержит полимерные структурные составляющие. Дисперсная фаза обычно содержит порошковый наполнитель. Порошковый наполнитель может быть образован из неорганических частиц, таких как, например, частицы металла (такого как, например, сталь, серебро или золото) или частицы металлического комплекса, такого как, например, оксид металла, гидроксид металла, сульфид металла, комплекс металл-галоген, карбид металла, фосфат металла, частицы неорганической соли (такой как, например, СаСО3), керамики, или их комбинации. В качестве примеров оксидов металлов можно привести ZnO, CdO, SiO2, TiO2, ZrO2, CeO2, SnO2, МоО3, WO3, Al2O3, In2O3, La2O3, Fe2O3, CuO, Та2О5, Sb2O3, Sb2O5, а также их комбинации. Также могут присутствовать смешанные оксиды, которые содержат различные металлы. Наночастицы могут представлять собой, например, частицы из материала, выбранного из группы, в которую входят ZnO, SiO2, TiO2, ZrO2, SnO2, Al2O3, совместно образованный диоксид кремния и оксид алюминия, а также их смеси. Частицы нанометрового размера также могут иметь органический компонент, такой как, например, углеродная сажа; прочно сшитые образующие оболочку сердечника полимерные наночастицы; органически модифицированные частицы нанометрового размера, и т.п.Такие наполнители описаны, например, в патенте США No. 6,467,897 и в публикации WO 98/51747.The binder composition may further comprise a dispersed phase suspended in a continuous phase. The continuous phase typically contains polymer structural components. The dispersed phase usually contains a powder filler. The powder filler may be formed from inorganic particles, such as, for example, metal particles (such as, for example, steel, silver or gold) or particles of a metal complex, such as, for example, metal oxide, metal hydroxide, metal sulfide, metal- halogen, metal carbide, metal phosphate, particles of an inorganic salt (such as, for example, CaCO 3 ), ceramics, or combinations thereof. Examples of metal oxides include ZnO, CdO, SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 , SnO 2 , MoO 3 , WO 3 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , La 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CuO, Ta 2 O 5 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , as well as combinations thereof. Mixed oxides that contain various metals may also be present. Nanoparticles can be, for example, particles from a material selected from the group consisting of ZnO, SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , Al 2 O 3 , co-formed silica and alumina, as well as mixtures thereof. Particles of nanometer size may also have an organic component, such as, for example, carbon black; firmly crosslinked core shell polymeric nanoparticles; organically modified particles of nanometer size, etc. Such excipients are described, for example, in US Pat. 6,467,897 and in WO 98/51747.

Порошковый наполнитель, образованный при помощи процессов на базе раствора, такой как золь образованная и золь-гель образованная керамика, особенно хорошо подходит для использования в композиционном связующем материале. Подходящие золи имеются в продаже. Например, в продаже имеются коллоидные диоксиды кремния в водных растворах под такими торговыми марками, как "LUDOX" (E.I. DuPont de Nemours and Co., Inc. Wilmington, Del.), "NYACOL" (Nyacol Co., Ashland, Ма.) и "NALCO" (Naico Chemical Co., Oak Brook, I11.). Многие имеющиеся в продаже золи являются базовыми и стабилизированы щелочью, такой как гидроксид натрия, гидроксид калия или гидроксид аммония. Дополнительные примеры подходящих коллоидных кремнеземов (диоксидов кремния) описаны в патенте США. No. 5,126,394. Особенно хорошо подходит золь образованный диоксид кремния и золь образованный оксид алюминия. Золи могут быть образованы за счет введения в реакцию одного или нескольких соответствующих агентов обработки поверхности с частицами основы неорганического оксида в золе.A powder filler formed by solution-based processes, such as sol formed and sol-gel formed ceramics, is particularly suitable for use in a composite binder. Suitable sols are commercially available. For example, colloidal silicas in aqueous solutions are commercially available under such trademarks as “LUDOX” (EI DuPont de Nemours and Co., Inc. Wilmington, Del.), “NYACOL” (Nyacol Co., Ashland, MA.) and "NALCO" (Naico Chemical Co., Oak Brook, I11.). Many commercially available sols are basic and are stabilized with alkali, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonium hydroxide. Further examples of suitable colloidal silicas (silica) are described in US Pat. No. 5,126,394. Particularly suitable is the sol formed by silica and the sol formed by alumina. Sols can be formed by introducing into the reaction one or more appropriate surface treatment agents with inorganic oxide base particles in the sol.

В соответствии со специфическим вариантом порошковый наполнитель имеет субмикронный размер. Например, порошковым наполнителем может быть наноразмерный порошковый наполнитель, такой как порошковый наполнитель, имеющий средний размер частиц ориентировочно от 3 нм до 500 нм. В соответствии с примерным вариантом порошковый наполнитель имеет средний размер частиц ориентировочно от 3 нм до 200 нм, например ориентировочно от 3 нм до 100 нм, ориентировочно от 3 нм до 50 нм, ориентировочно от 8 нм до 30 нм или ориентировочно от 10 нм до 25 нм. В соответствии со специфическими вариантами средний размер частиц составляет ориентировочно не более 500 нм, например ориентировочно не более 200 нм, ориентировочно меньше чем 100 нм или ориентировочно не более 50 нм. Средний размер частиц порошкового наполнителя может быть определен как размер частиц, соответствующий пиковой объемной фракции в кривой распределения при рассеянии нейтронов под малым углом (SANS), или как размер частиц, соответствующий 0.5 накопленной объемной фракции в SANS кривой распределения.According to a specific embodiment, the powder filler has a submicron size. For example, the powder filler may be a nanoscale powder filler, such as a powder filler, having an average particle size of from about 3 nm to about 500 nm. According to an exemplary embodiment, the powder filler has an average particle size of approximately 3 nm to 200 nm, for example approximately 3 nm to 100 nm, approximately 3 nm to 50 nm, approximately 8 nm to 30 nm, or approximately 10 nm to 25 nm In accordance with specific options, the average particle size is approximately not more than 500 nm, for example, approximately not more than 200 nm, approximately less than 100 nm, or approximately not more than 50 nm. The average particle size of the powder filler can be defined as the particle size corresponding to the peak volume fraction in the distribution curve for low angle neutron scattering (SANS), or as the particle size corresponding to 0.5 accumulated volume fraction in the SANS distribution curve.

Порошковый наполнитель может быть также охарактеризован при помощи узкой кривой распределения, половина ширины которой ориентировочно не превышает удвоенный средний размер частиц. Например, половина ширины может не превышать ориентировочно 1.5 или составлять ориентировочно не более 1.0 среднего размера частиц. Половину ширины кривой распределения измеряют на половине ее высоты, что соответствует половине фракции частиц в пике кривой распределения. В соответствии со специфическим вариантом кривая гранулометрического состава является мономодальной. В соответствии с альтернативным вариантом гранулометрический состав является бимодальным или имеет несколько пиков.Powder filler can also be characterized using a narrow distribution curve, half the width of which approximately does not exceed twice the average particle size. For example, half the width may not exceed approximately 1.5 or approximately no more than 1.0 of the average particle size. Half the width of the distribution curve is measured at half its height, which corresponds to half the fraction of particles at the peak of the distribution curve. In accordance with a specific embodiment, the particle size distribution curve is monomodal. In an alternative embodiment, the particle size distribution is bimodal or has several peaks.

В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала может содержать по меньшей мере два порошковых наполнителя. Каждый из порошковых наполнителей может быть образован из описанных здесь выше материалов для порошковых наполнителей. Порошковые наполнители могут содержать один и тот же материал или различные материалы. Например, каждый из порошковых наполнителей может быть образован из диоксида кремния. В альтернативном примере один наполнитель может быть образован из диоксида кремния, а другой наполнитель может быть образован из оксида алюминия. В соответствии с одним из примеров каждый из порошковых наполнителей имеет гранулометрический состав, имеющий средний размер частиц ориентировочно не более 1000 нм, например ориентировочно не более 500 нм или ориентировочно меньше чем 100 нм. В другом примере один из порошковых наполнителей имеет гранулометрический состав, имеющий средний размер частиц ориентировочно не более 1000 нм, например ориентировочно не более 500 нм или ориентировочно меньше чем 100 нм, в то время как второй порошковый наполнитель имеет средний размер частиц ориентировочно более 1 мкм, например ориентировочно от 1 мкм до 10 мкм или ориентировочно от 1 мкм до 5 мкм. Альтернативно второй порошковый наполнитель может иметь такой большой средний размер частиц, как 1500 мкм. В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала, которая содержит первый порошковый наполнитель, имеющий субмикронный средний размер частиц, и второй порошковый наполнитель, имеющий средний размер частиц свыше 1 мкм, преимущественно обеспечивает улучшенные механические свойства после отверждения для образования связующего материала.In accordance with a specific embodiment, the composition of the binder material may contain at least two powder fillers. Each of the powder fillers can be formed from the materials described above for powder fillers. Powder fillers may contain the same material or different materials. For example, each of the powder fillers may be formed from silica. In an alternative example, one filler may be formed from silica, and another filler may be formed from alumina. In accordance with one example, each of the powder fillers has a particle size distribution having an average particle size of approximately not more than 1000 nm, for example, approximately not more than 500 nm, or approximately less than 100 nm. In another example, one of the powder fillers has a particle size distribution having an average particle size of approximately not more than 1000 nm, for example approximately not more than 500 nm or approximately less than 100 nm, while the second powder filler has an average particle size of approximately more than 1 μm, for example, approximately 1 μm to 10 μm, or approximately 1 μm to 5 μm. Alternatively, the second powder filler may have a large average particle size such as 1,500 microns. In a specific embodiment, a binder composition that contains a first powder filler having a submicron average particle size and a second powder filler having an average particle size of greater than 1 μm advantageously provides improved mechanical properties after curing to form a binder material.

Типично второй порошковый наполнитель имеет низкий коэффициент формы. Например, второй порошковый наполнитель может иметь коэффициент формы ориентировочно не более 2, например около 1, при этом частицы являются почти сферическими. Как правило, второй порошковый наполнитель не подвергают обработке и не упрочняют за счет различных видов обработки. В отличие от этого абразивные зерна типично являются упрочненными и имеют коэффициент формы по меньшей мере около 2 и острые кромки.Typically, the second powder filler has a low aspect ratio. For example, the second powder filler may have a shape factor of approximately no more than 2, for example about 1, with the particles being almost spherical. As a rule, the second powder filler is not subjected to processing and does not harden due to various types of processing. In contrast, abrasive grains are typically hardened and have a shape factor of at least about 2 and sharp edges.

Когда выбирают второй порошковый наполнитель, обычно учитывают скорость осаждения и вязкость. По мере роста размера частиц в порошковом наполнителе скорость осаждения возрастает, причем вязкость при возрастании загрузки падает. Кроме того, иногда учитывают коэффициент преломления порошкового наполнителя. Например, может быть выбран порошковый наполнитель с коэффициентом преломления по меньшей мере около 1.35. Кроме того, может быть выбран порошковый наполнитель, который не содержит основного остатка, так как основный остаток может отрицательно влиять на полимеризацию катионно полимеризуемых структурных составляющих.When a second powder filler is selected, the deposition rate and viscosity are usually taken into account. As the particle size in the powder filler increases, the deposition rate increases, and the viscosity decreases with increasing load. In addition, the refractive index of the powder filler is sometimes taken into account. For example, a powder filler with a refractive index of at least about 1.35 may be selected. In addition, a powder filler may be selected that does not contain a basic residue, since the basic residue may adversely affect the polymerization of cationically polymerizable structural components.

Порошковый наполнитель обычно диспергирован в композиции связующего материала. До проведения отверждения порошковый наполнитель коллоидно диспергирован в суспензии связующего материала и образует коллоидный композиционный связующий материал после отверждения. Например, порошковый материал может быть диспергирован так, что броуновское движение поддерживает порошковый наполнитель в суспензии. Как правило, порошковый наполнитель главным образом не содержит агломератов частиц. Например, порошковый наполнитель может быть главным образом монодисперсным, так что порошковый наполнитель диспергирован в виде отдельных частиц и в соответствии со специфическими примерами имеет только незначительное число агломератов частиц, если они вообще есть.The powder filler is typically dispersed in a binder composition. Prior to curing, the powder filler is colloidal dispersed in a suspension of binder material and forms a colloidal composite binder material after curing. For example, the powder material can be dispersed so that the Brownian motion supports the powder filler in suspension. As a rule, the powder filler mainly does not contain particle agglomerates. For example, the powder filler can be mainly monodisperse, so that the powder filler is dispersed as separate particles and, in accordance with specific examples, has only a small number of particle agglomerates, if any.

В соответствии со специфическим вариантом частицы порошкового наполнителя являются главным образом сферическими. Альтернативно частицы могут иметь первичный коэффициент формы больше 1, например по меньшей мере около 2, по меньшей мере около 3, или по меньшей мере около 6, причем первичный коэффициент формы представляет собой отношение самого длинного размера к самому малому размеру, ортогональному к самому длинному размеру. Частицы могут быть также охарактеризованы при помощи вторичного коэффициента формы, который представляет собой отношение ортогональных размеров в плоскости, главным образом перпендикулярной к самому длинному размеру. Частицы могут иметь игольчатую форму, при этом они имеют первичный коэффициент формы по меньшей мере около 2 и вторичный коэффициент формы ориентировочно не более 2, например около 1. Альтернативно частицы могут иметь пластинчатую форму, при этом они имеют первичный коэффициент формы по меньшей мере около 2 и вторичный коэффициент формы по меньшей мере около 2.In a specific embodiment, the particulate filler particles are mainly spherical. Alternatively, the particles may have a primary shape factor of greater than 1, for example at least about 2, at least about 3, or at least about 6, the primary shape factor being the ratio of the longest to smallest size orthogonal to the longest size . Particles can also be characterized by a secondary shape factor, which is the ratio of orthogonal dimensions in a plane, mainly perpendicular to the longest size. The particles can be needle-shaped, with a primary shape factor of at least about 2 and a secondary shape factor of about 2, for example, about 1. Alternatively, the particles can have a plate shape, with a primary shape factor of at least about 2 and a secondary shape factor of at least about 2.

В соответствии с примерным вариантом порошковый наполнитель приготавливают в водном растворе и перемешивают с композицией связующего материала суспензии. Процесс приготовления такой суспензии предусматривает использование водного раствора, такого как водный раствор силиката; поликонденсацию силиката до размера частиц от 3 нм до 50 нм; доводку полученного золя силиката до щелочного рН; возможно, сгущение золя; перемешивание золя со структурными составляющими внешней жидкой фазы суспензии и, возможно, удаление воды или других компонентов растворителя из суспензии. Например, вводят водный раствор силиката, такой как раствор силиката щелочного металла (например, раствор силиката натрия или силиката калия) с концентрацией в диапазоне от 20 вес.% до 50 вес.% в пересчете на вес раствора. Затем производят поликонденсацию силиката до частиц размером от 3 им до 50 нм, например, за счет обработки раствора силиката кислотными ионообменниками. Полученный золь силиката доводят до щелочного рН (например, рН>8), чтобы исключить дальнейшую поликонденсацию или агломерацию существующих частиц. Возможно, золь концентрируют, например, за счет перегонки, типично до концентрации SiO2, составляющей ориентировочно от 30 до 40 вес.%. Затем золь перемешивают со структурными составляющими внешней жидкой фазы. После этого удаляют из суспензии воду или другие компоненты растворителя. В соответствии со специфическим вариантом суспензия главным образом не содержит воды.According to an exemplary embodiment, a powder filler is prepared in an aqueous solution and mixed with a suspension binder composition. The process of preparing such a suspension involves the use of an aqueous solution, such as an aqueous solution of silicate; polycondensation of silicate to a particle size of from 3 nm to 50 nm; finishing the obtained silica sol to alkaline pH; possibly a thickening of the sol; mixing the sol with the structural components of the external liquid phase of the suspension and, possibly, removing water or other solvent components from the suspension. For example, an aqueous silicate solution, such as an alkali metal silicate solution (for example, a sodium silicate or potassium silicate solution) with a concentration in the range of 20 wt.% To 50 wt.%, Based on the weight of the solution, is added. Then, silicate is polycondensed to particles ranging in size from 3 to 50 nm, for example, by treating the silicate solution with acid ion exchangers. The resulting silicate sol is adjusted to an alkaline pH (e.g., pH> 8) to prevent further polycondensation or agglomeration of existing particles. It is possible that the sol is concentrated, for example, by distillation, typically up to a SiO 2 concentration of approximately 30 to 40% by weight. Then the sol is mixed with the structural components of the external liquid phase. After that, water or other solvent components are removed from the suspension. According to a specific embodiment, the suspension is substantially water free.

Фракция непрерывной фазы в предварительно отвержденной композиции связующего материала обычно содержит органические полимерные структурные составляющие, так что пропорция композиции связующего материала может составлять ориентировочно от 20% до 95% по весу, например ориентировочно от 30% до 95% по весу, типично ориентировочно от 50% до 95% по весу, а еще лучше ориентировочно от 55% до 80% по весу. Фракция фазы диспергированного порошкового наполнителя может составлять ориентировочно от 5% до 80% по весу, например ориентировочно от 5% до 70% по весу, типично ориентировочно от 5% до 50% по весу, а еще лучше, ориентировочно от 20% до 45% по весу. Коллоидно диспергированные и субмикронные порошковые наполнители, описанные здесь выше, являются особенно полезными при концентрациях по меньшей мере около 5 вес.%, например по меньшей мере около 10 вес.%, по меньшей мере около 15 вес.%, по меньшей мере около 20 вес.% или до 40 вес.% или выше. В отличие от традиционных наполнителей образованные в растворе нанокомпозиты имеют низкую вязкость и улучшенные характеристики обработки при более высокой загрузке. Количество компонентов выражено в весовых процентах в пересчете на полный вес композиции связующего материала, если специально не оговорено иное.The continuous phase fraction in the pre-cured binder composition typically contains organic polymer structural components, so that the proportion of the binder composition can be from about 20% to 95% by weight, for example from about 30% to 95% by weight, typically from about 50% up to 95% by weight, and even better, roughly from 55% to 80% by weight. The phase fraction of the dispersed powder filler can be from about 5% to 80% by weight, for example from about 5% to 70% by weight, typically from about 5% to 50% by weight, and even better, from about 20% to 45% by weight. The colloidal dispersed and submicron powder fillers described hereinabove are particularly useful at concentrations of at least about 5 wt.%, For example at least about 10 wt.%, At least about 15 wt.%, At least about 20 wt. .% or up to 40 wt.% or higher. Unlike traditional fillers, nanocomposites formed in solution have a low viscosity and improved processing characteristics at a higher load. The number of components is expressed in weight percent, calculated on the total weight of the composition of the binder material, unless otherwise specified.

В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала содержит ориентировочно от 10 вес.% до 90 вес.% катионно полимеризуемого соединения, ориентировочно не больше 40 вес.% радикально полимеризуемого соединения и ориентировочно от 5 вес.% до 80 вес.% порошкового заполнителя в пересчете на полный вес композиции связующего материала. Следует иметь в виду, что сумму количеств компонентов композиции связующего материала добавляют до 100 вес.% и, таким образом, когда задают количества одного или нескольких компонентов, количества других компонентов будут таковы, что сумма количеств составит не более 100 вес.%.In accordance with a specific embodiment, the composition of the binder material contains approximately 10 wt.% To 90 wt.% Cationically polymerizable compounds, approximately no more than 40 wt.% Radically polymerizable compounds and approximately 5 wt.% To 80 wt.% Powder aggregate in terms of the total weight of the binder composition. It should be borne in mind that the sum of the quantities of the components of the composition of the binder material is added up to 100 wt.% And, thus, when the quantities of one or more components are specified, the quantities of the other components will be such that the sum of the quantities is not more than 100 wt.%.

Катионно полимеризуемое соединение содержит, например, эпоксифункциональный компонент или оксетан функциональный компонент. Например, композиция связующего материала может содержать ориентировочно от 10 вес.% до 60 вес.% катионно полимеризуемого соединения, например ориентировочно от 20 вес.% до 50 вес.% катионноно полимеризуемого соединения в пересчете на вес композиции связующего материала. Примерная композиция связующего материала может содержать ориентировочно не более 20 вес.%, например ориентировочно от 5 вес.% до 20 вес.% моно- или полиглицидилэфиров алифатического спирта, алифатических полиолов, полиэфирполиола или полиэфирполиола. Примерная композиция связующего материала может содержать ориентировочно не более 50 вес.%, например ориентировочно от 5 вес.% до 50 вес.% компонента, имеющего полиэфирную основную цепь, такого как политетраметилендиол, глицидилэфиры политетраметилендиола, акрилаты политетраметилендиола или политетраметилендиол, содержащий одну или несколько поликарбонатных групп.The cationically polymerizable compound contains, for example, an epoxy functional component or an oxetane functional component. For example, a binder composition may comprise from about 10 wt.% To 60 wt.% Of a cationically polymerizable compound, for example from about 20 wt.% To 50 wt.% Of a cationically polymerizable compound, based on the weight of the binder composition. An exemplary binder composition may contain approximately no more than 20% by weight, for example, approximately 5% to 20% by weight of mono- or polyglycidyl ethers of aliphatic alcohol, aliphatic polyols, polyether polyol or polyether polyol. An exemplary binder composition may contain approximately no more than 50% by weight, for example, approximately 5% to 50% by weight, of a component having a polyester backbone, such as polytetramethylene diol, polytetramethylene diol glycidylethers, polytetramethylene diol acrylates or one or more polytetramethylene diol acrylates groups.

Радикально полимеризуемый состав в соответствии с приведенным выше примером содержит, например компоненты, имеющие одну или несколько метакрилатных групп, например компоненты, имеющие по меньшей мере 3 метакрилатные группы. В соответствии с другим примером композиция связующего материала содержит ориентировочно не более 30 вес.%, например ориентировочно не более 20 вес.%, ориентировочно не более 10 вес.% или ориентировочно не более 5 вес.% радикально полимеризуемого состава.The radical polymerizable composition according to the above example contains, for example, components having one or more methacrylate groups, for example, components having at least 3 methacrylate groups. According to another example, the composition of the binder material contains approximately no more than 30% by weight, for example approximately no more than 20% by weight, approximately no more than 10% by weight, or approximately no more than 5% by weight of a radically polymerizable composition.

Композиция связующего материала может дополнительно содержать ориентировочно не более 20 вес.% катионоактивного фотоинициатора, например ориентировочно от 0,1 вес.% до 20 вес.% или ориентировочно не более 20 вес.% радикального фотоинициатора, например ориентировочно от 0.1 вес.% до 20 вес.%. Например композиция связующего материала может содержать ориентировочно не более 10 вес.%, например ориентировочно не более 5 вес.% катионоактивного фотоинициатора. В соответствии с другим примером композиция связующего материала может содержать ориентировочно не более 10 вес.%, например ориентировочно не более 5 вес.% свободного радикального фотоинициатора.The binder composition may further comprise approximately not more than 20% by weight of a cationic photoinitiator, for example from approximately 0.1% to 20% by weight, or approximately not more than 20% by weight of a radical photoinitiator, for example from approximately 0.1% to 20% the weight.%. For example, the composition of the binder material may contain approximately no more than 10 wt.%, For example, approximately no more than 5 wt.% Cationic photoinitiator. In accordance with another example, the composition of the binder material may contain approximately no more than 10 wt.%, For example, approximately no more than 5 wt.% Free radical photoinitiator.

Порошковый наполнитель содержит диспергированные субмикронные частицы. Как правило, композиция связующего материала содержит от 5 вес.% до 80 вес.%, например от 5 вес.% до 60 вес.%, от 5 вес.% до 50 вес.% или от 20 вес.% до 45 вес.% субмикронного порошкового наполнителя. В соответствии со специфическими вариантами композиция связующего материала содержат по меньшей мере около 5 вес.% порошкового наполнителя, например по меньшей мере около 10 вес.% или по меньшей мере около 20 вес.%. В соответствии со специфическим вариантом порошковый наполнитель представляет собой образованный в растворе порошок диоксида кремния и может быть коллоидно диспергирован в полимерном компоненте. Примерная композиция связующего материала может дополнительно содержать ориентировочно не более 5 вес.% диспергирующего агента, например от 0.1 вес.% до 5 вес.% диспергирующего агента, выбранного из группы, в которую входят органосилаксан, функционализованный органосилаксан, алкизамещенный пирролидон, полиоксиалкилен эфир и блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида.Powder filler contains dispersed submicron particles. Typically, the binder composition contains from 5 wt.% To 80 wt.%, For example from 5 wt.% To 60 wt.%, From 5 wt.% To 50 wt.% Or from 20 wt.% To 45 wt. % submicron powder filler. In accordance with specific embodiments, the binder composition contains at least about 5 wt.% Powder filler, for example at least about 10 wt.% Or at least about 20 wt.%. According to a specific embodiment, the powder filler is a silica powder formed in solution and can be colloidally dispersed in the polymer component. An exemplary binder composition may further comprise approximately not more than 5 wt.% Dispersing agent, for example from 0.1 wt.% To 5 wt.% Dispersing agent selected from the group consisting of organosilaxane, functionalized organosilaxane, alkyl substituted pyrrolidone, polyoxyalkylene ether and block is a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide.

В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала образована за счет перемешивания нанокомпозитного эпоксидного или акрилатного предшественника, то есть предшественника, который содержит субмикронный порошковый наполнитель. Например, композиция связующего материала может содержать ориентировочно не более 90 вес.% нанокомпозитной эпоксидной смолы и может содержать акриловый предшественник, например, не более 50 вес.% акрилового предшественника. В соответствии с другим примером нанокомпозитный акриловый предшественник может быть перемешан с эпоксидной смолой.According to a specific embodiment, the binder composition is formed by mixing a nanocomposite epoxy or acrylate precursor, that is, a precursor that contains a submicron powder filler. For example, the binder composition may contain approximately no more than 90 wt.% Nanocomposite epoxy resin and may contain an acrylic precursor, for example, no more than 50 wt.% Acrylic precursor. In accordance with another example, a nanocomposite acrylic precursor may be mixed with an epoxy resin.

Композиция связующего материала, которая содержит полимерные или мономерные структурные составляющие и содержит диспергированный порошковый наполнитель, может быть использована для образования (формирования) структурного покрытия, размерного покрытия, податливого покрытия или заднего покрытия абразивного гибкого инструмента. В примерном способе образования структурного покрытия композицию связующего материала наносят в виде покрытия на подложку, абразивные зерна наносят поверх структурного покрытия и структурное покрытие частично отверждают ранее формирования рисунка. Размерное покрытие может быть нанесено поверх структурного покрытия и абразивных зерен. В соответствии с другим примерным вариантом композицию связующего материала перемешивают с абразивными зернами для образования абразивной суспензии, которую наносят в виде покрытия на подложку, частично отверждают и производят формирование рисунка.A binder composition that contains polymer or monomeric structural components and contains dispersed powder filler can be used to form (form) a structural coating, dimensional coating, malleable coating or back coating of an abrasive flexible tool. In an exemplary method of forming a structural coating, the binder material composition is coated onto a substrate, abrasive grains are applied over the structural coating, and the structural coating is partially cured prior to the formation of the pattern. A dimensional coating can be applied over a structural coating and abrasive grains. In accordance with another exemplary embodiment, the binder composition is mixed with abrasive grains to form an abrasive slurry that is coated onto a substrate, partially cured, and patterned.

Абразивные зерна могут быть абразивными зернами, образованными из любого материала или комбинации материалов, причем материалом может быть диоксид кремния, оксид алюминия (плавленый или спеченный), диоксид циркония, сплавленные диоксид циркония и оксид алюминия, карбид кремния, гранат, алмаз, кубический нитрид бора, нитрид кремния, диоксид церия, диоксид титана, диборид титана, карбид бора, оксид олова, карбид вольфрама, карбид титана, оксид железа, оксид хрома, порошкообразный кварц и корунд. Например, материал абразивных зерен может быть выбран из группы, в которую входят диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония, карбид кремния, нитрид кремния, нитрид бора, гранат, алмаз, сплавленные оксид алюминия и диоксид циркония, диоксид церия, диборид титана, карбид бора, порошкообразный кварц, корунд, нитрид алюминия, а также их смеси. В особых вариантах могут быть использованы плотные абразивные зерна, которые в основном содержат альфа оксид алюминия.Abrasive grains can be abrasive grains formed from any material or combination of materials, the material being silica, alumina (fused or sintered), zirconia, fused zirconia and alumina, silicon carbide, garnet, diamond, cubic boron nitride , silicon nitride, cerium dioxide, titanium dioxide, titanium diboride, boron carbide, tin oxide, tungsten carbide, titanium carbide, iron oxide, chromium oxide, powdered quartz and corundum. For example, the abrasive grain material may be selected from the group consisting of silica, alumina, zirconia, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, garnet, diamond, fused alumina and zirconia, cerium dioxide, titanium diboride, carbide boron, powdered quartz, corundum, aluminum nitride, and also mixtures thereof. In particular embodiments, dense abrasive grains that mainly comprise alpha alumina can be used.

Абразивные зерна также могут иметь особую форму. В качестве примеров такой формы можно привести стержень, треугольник, пирамиду, конус, сплошную сферу, полую сферу и т.п. Альтернативно абразивные зерна могут иметь случайную форму.Abrasive grains can also have a special shape. Examples of such a shape include a rod, a triangle, a pyramid, a cone, a solid sphere, a hollow sphere, etc. Alternatively, abrasive grains may have a random shape.

Абразивные зерна обычно имеют средний размер зерна не более 2000 мкм, например ориентировочно не более 1500 мкм. В соответствии с другим примером средний размер зерна ориентировочно не превышает 750 мкм, например, ориентировочно не превышает 350 мкм. Например, средний размер зерна может составлять по меньшей мере 0.1 мкм, например ориентировочно от 0.1 мкм до 1500 мкм, а более типично ориентировочно от 0.1 мкм до 200 мкм или ориентировочно от 1 мкм до 100 мкм. Размер абразивных зерен типично задают как самый длинный размер абразивного зерна. Как правило, имеется диапазон распределения зерен по размерам. В некоторых случаях тщательно контролируют распределение зерен по размерам.Abrasive grains usually have an average grain size of not more than 2000 microns, for example, approximately not more than 1500 microns. In accordance with another example, the average grain size is approximately not more than 750 microns, for example, approximately not more than 350 microns. For example, the average grain size may be at least 0.1 μm, for example, approximately from 0.1 μm to 1500 μm, and more typically approximately from 0.1 μm to 200 μm, or approximately 1 μm to 100 μm. The abrasive grain size is typically set as the longest abrasive grain size. As a rule, there is a range of grain size distribution. In some cases, the grain size distribution is carefully controlled.

В перемешанной абразивной суспензии, содержащей абразивные зерна и композицию связующего материала, абразивные зерна составляют ориентировочно от 10% до 90%, например ориентировочно от 30% до 80% в пересчете на вес абразивной суспензии.In a mixed abrasive slurry containing abrasive grains and a binder composition, the abrasive grains comprise approximately 10% to 90%, for example approximately 30% to 80%, based on the weight of the abrasive suspension.

Абразивная суспензия может дополнительно содержать шлифовальную добавку для повышения эффективности шлифования и повышения скорости резания. Полезной шлифовальной добавкой может быть добавка на неорганической основе, такой как соль галогенида, например криолит натрия и тетрафторборат калия; или на органической основе, такой как хлорированный воск, например поливинил хлорид. В особом варианте используют криолит и тетрафторборат калия с размерами частиц в диапазоне от 1 мкм до 80 мкм, а наиболее типично от 5 мкм до 30 мкм. Содержание шлифовальной добавки обычно составляет ориентировочно не более 50 вес.%, например ориентировочно от 0 вес.% до 50 вес.%, а наиболее типично ориентировочно от 10 вес.% до 30 вес.% в пересчете на полный вес абразивной суспензии (включая абразивные зерна).The abrasive slurry may further comprise a grinding aid to increase grinding efficiency and increase cutting speed. A useful grinding aid may be an inorganic base, such as a halide salt, for example sodium cryolite and potassium tetrafluoroborate; or an organic base such as chlorinated wax, for example polyvinyl chloride. In a particular embodiment, cryolite and potassium tetrafluoroborate are used with particle sizes ranging from 1 μm to 80 μm, and most typically from 5 μm to 30 μm. The content of the grinding aid is usually approximately not more than 50 wt.%, For example, approximately from 0 wt.% To 50 wt.%, And most typically approximately from 10 wt.% To 30 wt.% In terms of the total weight of the abrasive slurry (including abrasive grain).

Композиция связующего материала может быть использована для формирования структурированного абразивного изделия. Например, композиция связующего материала может быть нанесена на подложку, частично отверждена и сделана фигурной (преобразована в рисунок) для образования абразивных структур. В соответствии со специфическим вариантом, структурированное абразивное изделие может быть образовано без использования функционального порошка.A binder composition can be used to form a structured abrasive article. For example, the composition of a binder material can be applied to a substrate, partially cured and made curly (converted into a pattern) to form abrasive structures. According to a specific embodiment, a structured abrasive article may be formed without using functional powder.

На фиг.2 показан примерный процесс. Подложку 202 разворачивают с рулона 204. Подложку 202 покрывают композицией 208 связующего материала, распределяемой из покрывающего устройство 206. Примерное покрывающее устройство содержит устройство для нанесения покрытий с падающим штампом (drop die), устройство с ракельным ножом для нанесения покрытий, устройство для нанесения покрытий поливом, устройство для нанесения покрытий с вакуумным штампом или устройство для нанесения покрытий со штампом. Методологии нанесения покрытия могут включать в себя контактные или не контактные методы. В таких методах могут быть использованы 2 валика, 3 валика с реверсированием, нож поверх валика, щелевой штамп, глубокая печать, экструзия или распыление покрытия.Figure 2 shows an exemplary process. Substrate 202 is deployed from roll 204. Substrate 202 is coated with a binder composition 208 dispensed from a coating device 206. An exemplary coating device comprises a coating device with a drop die, a doctor blade for coating, an irrigation coating device , a coating device with a vacuum stamp or a coating device with a stamp. Coating methodologies may include contact or non-contact methods. In such methods, 2 rollers, 3 reversible rollers, a knife on top of the roller, a slot die, gravure printing, extrusion or spray coating can be used.

В соответствии со специфическим вариантом композиция 208 связующего материала представляет собой суспензию, которая содержит композицию и абразивные зерна. В альтернативном варианте композицию 208 связующего материала распределяют отдельно от абразивных зерен. Абразивные зерна могут быть нанесены после покрытия подложки 202 композицией 208 связующего материала, после частичного отверждения композиции 208 связующего материала, после нанесения рисунка на композицию 208 связующего материала или после полного отверждения композиции 208 связующего материала. Абразивные зерна, например, могут быть нанесены при помощи такой технологии, как электростатическое покрытие, покрытие, наносимое за счет падения (drop coating) или механическое метание.In a specific embodiment, the binder composition 208 is a suspension that contains the composition and abrasive grains. Alternatively, the binder composition 208 is distributed separately from the abrasive grains. Abrasive grains can be applied after coating the substrate 202 with the binder composition 208, after partially curing the binder composition 208, after drawing a pattern on the binder composition 208, or after completely curing the binder composition 208. Abrasive grains, for example, can be applied using techniques such as electrostatic coating, drop coating or mechanical throwing.

Композицию связующего материала частично отверждают с использованием источника 210 энергии. Выбор источника 210 энергии частично зависит от химического состава композиции связующего материала. Источником 210 энергии может быть источник тепловой энергии или энергии актиничного излучения, такой как электронный пучок, ультрафиолетовое излучение или излучение в видимой области спектра. Количество использованной энергии зависит от химической природы реактивных групп в предшественнике полимерных структурных составляющих, а также от толщины и плотности композиции 208 связующего материала. В случае источника тепловой энергии, обычно достаточны температура печи ориентировочно от 75°С до 150°С и время обработки ориентировочно от 5 минут до 60 минут. Излучение электронного пучка или ионизирующее излучение могут быть использованы с энергетическим уровнем ориентировочно от 0.1 мрад до 100 мрад, в частности с энергетическим уровнем ориентировочно от 1 мрад до 10 мрад. Ультрафиолетовое излучение представляет собой излучение, имеющее длину волны в диапазоне ориентировочно от 200 нм до 400 нм, в частности в диапазоне ориентировочно от 250 нм до 400 нм. Видимое излучение представляет собой излучение, имеющее длину волны в диапазоне ориентировочно от 400 нм до 800 нм, в частности в диапазоне ориентировочно от 400 нм до 550 нм. Параметры отверждения, такие как экспозиция, обычно зависят от композиции и могут быть установлены за счет изменения мощности лампы и скорости ленточного конвейера.The binder composition is partially cured using an energy source 210. The choice of energy source 210 partially depends on the chemical composition of the binder material composition. The energy source 210 may be a source of thermal energy or actinic radiation energy, such as an electron beam, ultraviolet radiation, or visible radiation. The amount of energy used depends on the chemical nature of the reactive groups in the precursor of the polymer structural components, as well as on the thickness and density of the binder material composition 208. In the case of a heat energy source, a furnace temperature of approximately 75 ° C to 150 ° C and a processing time of approximately 5 minutes to 60 minutes are usually sufficient. Emission of an electron beam or ionizing radiation can be used with an energy level of approximately 0.1 mrad to 100 mrad, in particular with an energy level of approximately 1 mrad to 10 mrad. Ultraviolet radiation is radiation having a wavelength in the range of approximately 200 nm to 400 nm, in particular in the range of approximately 250 nm to 400 nm. Visible radiation is radiation having a wavelength in the range of approximately 400 nm to 800 nm, in particular in the range of approximately 400 nm to 550 nm. Curing parameters, such as exposure, usually depend on the composition and can be set by changing the lamp power and speed of the conveyor belt.

В примерном варианте источник 210 энергии создает актиничное излучение для частичного отверждения композиции 208 связующего материала, покрывающей подложку. В соответствии с другим вариантом композиция 208 связующего материала является термически отверждаемой и источник 210 энергии создает теплоту для термической обработки. В соответствии с еще одним вариантом композиция 208 связующего материала может содержать компоненты, отверждаемые актиничным излучением, и термически отверждаемые компоненты. Сама по себе композиция связующего материала может быть частично отверждена за счет использования первого термического отверждения и отверждения актиничным излучением и полностью отверждена за счет использования второго термического отверждения и отверждения актиничным излучением. Например, эпоксидная структурная составляющая композиции связующего материала может быть частично отверждена за счет использования ультрафиолетового излучения, а акриловая структурная составляющая композиции связующего материала может быть затем отверждена за счет использования термического отверждения.In an exemplary embodiment, the energy source 210 generates actinic radiation to partially cure the binder material composition 208 covering the substrate. In another embodiment, the binder material composition 208 is thermally curable and the energy source 210 creates heat for heat treatment. In another embodiment, the binder composition 208 may comprise actinic radiation curable components and thermally curable components. The binder composition itself can be partially cured by using the first thermal cure and actinic radiation curing and completely cured by using the second thermal curing and actinic radiation curing. For example, the epoxy structural component of the binder composition can be partially cured by the use of ultraviolet radiation, and the acrylic structural component of the binder composition can then be cured by the use of thermal curing.

В соответствии со специфическим вариантом композиция 208 связующего материала имеет вязкость не более 3000 сантипуаз при комнатной температуре (21°С, или 70°F). Например, композиция 208 связующего материала 208 до отверждения может иметь вязкость ориентировочно не более 2000 сантипуаз, например ориентировочно не более 1500 сантипуаз, ориентировочно не более 1000 сантипуаз, или ориентировочно не более 500 сантипуаз при комнатной температуре. Альтернативно композиция 208 связующего материала может иметь вязкость свыше 3000 сантипуаз. Неотвержденная композиция связующего материала сама по себе или в абразивной суспензии обычно является текучей при температуре и давлении, при которых осуществляют процесс покрытия. Например, неотвержденная композиция связующего материала может быть текучей при температурах ориентировочно не более 60°С (140°F). Композиция 208 связующего материала может быть частично отверждена ранее формирования рисунка до вязкости, например, по меньшей мере около 10000 сантипуаз, такой как по меньшей мере около 20000 сантипуаз или по меньшей мере около 50000 сантипуаз при измерении при комнатной температуре. Например, частично отвержденная композиция связующего материала может иметь вязкость по меньшей мере около 100000 сантипуаз, такую как около 500000 сантипуаз или выше при измерении при комнатной температуре. В альтернативном варианте частично отвержденная композиция связующего материала может иметь вязкость меньше чем 10000 сантипуаз. Частично отвержденная композиция связующего материала типично представляет собой вязкую жидкость, которая может течь при приложении температуры и давления. Например, на частично отвержденной композиции связующего материала под давлением может быть напечатан рисунок. Как правило, частично отвержденная композиция связующего материала имеет более высокую вязкость, чем композиция связующего материала (до отверждения). В частности, частично отвержденная композиция связующего материала имеет индекс вязкости, определенный здесь как отношение вязкости частично отвержденной композиции связующего материала при комнатной температуре к вязкости неотврежденной композиции связующего материала при комнатной температуре по меньшей мере около 1.1. Например, частично отвержденная композиция связующего материала может иметь индекс вязкости по меньшей мере около 2.0, например, по меньшей мере около 5.0 или по меньшей мере около 10.0. В соответствии со специфическим вариантом нанокомпозитные связующие материалы и в особенности золь образованные нанокомпозитные связующие материалы особенно хорошо подходят для использования в таких применениях.According to a specific embodiment, the binder composition 208 has a viscosity of not more than 3000 centipoise at room temperature (21 ° C, or 70 ° F). For example, the composition 208 of the binder material 208 prior to curing may have a viscosity of approximately not more than 2000 centipoise, for example, approximately not more than 1500 centipoise, approximately not more than 1000 centipoise, or approximately not more than 500 centipoise at room temperature. Alternatively, the binder composition 208 may have a viscosity in excess of 3000 centipoise. The uncured binder composition alone or in an abrasive slurry is usually fluid at the temperature and pressure at which the coating process is carried out. For example, an uncured binder composition may be fluid at temperatures of approximately not more than 60 ° C (140 ° F). The binder composition 208 may be partially cured prior to patterning to a viscosity of, for example, at least about 10,000 centipoise, such as at least about 20,000 centipoise or at least about 50,000 centipoise when measured at room temperature. For example, a partially cured binder composition may have a viscosity of at least about 100,000 centipoise, such as about 500,000 centipoise or higher when measured at room temperature. Alternatively, the partially cured binder composition may have a viscosity of less than 10,000 centipoise. The partially cured binder composition typically is a viscous liquid that can flow when temperature and pressure are applied. For example, a pattern may be printed on a partially cured binder composition under pressure. Typically, a partially cured binder composition has a higher viscosity than a binder composition (before curing). In particular, the partially cured binder composition has a viscosity index, defined here as the ratio of the viscosity of the partially cured binder composition at room temperature to the viscosity of the uncured binder composition at room temperature of at least about 1.1. For example, a partially cured binder composition may have a viscosity index of at least about 2.0, for example at least about 5.0, or at least about 10.0. In accordance with a specific embodiment, nanocomposite binders and in particular sol-formed nanocomposite binders are particularly well suited for use in such applications.

Вновь обратимся к рассмотрению фиг.2, на которой показано, что после частичного отверждения композиции 208 связующего материала формируют рисунок в частично отвержденном связующем материале, например, при помощи ротационной глубокой печати 212. Альтернативно рисунок в частично отвержденном связующем материале может быть сформирован при помощи тиснения или прессования. Типично валик для тиснения создает желательную поверхностную структуру в процессах с непрерывным полотном. Валик для тиснения, который используют в роторных линиях нанесения покрытия, в действительности представляет собой устройство с захватывающими (зажимными) валиками, в котором один валик является опорным валиком, а другой валик является "вытравленным", или рельефным, валиком. Сжатие полотна с покрытием в этом зажимном устройстве позволяет переносить "положительное" изображение рельефного валика на полотно. Такие валики для тиснения часто имеют выемки, которые отличают их от стандартных валиков для глубокой печати или анилоксовых валиков, которые используют в полиграфической промышленности.Referring again to FIG. 2, it is shown that after partially curing the binder composition 208, a pattern is formed in the partially cured binder material, for example, by rotogravure printing 212. Alternatively, the pattern in the partially cured binder material can be embossed or pressing. Typically, an embossing roller creates the desired surface structure in continuous web processes. The embossing roller used in rotary coating lines is in fact a device with gripping (clamping) rollers, in which one roller is a support roller and the other is an “etched” or embossed roller. The compression of the coated web in this clamping device allows the transfer of a “positive” image of the embossed roller onto the web. Such embossing rollers often have recesses that distinguish them from standard gravure rollers or anilox rollers that are used in the printing industry.

Примерные инструменты для формирования рисунка могут быть нагреты. Типично рисунок образует повторяющуюся картину абразивных структур. В соответствии со специфическим вариантом формирование рисунка осуществляют без функционального порошка. Альтернативно функциональный порошок может быть нанесен поверх композиции 208 связующего материала до или после частичного отверждения композиции 208 связующего материала.Exemplary drawing tools may be heated. Typically, the pattern forms a repeating pattern of abrasive structures. In accordance with a specific embodiment, the formation of the pattern is carried out without functional powder. Alternatively, the functional powder may be applied on top of the binder composition 208 before or after partial curing of the binder composition 208.

Композицию связующего материала с нанесенным рисунком затем полностью отверждают или отверждают до достижения желательных механических свойств. Отверждение может быть произведено с использованием источника энергии, или же композиция связующего материала может отверждаться со временем. Например, композиция связующего материала с нанесенным рисунком может быть дополнительно отверждена при помощи источника 214 энергии. Источник 214 энергии может подводить актиничное излучение или тепловую энергию к композиции связующего материала в зависимости от механизма отверждения композиции связующего материала.The printed binder composition is then fully cured or cured to achieve the desired mechanical properties. Curing can be done using an energy source, or the binder composition can cure over time. For example, a printed binder composition may be further cured using an energy source 214. An energy source 214 may supply actinic radiation or thermal energy to the binder composition depending on the curing mechanism of the binder composition.

После отверждения композиции связующего материала образуется структурированное абразивное изделие. Альтернативно размерное покрытие может быть нанесено поверх имеющих рисунок абразивных структур. В соответствии со специфическим вариантом структурированное абразивное изделие наматывают в рулон 216. В соответствии с другими вариантами полное отверждение может быть произведено после намотки частично отвержденного абразивного изделия.After curing the binder composition, a structured abrasive article is formed. Alternatively, a dimensional coating may be applied over patterned abrasive structures. According to a specific embodiment, the structured abrasive article is wound into a roll 216. In accordance with other embodiments, complete curing can be performed after winding the partially cured abrasive article.

В альтернативных вариантах размерное покрытие может быть нанесено поверх композиции связующего материала и абразивных зерен. Например, размерное покрытие может быть нанесено ранее частичного отверждения композиции связующего материала, после частичного отверждения композиции связующего материала, после формирования рисунка в композиции связующего материала или после дополнительного отверждения композиции связующего материала. Размерное покрытие может быть нанесено, например, при помощи валика или при помощи напыления. В зависимости от композиции размерного покрытия и момента нанесения размерное покрытие может быть отверждено совместно с композицией связующего материала или может быть отверждено отдельно. Сверхразмерное покрытие, которое содержит шлифовальные добавки, может быть нанесено поверх размерного покрытия и отвержденной композиции связующего материала и может быть отверждено совместно с размерным покрытием или может быть отверждено отдельно.In alternative embodiments, a dimensional coating can be applied over a composition of a binder material and abrasive grains. For example, a dimensional coating may be applied prior to partially curing the binder composition, after partially curing the binder composition, after forming a pattern in the binder composition, or after additional curing of the binder composition. Dimensional coating can be applied, for example, using a roller or by spraying. Depending on the composition of the dimensional coating and the moment of application, the dimensional coating can be cured together with the composition of the binder material or can be cured separately. An oversized coating that contains grinding aids can be applied over the dimensional coating and the cured binder composition and can be cured together with the dimensional coating or can be cured separately.

Специфические варианты описанного здесь выше способа являются предпочтительными для изготовления структурированных абразивных изделий. Такие варианты позволяют получать абразивные изделия, содержащие связующие материалы, имеющие повышенные механические свойства. В частности, некоторые варианты ведут к снижению механических напряжений в абразивном изделии и к улучшению рабочих характеристик абразивного изделия, таких как матовость и качество поверхности. Варианты описанного здесь выше способа позволяют также иметь повышенную загрузку абразивных зерен, что ведет к повышению срока службы абразивного изделия и интенсивности съема припуска.Specific embodiments of the process described above are preferred for the manufacture of structured abrasive products. Such options make it possible to obtain abrasive products containing binder materials having improved mechanical properties. In particular, some options lead to lower mechanical stresses in the abrasive product and to improved performance of the abrasive product, such as dullness and surface quality. Variants of the method described here above also allow for an increased loading of abrasive grains, which leads to an increase in the service life of the abrasive product and the intensity of stock removal.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Примеры композиций связующего материалаExamples of compositions of a binder material

В примерах 1-5 приведены примерные композиции связующего материала, которые содержат полимерные структурные составляющие и наноразмерный порошковый наполнитель.Examples 1-5 show exemplary compositions of a binder material that contain polymer structural components and a nanosized powder filler.

Пример 1Example 1

Примерные композиции связующего материала содержат Nanopox XP 22/0314, который может быть закуплен на фирме Hanse Chemie, эпоксидную смолу, которая содержит 3,4-эпокси циклогексил метил-3,4-эпокси циклогексил карбоксилат и 40 вес.% порошкового наполнителя в виде коллоидного кремнезема. Композиции связующего материала также содержат UVR 6105, который содержит 3,4-эпокси циклогексил метил-3,4-эпокси циклогексил карбоксилат и не содержит порошкового наполнителя. Композиции связующего материала дополнительно содержат полиол (4,8-бис(гидроксиметил)трицикло(5,2,1,0)декан, катионоактивный фотоинициатор (Chivacure 1176), радикальный фотоинициатор (Irgacure 2022, который может быть закуплен на фирме Ciba®), и предшественник акрилата (SR 399, дипентаэритритол пентаакрилат, который может быть закуплен на фирме Atofina-Sartomer.Exton, PA). В Таблице 1 показана концентрация компонентов в композициях связующего материала.Exemplary binder compositions contain Nanopox XP 22/0314, which can be purchased from Hanse Chemie, an epoxy resin that contains 3,4-epoxy cyclohexyl methyl-3,4-epoxy cyclohexyl carboxylate and 40 wt.% Colloidal powder filler silica. The binder compositions also contain UVR 6105, which contains 3,4-epoxy cyclohexyl methyl-3,4-epoxy cyclohexyl carboxylate and does not contain a powder filler. The binder compositions further comprise a polyol (4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo (5,2,1,0) decane, a cationic photoinitiator (Chivacure 1176), a radical photoinitiator (Irgacure 2022, which can be purchased from Ciba®), and an acrylate precursor (SR 399, dipentaerythritol pentaacrylate, which can be purchased from Atofina-Sartomer.Exton, PA). Table 1 shows the concentration of the components in the binder compositions.

Figure 00000005
Figure 00000005

Пример 2Example 2

В соответствии с другим примером композиции связующего материала содержат один полиол, выбранный из группы, в которую входят Terathane 250, Terafhane 1000, 4,8-бис(гидроксиметил)трицикло(5,2,1,0)декан, 2-этил-1,3-гександиол и 1,5-пентандиол. Выбранный полиол перемешивают с Nanopox XP 22/0314, Irgacure 2022, Chivacure 1176 и Nanocryl XP 21/0940. Nanocryl XP 21/0940 представляет собой предшественник акрилата (тетраакрилат), который содержит 50 вес.% порошкового наполнителя в виде коллоидного кремнезема, который может быть закуплен на фирме Hanse Chemie, Berlin. Концентрации приведены в Таблице 2.According to another example, the binder compositions contain one polyol selected from the group consisting of Terathane 250, Terafhane 1000, 4,8-bis (hydroxymethyl) tricyclo (5,2,1,0) decane, 2-ethyl-1 , 3-hexanediol and 1,5-pentanediol. The selected polyol is mixed with Nanopox XP 22/0314, Irgacure 2022, Chivacure 1176 and Nanocryl XP 21/0940. Nanocryl XP 21/0940 is a precursor of acrylate (tetraacrylate) which contains 50% by weight of a colloidal silica powder filler, which can be purchased from Hanse Chemie, Berlin. Concentrations are shown in Table 2.

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 3Example 3

В этом примере проверяли три полиакрилата (Nanocryl XP 21/0940 (тетраакрилат), Nanocryl XP 21/0930 (диакрилат) и Nanocryl 21 /0954 (триметилолпропан этокс триакрилат), каждый из которых содержит 50 вес.% порошкового наполнителя в виде коллоидного кремнезема и каждый из которых может быть закуплен на фирме Hanse Chemie). Композиции связующего материала дополнительно содержат Nanopox XP 22/0314, 1,5-пентандиол, Irgacure 2022 и Chivacure 1176. Композиции приведены в Таблице 3.In this example, three polyacrylates (Nanocryl XP 21/0940 (tetraacrylate), Nanocryl XP 21/0930 (diacrylate) and Nanocryl 21/0954 (trimethylolpropane ethoxy triacrylate) were tested, each containing 50% by weight of a colloidal silica powder filler and each of which can be purchased from Hanse Chemie). The binder compositions further comprise Nanopox XP 22/0314, 1,5-pentanediol, Irgacure 2022 and Chivacure 1176. The compositions are shown in Table 3.

Таблица 3Table 3 ИНГРЕДИЕНТINGREDIENT 3.4
вес.%
3.4
the weight.%
3.5
вес.%
3.5
the weight.%
3,6
вес.%
3.6
the weight.%
Nanopox XP 22/0314Nanopox XP 22/0314 77.2877.28 77.2877.28 77.2877.28 1,5-пентандиол1,5-pentanediol 15.4615.46 15.4615.46 15.4615.46 Irgacure 2022Irgacure 2022 0.520.52 0.520.52 0.520.52 Chivacure 1176Chivacure 1176 1.501.50 1.501.50 1.501.50 Nanocryl XP 21/0940Nanocryl XP 21/0940 5.155.15 Nanocryl XP 21/0930Nanocryl XP 21/0930 5.155.15 Nanocryl XP 21/0954Nanocryl XP 21/0954 5.155.15 РЕЗУЛЬТАТЫRESULTS Наполнитель, %Filler,% 33.4933.49 33.4933.49 33.4933.49

Пример 4Example 4

В соответствии с этим примером изменяли концентрации двух эпоксидных компонентов (Nanopox XP 22/0314 и Nanopox 22/0516 (бисфенол А дигицидил эфир), каждый из которых может быть закуплен на фирме Hanse Chemie), имеющих порошковый наполнитель в виде наноразмерного кремнезема (диоксида кремния). Кроме того, был введен оксетановый компонент ОХТ-212 (3-этил-3-(2-этилгексилоксиметил) оксетан). Были также введены полиол (Terathane 250) и фотокатализатор (Chivacure 1176). Композиции приведены в Таблице 4.In accordance with this example, the concentrations of two epoxy components (Nanopox XP 22/0314 and Nanopox 22/0516 (bisphenol A digicidyl ether), each of which can be purchased from Hanse Chemie), having a powder filler in the form of nanosized silica (silicon dioxide) were varied. ) In addition, the oxetane component OXT-212 (3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane) was introduced. A polyol (Terathane 250) and a photocatalyst (Chivacure 1176) were also introduced. The compositions are shown in Table 4.

Таблица 4Table 4 ИНГРЕДИЕНТINGREDIENT 4.1
вес.%
4.1
the weight.%
4.2
вес.%
4.2
the weight.%
4.3
вес.%
4.3
the weight.%
4.4
вес.%
4.4
the weight.%
Nanopox XP 22/0314Nanopox XP 22/0314 67.8967.89 58.1958.19 48.5048.50 38.8038.80 Nanopox XP 22/0516Nanopox XP 22/0516 9.709.70 19.4019.40 29.1010/29 38.8038.80 Terathane 250Terathane 250 9.709.70 9.709.70 9.709.70 9.709.70 ОХТ-212OHT-212 9.709.70 9.709.70 9.709.70 9.709.70 Chivacure 1176Chivacure 1176 2.912.91 2.912.91 2.912.91 2.912.91 РЕЗУЛЬТАТЫRESULTS Наполнитель, %Filler,% 31.0404/31 31.0404/31 31.0404/31 31.0404/31

Пример 5Example 5

В соответствии с этим примером был приготовлен образец с использованием размерного покрытия, имеющего композицию связующего материала, приведенную в Таблице 5. Композиция связующего материала включает в себя как частицы наноразмерного наполнителя, полученные за счет добавки Nanopox 610, так и частицы микроноразмерных наполнителей (NT-30 и ATH S-3), имеющих ориентировочный средний размер частиц 3 мкм. NP-30 содержит сферические частицы кремнезема, имеющие средний размер частиц около 3 мкм. ATH S-3 содержит несферические частицы ангидрида алюминия, имеющие средний размер частиц около 3 мкм. Образец имеет модуль Юнга 8.9 ГПа (1300 ksi), предел прочности при растяжении 77.2 МПа (11.2 ksi) и относительное удлинение при разрыве 1%.In accordance with this example, a sample was prepared using a dimensional coating having a binder composition shown in Table 5. The binder composition includes both nano-sized filler particles obtained from Nanopox 610 additive and micron-sized filler particles (NT-30 and ATH S-3) having an approximate average particle size of 3 μm. NP-30 contains spherical silica particles having an average particle size of about 3 microns. ATH S-3 contains nonspherical particles of aluminum anhydride having an average particle size of about 3 microns. The sample has a Young's modulus of 8.9 GPa (1300 ksi), a tensile strength of 77.2 MPa (11.2 ksi) and an elongation at break of 1%.

Таблица 5Table 5 ИНГРЕДИЕНТINGREDIENT Вес.%The weight.% UVR-6105UVR-6105 0,710.71 Heloxy 67Heloxy 67 6.506.50 SR-351SR-351 2.912.91 DPHADPHA 1.801.80 (3-глисидоксипропил) триметоксисилан(3-glycidoxypropyl) trimethoxysilane 1.171.17 Chivacure 184Chivacure 184 0.780.78 NP-30NP-30 46.7146.71 ATH S-3ATH S-3 7.787.78 Nanopox A 610Nanopox A 610 27.7527.75 Chivacure 1176Chivacure 1176 3.893.89 SDA 5688SDA 5688 0.000720.00072

Несмотря на то что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения.Despite the fact that a preferred embodiment of the invention has been described, it is very clear that it will be modified and supplemented by those skilled in the art that are not beyond the scope of the claims.

Claims (15)

1. Способ формирования структурированного абразивного изделия, включающий покрытие подложки композицией связующего материала, частичное отверждение композиции связующего материала и формирование рисунка поверхностной структуры в частично отвержденной композиции связующего материала.1. A method of forming a structured abrasive product, comprising coating the substrate with a binder composition, partially curing the binder composition, and patterning the surface structure in the partially cured binder composition. 2. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает полное отверждение композиции связующего материала после формирования упомянутого рисунка.2. The method according to claim 1, which further provides for the complete curing of the composition of the binder material after the formation of said pattern. 3. Способ по п.2, в котором полное отверждение композиции связующего материала после формирования упомянутого рисунка предусматривает воздействие на композицию связующего материала при помощи актиничного излучения.3. The method according to claim 2, in which the complete curing of the composition of the binder material after the formation of the aforementioned figure involves exposure to the composition of the binder material using actinic radiation. 4. Способ по п.2, в котором полное отверждение композиции связующего материала после формирования упомянутого рисунка включает в себя термическое отверждение.4. The method according to claim 2, in which the complete curing of the composition of the binder material after the formation of the aforementioned figure includes thermal curing. 5. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает нанесение абразивных зерен поверх композиции связующего материала.5. The method according to claim 1, which further comprises applying abrasive grains on top of the binder composition. 6. Способ по п.5, в котором нанесение абразивных зерен осуществляют ранее частичного отверждения композиции связующего материала.6. The method according to claim 5, in which the application of abrasive grains is carried out before the partial curing of the composition of the binder material. 7. Способ по п.5, который дополнительно предусматривает нанесение размерного покрытия поверх абразивных зерен.7. The method according to claim 5, which further comprises applying a dimensional coating on top of the abrasive grains. 8. Способ по п.7, в котором нанесение размерного покрытия осуществляют ранее частичного отверждения композиции связующего материала.8. The method according to claim 7, in which the application of dimensional coatings is carried out before the partial curing of the composition of the binder material. 9. Способ по п.1, в котором частичное отверждение композиции связующего материала предусматривает воздействие на композицию связующего материала при помощи актиничного излучения.9. The method according to claim 1, in which the partial curing of the composition of the binder material involves exposure to the composition of the binder material using actinic radiation. 10. Способ по п.1, в котором частичное отверждение композиции связующего материала предусматривает частичное отверждение композиции связующего материала до индекса вязкости по меньшей мере около 1,1.10. The method according to claim 1, in which the partial curing of the composition of the binder material provides for partial curing of the composition of the binder material to a viscosity index of at least about 1.1. 11. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает перемешивание композиции связующего материала с абразивными зернами для образования абразивной суспензии.11. The method according to claim 1, which further provides for mixing the composition of the binder material with abrasive grains to form an abrasive suspension. 12. Способ по п.1, в котором формирование упомянутого рисунка осуществляют с использованием нагретого инструмента для формирования рисунка.12. The method according to claim 1, in which the formation of said pattern is carried out using a heated tool to form a pattern. 13. Способ по п.1, в котором формирование упомянутого рисунка осуществляют при помощи ротационной глубокой печати.13. The method according to claim 1, in which the formation of the said pattern is carried out using rotational intaglio printing. 14. Способ по п.1, в котором формирование упомянутого рисунка осуществляют путем тиснения.14. The method according to claim 1, in which the formation of said pattern is carried out by embossing. 15. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает покрытие подложки податливым покрытием ранее покрытия композицией связующего материала. 15. The method according to claim 1, which further comprises coating the substrate with a compliant coating previously coated with a binder composition.
RU2007137995/02A 2005-04-14 2006-01-27 Method of structured abrasive product formation RU2374062C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US67112805P 2005-04-14 2005-04-14
US60/671,128 2005-04-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007137995A RU2007137995A (en) 2009-05-20
RU2374062C2 true RU2374062C2 (en) 2009-11-27

Family

ID=36582058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137995/02A RU2374062C2 (en) 2005-04-14 2006-01-27 Method of structured abrasive product formation

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP1868770B1 (en)
JP (1) JP4834078B2 (en)
KR (1) KR100927109B1 (en)
CN (1) CN100560297C (en)
AR (1) AR052367A1 (en)
AT (1) ATE477084T1 (en)
AU (1) AU2006237653B2 (en)
BR (1) BRPI0608177A2 (en)
CA (1) CA2603275C (en)
DE (1) DE602006016091D1 (en)
DK (1) DK1868770T3 (en)
ES (1) ES2349429T3 (en)
MX (1) MX2007012843A (en)
NZ (1) NZ562513A (en)
PL (1) PL1868770T3 (en)
RU (1) RU2374062C2 (en)
TW (1) TWI294331B (en)
WO (1) WO2006112909A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605721C2 (en) * 2011-12-29 2016-12-27 3М Инновейтив Пропертиз Компани Coated abrasive tool

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7497885B2 (en) * 2006-12-22 2009-03-03 3M Innovative Properties Company Abrasive articles with nanoparticulate fillers and method for making and using them
KR101333019B1 (en) 2008-07-22 2013-11-28 생-고벵 아브라시프 Coated abrasive products containing aggregates
US8348723B2 (en) * 2009-09-16 2013-01-08 3M Innovative Properties Company Structured abrasive article and method of using the same
US8603206B2 (en) * 2009-12-29 2013-12-10 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Durable coated abrasive article
US8592511B2 (en) 2010-04-23 2013-11-26 Pixelligent Technologies, Llc Synthesis, capping and dispersion of nanocrystals
WO2012058271A2 (en) 2010-10-27 2012-05-03 Pixelligent Technologies, Llc Synthesis, capping and dispersion of nanocrystals
SG185523A1 (en) * 2010-05-11 2012-12-28 3M Innovative Properties Co Fixed abrasive pad with surfactant for chemical mechanical planarization
CN102172897B (en) * 2011-02-23 2013-07-10 厦门致力金刚石科技股份有限公司 Brazed diamond flexible abrasive disc and manufacturing method thereof
CH704729A2 (en) * 2011-03-22 2012-09-28 Reishauer Ag Method and apparatus and producing a base body with hard material particles.
KR20140075718A (en) 2011-09-29 2014-06-19 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 Abrasive products and methods for finishing hard surfaces
US9359689B2 (en) 2011-10-26 2016-06-07 Pixelligent Technologies, Llc Synthesis, capping and dispersion of nanocrystals
US9321947B2 (en) 2012-01-10 2016-04-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products and methods for finishing coated surfaces
MX353248B (en) 2012-03-16 2018-01-05 Saint Gobain Abrasives Inc Abrasive products and methods for finishing surfaces.
JP6049340B2 (en) * 2012-07-25 2016-12-21 株式会社荏原製作所 Polishing film manufacturing method, polishing film
US20160068702A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Actega Kelstar, Inc. Rough tactile radiation curable coating
EP3551709B1 (en) 2016-12-07 2021-07-28 3M Innovative Properties Company Flexible abrasive article
CN106826540A (en) * 2017-02-15 2017-06-13 蓝思科技(长沙)有限公司 A kind of smooth curable type resin ground pad and preparation method thereof
DE102017001696A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-23 Lohmann Gmbh & Co. Kg UV-activated structural pressure-sensitive adhesive tape
US11607775B2 (en) 2017-11-21 2023-03-21 3M Innovative Properties Company Coated abrasive disc and methods of making and using the same
JP2021504171A (en) 2017-11-21 2021-02-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Coated polishing disc and its manufacturing method and usage method
GB2576356A (en) 2018-08-16 2020-02-19 3M Innovative Properties Co Coated abrasive article and method of making the same
CN109909895A (en) * 2019-02-25 2019-06-21 常州市奥普泰克光电科技有限公司 A kind of preparation method of multiple grinding piece

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2292261A (en) * 1940-02-19 1942-08-04 Albertson & Co Inc Abrasive disk and method of making the same
US5368618A (en) 1992-01-22 1994-11-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making a coated abrasive article
US5435816A (en) * 1993-01-14 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making an abrasive article
US5863306A (en) * 1997-01-07 1999-01-26 Norton Company Production of patterned abrasive surfaces
EP0984846B1 (en) * 1997-01-13 2004-11-24 Rodel, Inc. Method of manufacturing a polymeric polishing pad having photolithographically induced surface pattern
US20020090901A1 (en) * 2000-11-03 2002-07-11 3M Innovative Properties Company Flexible abrasive product and method of making and using the same
KR100413639B1 (en) * 2000-12-13 2003-12-31 손석대 Method for fabricating polishing pad
US6949128B2 (en) * 2001-12-28 2005-09-27 3M Innovative Properties Company Method of making an abrasive product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605721C2 (en) * 2011-12-29 2016-12-27 3М Инновейтив Пропертиз Компани Coated abrasive tool

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006237653A1 (en) 2006-10-26
TWI294331B (en) 2008-03-11
AR052367A1 (en) 2007-03-14
CA2603275C (en) 2010-07-13
EP1868770B1 (en) 2010-08-11
DK1868770T3 (en) 2010-11-22
RU2007137995A (en) 2009-05-20
CA2603275A1 (en) 2006-10-26
AU2006237653B2 (en) 2010-05-20
KR100927109B1 (en) 2009-11-18
KR20070121841A (en) 2007-12-27
CN100560297C (en) 2009-11-18
MX2007012843A (en) 2007-11-15
WO2006112909A1 (en) 2006-10-26
PL1868770T3 (en) 2011-05-31
CN101175608A (en) 2008-05-07
TW200640617A (en) 2006-12-01
JP2008537911A (en) 2008-10-02
DE602006016091D1 (en) 2010-09-23
JP4834078B2 (en) 2011-12-07
ATE477084T1 (en) 2010-08-15
BRPI0608177A2 (en) 2009-11-17
NZ562513A (en) 2010-10-29
EP1868770A1 (en) 2007-12-26
ES2349429T3 (en) 2011-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374062C2 (en) Method of structured abrasive product formation
RU2361718C2 (en) Abrasive products and methods for their production
US8628596B2 (en) Method of forming structured abrasive article
US8287611B2 (en) Abrasive articles and methods for making same
US7947097B2 (en) Low corrosion abrasive articles and methods for forming same
US8435098B2 (en) Abrasive article with cured backsize layer
KR20120112551A (en) Durable coated abrasive article
WO2012024263A2 (en) Epoxy/acrylate hybrid coatings for opthalmic lenses
EP2101952B1 (en) Abrasive article with cured backsize layer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140128