TW201346019A - 製造經塗佈研磨產物或經黏結研磨產物之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種表面經改良之研磨顆粒，其包括作為基質之研磨顆粒，及在研磨顆粒上之包括相對親水矽烷組份及相對疏水矽烷組份之膜。膜可為單一膜層或多個膜層，其中最接近研磨顆粒之膜層具有主要親水矽烷組份，且較遠離研磨顆粒之膜層主要包括相對疏水矽烷組份。經塗佈之研磨產物及經黏結之研磨產物包括表面經改良之研磨顆粒。

Description

製造經塗佈研磨產物或經黏結研磨產物之方法
已發現，如與乾式研磨應用相比較，由使用水基冷卻劑系統之研磨方法所定義之濕式研磨操作因研磨產物的較短壽命而受到牽制。此現象通常已藉由在用於研磨劑中之製造樹脂之調配物中添加密封劑來解決。添加至製造樹脂中以抵消水之效應之化學物一般包括疏水分子，其增加製造樹脂的疏水性以由此減少吸水、延遲機械性質劣化之後樹脂系統之膨脹及延遲研磨劑損失。疏水分子之實例通常為矽氧烷及有機官能矽烷(以下稱為「矽烷」)或在有機分子中具有疏水部分(諸如乙烯基鍵及硫或氟原子)之其他有機分子。然而，在製造樹脂中包含疏水組份通常無法在研磨顆粒與水接觸之後保護研磨顆粒，因此使得水經延長使用期沿研磨顆粒遷移直至研磨工具失效。在經塗佈之研磨產物的情況下，襯底材料與用作冷卻劑之水之接觸可導致研磨劑及製造塗層與襯底材料分離。
在一替代方案中，首先藉由塗覆矽烷塗層來處理研磨顆粒。在研磨顆粒之表面處矽烷之水解可導致形成共價鍵，尤其在研磨顆粒為金屬的情況下如此。然而，顆粒上親水塗層之形成可減少由製造塗層將顆粒固持於適當位置中之強度，尤其在製造塗層包括疏水組份(諸如疏水矽烷組份)的情況下如此。
因此，需要克服或最小化上文所提及之問題的研磨顆粒、經塗 佈之研磨產物及其他研磨工具(諸如經黏結之研磨工具)。
本發明大體而言係關於表面經改良之研磨顆粒、經塗佈之研磨產物、經黏結之研磨產物，及製造及使用該等顆粒及研磨產物之方法。在一實施例中，本發明為表面經改良之研磨顆粒，其包括研磨顆粒基質及研磨顆粒上之包括相對親水矽烷組份及相對疏水矽烷組份之膜。在一實施例中，相對親水矽烷組份可為選自由胺、二胺、三胺、吖嗪、唑、脲基、異氰酸酯、烷氧基、乙醯氧基、羥亞胺基、氯基、嗎啉基及哌嗪基矽烷組成之群之一員，且相對疏水矽烷可為選自由乙烯基矽烷、甲基丙烯酸酯矽烷、硫矽烷、巰基矽烷、環氧矽烷及苯基矽烷組成之群之一員。膜可為包括相對親水及相對疏水矽烷組份之組合之單層。在此實施例中，相對親水及疏水組份之聚合物可為不同聚合物，或相對親水及相對疏水矽烷組份之共聚物。通常，研磨顆粒基質包括選自由氧化鋁、碳化矽、熔融陶瓷、合金研磨劑、溶膠-凝膠、陶瓷顆粒及超硬研磨劑組成之群之至少一員。
在另一特定實施例中，研磨顆粒之塗層包括兩層，其中第一層最接近研磨顆粒且包括至少一種相對親水矽烷組份。第二層為遠側的，且通常經塗覆於第一層上。第二層包括相對於第一層之矽烷組份呈疏水性之至少一種矽烷組份。
在另一實施例中，本發明為包括本發明之表面經改良之研磨顆粒的經塗佈之研磨產物。在另一實施例中，本發明為採用本發明之表面經改良之研磨顆粒的經黏結之研磨產物。
在一實施例中，可藉由組合相對親水及相對疏水矽烷組份以形成混合物來形成本發明之表面經改良之研磨顆粒。隨後，將該混合物 與包括水之載劑組合以形成矽烷溶液。使矽烷組份之至少一部分水解以形成水解溶液，隨後將該溶液與研磨顆粒組份摻合以由此形成表面經改良之研磨顆粒。
形成本發明之經塗佈之研磨產物的方法包括將本發明之表面經改良之研磨顆粒與樹脂組合且隨後將經組合的表面經改良之研磨顆粒與樹脂塗覆至襯底上。隨後，固化樹脂，由此形成經塗佈之研磨產物。
製造本發明之經黏結之研磨產物的方法包括將本發明之表面經改良之研磨顆粒與樹脂或透明玻璃黏結劑以及黏合劑組合。將所得未經處理之化合物模製或成形為所需形狀且隨後熱固化或焙燒以產生最終產物。
本發明之其他實施例包括採用本發明之經塗佈或經黏結之研磨產物來研磨或切割工件。
本發明具有許多優勢。例如，咸信膜之相對親水矽烷組份有效地滲入大多數類型之研磨顆粒中，由此促進以包括相對親水矽烷組份之密封劑來潤濕該組份。此外，咸信同一膜形成將密封劑緊密地結合至顆粒之共價鍵。此外，膜之相對疏水矽烷組份可與相對親水矽烷組份摻合，或作為緊密地結合至大多數製造塗層樹脂(尤其包括除研磨顆粒之膜之疏水矽烷組份以外的疏水矽烷組份之彼等樹脂)之獨立膜經塗覆。因此，研磨顆粒之膜在暴露於水之後不易於與顆粒或製造塗層分離，由此顯著地減少在研磨或切割期間所使用的水冷卻劑對於研磨產物之滲透。因此，顯著地增加材料移除率(MRR)及累積材料保持(CMR)。工件之「表面精整」或「Ra」亦相對於藉由使用不採用本發明之矽烷處理或膜之研磨產物所製造者顯著地經改進。此外，本發明之研磨產物之可用壽命可顯著地延長超過不採用本發明之表面經改良之研磨顆粒的研磨產物之預期可用壽命。
10‧‧‧經塗佈之研磨產物
12‧‧‧襯底層
14‧‧‧製造塗層
16‧‧‧表面經改良之研磨顆粒
18‧‧‧上膠塗層
20‧‧‧超級上膠塗層
22‧‧‧經黏結之輪
圖1為採用圖1之表面經改良之研磨顆粒的本發明之經塗佈之研磨產物之橫剖面。
圖2為採用圖1之研磨顆粒的本發明之經黏結之研磨工具之實例。
圖3A為採用本發明之一實施例在Loesser無心研磨機上在30lbs下獲得之比較測試結果之表。
圖3B為圖3A之表中所展現之MRR之展點圖。
圖3C為圖3A之表中所展現之表面精整Ra之展點圖。
圖3D為圖3A之表中所展現之研磨劑損失(%)之展點圖。
圖4A為採用本發明之一實施例在Loesser無心研磨機上在50lbs下獲得之比較測試結果之表。
圖4B為圖4A之表中所展現之MRR之展點圖。
圖4C為圖4A之表中所展現之表面精整Ra之展點圖。
圖4D為圖4A之表中所展現之研磨劑損失(%)之展點圖。
圖5A為總結圖3A-4A之表中所展現之結果的表。
圖5B為圖5A中所展現之結果之直方圖。
圖6為用於產生圖3A-3D、4A-4D及5A-5B中所展現之表之測試結果的本發明之實施例及比較產物之相片。
前述內容將根據如藉由隨附圖示所說明之本發明之例示實施例的以下更特定描述而顯而易見，在該等圖示中相同參考符號係指貫穿不同視圖之相同部分。圖示不一定按比例繪製，代之以強調本發明之所說明實施例。
本發明大體而言係關於表面經改良之研磨顆粒，且係關於採用表面經改良之研磨顆粒的經塗佈之研磨產物及經黏結之研磨產物。本 發明之表面經改良之研磨顆粒包括研磨顆粒基質及研磨顆粒上之包括相對親水矽烷組份及相對疏水矽烷組份之膜。本發明亦係關於製造本發明之表面經改良之研磨顆粒的方法以及採用表面經改良之研磨顆粒的經塗佈及經黏結之研磨產物，且係關於製造及使用本發明之經塗佈及經黏結之研磨產物的方法。
當本文中定義術語「相對親水矽烷組份」時，彼術語意謂一種矽烷單體、寡聚物或聚合物，或寡聚物或聚合物之單體重複單元，其與已與該相對親水矽烷組份組合之另一單體、寡聚物或聚合物或重複單體矽烷組份相比展現更多對於水之親和力。相對親水矽烷組份之實例包括胺基矽烷、脲基矽烷、異氰酸酯矽烷、羥亞胺基矽烷及氯矽烷。尤其合適之相對親水矽烷組份之特定實例包括3-胺基丙基三乙氧基矽烷、雙[(3-三乙氧基矽烷基)丙基]胺、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、胺基乙基胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基乙基胺基丙基三乙氧基矽烷、胺基乙基胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、胺基乙基胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、胺基乙基胺基甲基三乙氧基矽烷、胺基乙基胺基甲基甲基二乙氧基矽烷、二伸乙基三胺基丙基三甲氧基矽烷、二伸乙基三胺基丙基三乙氧基矽烷、二伸乙基三胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、二伸乙基三胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、二伸乙基三胺基甲基甲基二乙氧基矽烷、二乙基胺基甲基三乙氧基矽烷、二乙基胺基甲基甲基二乙氧基矽烷、二乙基胺基甲基三甲氧基矽烷、二乙基胺基丙基三甲氧基矽烷、二乙基胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、二乙基胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(N-丁基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、(N-苯基胺基)甲基三甲氧基矽烷、(N-苯基胺基)甲基三乙氧基矽烷、(N-苯基胺基)甲基甲基二甲氧基矽烷、(N-苯基胺基)甲基甲基二乙氧基矽烷、3-(N-苯基胺基)丙基三甲氧基矽烷、3-(N-苯基胺基)丙基三乙氧基矽烷、3-(N-苯基胺 基)丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(N-苯基胺基)丙基甲基二乙氧基矽烷、哌嗪基丙基甲基二甲氧基矽烷、哌嗪基丙基甲基二乙氧基矽烷、哌嗪基甲基甲基二乙氧基矽烷、嗎啉基丙基三甲氧基矽烷、嗎啉基丙基三乙氧基矽烷、嗎啉基丙基甲基二甲氧基矽烷、嗎啉基丙基甲基二乙氧基矽烷、嗎啉基甲基三甲氧基矽烷、嗎啉基甲基甲基二乙氧基矽烷、胺基己基胺基甲基三甲氧基矽烷、己二胺基甲基三乙氧基矽烷、胺基己基胺基甲基三甲氧基矽烷、辛醯基胺基丙基三乙氧基矽烷、環己基胺基丙基三甲氧基矽烷、環己基胺基丙基三乙氧基矽烷、環己基胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、環己基胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、甲基二甲氧基矽烷、甲基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、甲基參(第三丁基過氧基)矽烷、二甲基乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、N-丁基三甲氧基矽烷、N-丁基三乙氧基矽烷、1-丁基三甲氧基矽烷、1-丁基三乙氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、十二烷基三甲氧基矽烷、十二烷基甲基二甲氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、十八烷基三乙氧基矽烷、十八烷基甲基二甲氧基矽烷、N-辛基三甲氧基矽烷、N-辛基三乙氧基矽烷、辛基甲基二乙氧基矽烷、環己基三乙氧基矽烷、四乙醯氧基矽烷、乙基三乙醯氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、二甲基二乙醯氧基矽烷、二-第三丁氧基-二乙醯氧基矽烷、苯基參(甲基乙基酮肟)矽烷、四(甲基異丁基酮肟)矽烷、三甲基(甲基乙基酮肟)矽烷、二甲基二(甲基乙基酮肟)矽烷、甲基參(甲基異丁基酮肟)矽烷、甲基參(丙酮肟)矽烷、甲基參(甲基乙基酮肟)矽烷、乙烯基參(甲基異丁基酮肟)矽烷、甲基乙烯基二(環己酮肟)矽烷、甲基乙烯基二(甲基乙基酮肟)矽烷、乙烯基 參(甲基乙基酮肟)矽烷。
如本文中所定義，術語「相對疏水矽烷組份」意謂單體、寡聚物及聚合物，其包括使該單體、寡聚物或聚合物對於水之親和力低於其所組合之另一矽烷組份的部分。相對疏水矽烷組份之種類之實例包括乙烯基矽烷、甲基丙烯酸酯矽烷、硫矽烷、巰基矽烷、環氧矽烷、苯基矽烷。特定相對疏水矽烷組份之實例包括γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基參異丙氧基矽烷、乙烯基參(第三丁基過氧基)矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基甲基二乙氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基二甲基氯矽烷、乙烯基甲基二氯矽烷、乙烯基參(甲基異丁基酮肟)矽烷、甲基乙烯基二(環己酮肟)矽烷、甲基乙烯基二(甲基乙基酮肟)矽烷、乙烯基參(甲基乙基酮肟)矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基參(三甲基矽烷氧基)矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基甲基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物、雙(三乙氧基矽烷基丙基)二硫化物、雙(三乙氧基矽烷基丙基)聚硫醚、硫氰基矽烷(3-硫氰基丙基三乙氧基矽烷)、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷。
「相對親水矽烷組份」及「相對疏水矽烷組份」之定義意謂在研磨顆粒之單層或不同層內包含對於水之親和力不同的兩種矽烷組份將確立「相對親水矽烷組份」及「相對疏水矽烷組份」之存在。此 外，較佳地，至少一種矽烷可與用於形成本發明之經塗佈之研磨產物或經黏結之研磨工具的黏合劑樹脂之組份發生化學反應。在更佳實施例中，至少一種矽烷與黏合劑樹脂之組份形成共價鍵。合適樹脂為此項技術中已知之該等樹脂。
通常，研磨顆粒上之包括相對親水及相對疏水矽烷組份之膜的重量比在約1：99與約99：1之相對親水矽烷組份：相對疏水矽烷組份之間之範圍內。在較佳實施例中，該比率在約1：49與約49：1之間之範圍內。在尤其較佳實施例中，該比率在約1：9與約9：1之間之範圍內。
在本發明之經塗佈之研磨顆粒中，膜與研磨顆粒之重量比通常在約1：8000與約1：400之間的範圍內。在較佳實施例中，重量比在約1：6000與約1：300之間。在甚至更佳實施例中，重量比在約1：4000與約1：200之間之範圍內。
研磨顆粒上之包括相對親水及相對疏水矽烷組份之塗層的厚度可(例如)在約1埃()與5微米之間之範圍內。在較佳實施例中，塗層之厚度在約10與約2微米之間。在另一實施例中，塗層之厚度在約15與約1微米之間之範圍內。
通常，在工業或商業應用中適用作研磨劑之任何研磨顆粒均適用於本發明。適用於本發明之研磨顆粒之合適材料可為用於形成經塗佈之研磨工具的任何習知研磨顆粒材料。用於本發明中之合適研磨顆粒材料之實例包括金剛石、剛玉、金剛砂、石榴石、燧石(chert)、石英、砂石、玉髓、電石(flint)、石英岩、矽石、長石、浮石及滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理之氧化鋁、氧化鋁氧化鋯、玻璃、碳化矽、氧化鐵、碳化鉭、氧化鈰、氧化錫、碳化鈦、合成金剛石、二氧化錳、氧化鋯及氮化矽。
其他合適顆粒包括諸如U.S.6,797,023中所述之積聚物，該案之教示以全文引用的方式併入本文中。本發明之經塗佈之研磨產物可包 括如2008年1月23日申請的美國申請案第12/018,589號中所述之含有包含研磨粗砂顆粒及奈米顆粒黏合劑之未經處理、未經焙燒之研磨劑的微粒材料，該案之教示因此全部併入。
視經塗佈之研磨工具所需特定性質而定，研磨材料可呈定向或無定向(亦即隨機)方式塗覆於基質。在選擇合適研磨材料時，通常考慮諸如尺寸、硬度、與工件之相容性及導熱率之特徵。適用於本發明之研磨顆粒材料通常具有介於約10奈米(nm)至約6毫米(mm)，諸如約100nm至約3mm，或約1微米(μ)至約600μ之範圍內的顆粒尺寸。
本發明之表面經改良之研磨顆粒的膜可包括單層或複數個層。在一實施例中，膜為包括相對親水矽烷組份及相對疏水矽烷組份之單層。相對親水及相對疏水矽烷組份中之每一者可作為獨立單體單元、寡聚物或聚合物獨立地包括於塗層中。此外，相對親水及相對疏水矽烷組份可為寡聚物或聚合物之組份。聚合物可為親水及相對疏水矽烷組份中之至少一者之共聚物或嵌段共聚物，諸如無規嵌段共聚物。類似地，寡聚物可包括相對親水及相對疏水矽烷組份中之至少一者。
在另一實施例中，本發明之表面經改良之研磨顆粒的膜包括最接近研磨顆粒之第一膜層，其僅包括或主要包括與相對疏水矽烷組份相對之相對親水矽烷組份。膜之第二或遠側膜層主要包括與相對親水矽烷組份相對之相對疏水矽烷組份。咸信以相對親水矽烷組份對研磨顆粒進行表面改良顯著地增加顆粒之可濕性且當使用採用表面經改良之研磨顆粒的研磨產物時，提供較佳防水密封。亦咸信，相對親水矽烷組份通常將與研磨顆粒基質形成相對較高比例之共價鍵。亦咸信，相對疏水矽烷組份將與相對親水矽烷組份緊密地結合，且與通常用作經塗佈之研磨產物的製造塗層之材料緊密地結合，且與經黏結之研磨產物的黏結材料緊密地結合。
在一實施例中，形成本發明之表面經改良之研磨顆粒的方法包 括組合相對疏水與相對親水矽烷組份以形成混合物。將該混合物與溶劑組合以形成矽烷溶液。合適溶劑之實例包括異丙醇、乙醇、甲醇、甲苯、丙酮、水及其混合物。所用溶劑之量至少足以溶解矽烷組份。在一實施例中，可調節溶液之pH值至合適pH值，諸如介於約3與約7之間，或更佳約4與約6之間之範圍內的pH值。可調節pH值之合適方法之實例為添加乙酸。調節pH值之其他方法包括(例如)使用maelic acid、硬脂酸、maelic anhydride、HCl、HNO3、H2SO4、氯化銨、氫氧化銨之稀溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。使溶液反應以形成至少部分寡聚之矽烷溶液。此外，視所用矽烷組份而定，可使溶液至少部分水解以形成水解溶液。隨後，將至少部分寡聚之矽烷溶液與研磨顆粒組份摻合以形成表面經改良之研磨顆粒。在一實施例中，使表面經改良之研磨顆粒暴露於環境溫度或另外某一高溫，或其他合適條件以由此固化膜。較佳地，使表面經改良之顆粒在介於約10℃與約300℃之間範圍內之溫度下固化。又，固化時段較佳在約15分鐘與約24小時之間之範圍內。在一實施例中，使表面經改良之顆粒在約10℃之溫度下固化約24小時。在另一實施例中，使表面經改良之顆粒在約80℃之溫度下固化約3小時，且在又一實施例中，使表面經改良之顆粒在約100℃之溫度下固化約1.5小時。在另一實施例中，使表面經改良之顆粒在約200℃之溫度下固化約30分鐘，或在約300℃下固化約15分鐘。
在較佳實施例中，相對親水矽烷組份為3-胺基丙基三乙氧基矽烷，相對疏水矽烷組份為γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷且兩者之重量比為約1：1。在此較佳實施例中，研磨顆粒為接晶種之凝膠陶瓷顆粒或粉末，其具有約100微米之平均顆粒直徑。矽烷組份與研磨顆粒重量之重量比為約1：1000。溶劑為異丙醇且以冰乙酸將pH值調節至約3-7之範圍。使此實施例之表面經改良之研磨顆粒在約80℃的溫 度下固化約3小時之時段。
在另一實施例中，本發明為經塗佈之研磨產物。本發明之經塗佈之研磨產物的實例展示於圖1中。如其中所示，經塗佈之研磨產物10包括襯底層12。合適襯底層之實例包括此項技術中已知之聚酯、棉花、聚酯棉(polycotton)、人造絲(rayon)及紙/有或無飽和/有或無回填料/前填料(frontfill)/非編織產物/無襯底研磨劑。襯底層12上之製造塗層14係由此項技術中已知之合適材料(諸如丙烯酸系、酚系等)形成。本發明之表面經改良之研磨顆粒16係經嵌入製造塗層14中。經塗佈之研磨產物10可視情況包括此項技術中已知之合適上膠塗層(size coat)18及超級上膠塗層(supersize coat)20。
本發明之經塗佈及經黏結之研磨產物可視情況進一步包括一或多種添加劑，諸如填充劑、偶合劑、纖維、潤滑劑、界面活性劑、顏料、染料、濕潤劑、助磨劑、抗負載劑(anti-loading agent)、抗靜電劑及懸浮劑。在一實施例中，可用於本發明中之填充劑組份包括冰晶石及選自由六氟磷酸鹽、六氟鐵酸鹽、六氟鋯酸鹽及四氟硼酸銨((NH4)BF4)組成之群之至少一員。六氟磷酸鹽(PF6 -之鹽)之實例包括銨鹽((NH4)PF6)、鹼金屬鹽(例如LiPF6、NaPF6、KPF6、CsPF6等)及鹼土金屬鹽(例如Mg(PF6)2、Ca(PF6)2、Sr(PF6)2、Ba(PF6)2等)及其混合鹽(例如銨及鈉鹽，諸如(NH4)Na(PF6)2；銨及鉀鹽，諸如(NH4)K(PF6)2；鈉及鉀鹽，諸如NaK(PF6)2等)。六氟磷酸鹽之特定實例包括六氟磷酸鈉(NaPF6)及六氟磷酸鉀(KPF6)及其組合。六氟鐵酸鹽(FeF6 3-之鹽)之實例包括銨鹽((NH4)3FeF6)、鹼金屬鹽(例如Li3FeF6、Na3FeF6、K3FeF6、Cs3FeF6等)及鹼土金屬鹽(例如Mg3(FeF6)2、Ca3(FeF6)2、Sr3(FeF6)2、Ba3(FeF6)2等)及其混合鹽(例如銨及鈉鹽，諸如(NH4)Na2FeF6及(NH4)2NaFeF6；銨及鉀鹽，諸如(NH4)K2FeF6及(NH4)2KFeF6；鈉及鉀鹽，諸如K2NaFeF6及KNa2FeF6；鈣及鈉鹽，諸 如CaNaFeF6；鈣及鉀鹽，諸如CaKFeF6等)。六氟鐵酸鹽之特定實例包括六氟鐵酸銨((NH4)3FeF6)及鹼金屬六氟鐵酸鹽，諸如六氟鐵酸鈉(Na3FeF6)及六氟鐵酸鉀(K3FeF6)及其組合。六氟鋯酸鹽(ZrF6 2-之鹽)之實例包括銨鹽((NH4)2ZrF6)、鹼金屬鹽(例如Li2ZrF6、Na2ZrF6、K2ZrF6、Cs2ZrF6等)及鹼土金屬鹽(例如MgZrF6、CaZrF6、SrZrF6、BaZrF6等)及其混合鹽(例如銨及鈉鹽，諸如(NH4)NaZrF6；銨及鉀鹽，諸如(NH4)KZrF6；鈉及鉀鹽，諸如NaKZrF6等)。六氟鋯酸鹽之特定實例包括六氟鋯酸銨((NH4)2ZrF6)及鹼金屬六氟鋯酸鹽，諸如六氟鋯酸鈉(Na2ZrF6)及六氟鋯酸鉀(K2ZrF6)及其組合。在特定實施例中，六氟磷酸鹽、六氟鐵酸鹽及六氟鋯酸鹽中之至少一者為銨鹽或鈉鹽。在另一特定實施例中，六氟磷酸鹽為六氟磷酸銨，六氟鐵酸鹽為六氟鐵酸鈉，且六氟鋯酸鹽為六氟鋯酸鈉。在另一特定實施例中，填充劑組份包括選自由六氟磷酸銨、六氟鐵酸鈉、六氟鋯酸鈉及四氟硼酸銨組成之群之至少一員。在另一特定實施例中，填充劑組份包括選自由六氟磷酸銨、六氟鐵酸鈉及六氟鋯酸鈉組成之群之至少一員。在另一特定實施例中，填充劑組份包括選自由六氟鋯酸鈉及六氟鐵酸鈉組成之群之至少一員。
如本文中所用，「冰晶石」意謂六氟化鋁(AlF6 3-)之鹽，諸如鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或銨鹽或其組合。冰晶石之實例包括六氟化鋰鋁(Li3AlF6)、六氟化鈉鋁(Na3AlF6)、六氟化鉀鋁(K3AlF6)、六氟化銨鋁((NH4)3AlF6)、六氟化鈉銨鋁(例如Na(NH4)2AlF6或Na2(NH4)AlF6)、六氟化鉀銨鋁(例如K(NH4)2AlF6或K2(NH4)AlF6)、六氟化鈉鉀銨(亦即NaK(NH4)AlF6)、六氟化鋰銨鋁(例如Li(NH4)2AlF6或Li2(NH4)AlF6)等。在一特定實施例中，將六氟化鈉鋁(Na3AlF6)用作冰晶石。冰晶石通常以介於填充劑組份之約2wt%與約98wt%之間(諸如約2wt%與約65wt%之間、約2wt%與約50wt%之間)的範圍內之量存在。在特定實 施例中，冰晶石之量介於填充劑組份之約2wt%與約30wt%之間，或約2wt%與約20wt%之間的範圍內。
在另一實施例中，可用於本發明中之填充劑組份包括選自由六氟鐵酸鹽、六氟磷酸鹽及六氟鋯酸鹽組成之群之至少一員。六氟鐵酸鹽、六氟磷酸鹽及六氟鋯酸鹽之合適實例(包括特定實例)係如上所述。在一特定實施例中，六氟鐵酸鹽及六氟鋯酸鹽中之至少一者為銨鹽或鈉鹽。在另一特定實施例中，填充劑組份包括選自由六氟鐵酸鹽及六氟鋯酸鹽組成之群之至少一員。在另一特定實施例中，填充劑組份包括選自由六氟鐵酸鈉及六氟鋯酸鈉組成之群之至少一員。任何合適量之六氟鐵酸鹽、六氟磷酸鹽及六氟鋯酸鹽均可用於本發明中。
在一特定實施例中，本文中所揭示之六氟鐵酸鹽、六氟磷酸鹽及六氟鋯酸鹽各自獨立地以填充劑組份之約2wt%與約100wt%之間(諸如填充劑組份之約2wt%與約98wt%之間、約35wt%與約98wt%之間或約50wt%與約98wt%之間)的範圍而存在。或者，在進一步採用冰晶石之實施例中，六氟鐵酸鹽、六氟磷酸鹽及六氟鋯酸鹽各自獨立地以填充劑組份之約2wt%與約98Wt%之間(諸如填充劑組份之約35wt%與約98wt%之間或約50wt%與約98wt%之間)的範圍而存在。
在另一特定實施例中，本發明之填充劑組份以介於研磨組份重量之約0.5wt%與約50wt%之間、約10wt%與約50wt%之間、約0.5wt%與約20wt%之間，或約10wt%與約20wt%之間的範圍內之量存在。
在某些實施例中，將填充劑組份併入研磨產物(諸如經塗佈之研磨產物及經黏結之研磨產物)之黏結組份中。黏結組份亦包括黏合劑。此項技術中已知之任何合適黏結材料均可用於黏合劑。黏合劑可為無機黏合劑或有機黏合劑。有機黏合劑之合適實例包括皮膠(hide glue)、胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂、酚系 樹脂、尿素-甲醛酚系樹脂、胺基塑膠樹脂及三聚氰胺-甲醛樹脂及其組合。無機黏合劑之合適實例包括水泥、氧化鈣、黏土、矽石、氧化鎂及其組合。合適無機黏合劑之特定實例可見於美國專利第4,543,107號、第4,898,597號、第5,203,886號、第5,025,723號、第5,401,284號、第5,095,665號、第5,536,283號、第5,711,774號、第5,863,308號及第5,094,672號中，各案之完整教示均以引用的方式併入本文中。包括於黏結組份中之特定黏合劑可視黏結組份之特定應用(例如，採用黏結組份的研磨產物及/或塗層之類型)而加以選擇。
製造本發明之經塗佈之研磨產物的合適方法包括組合本發明之表面經改良之研磨顆粒與將成為製造塗層之樹脂。將經組合之表面經改良之研磨顆粒及樹脂塗覆於襯底上，且隨後藉由此項技術中已知之合適方法(諸如單獨或呈任何組合形式之輻射、熱、微波、RF聚合)來固化樹脂。
在另一實施例中，本發明為經黏結之研磨產物，諸如展示於圖2中之經黏結之輪22。輪22包括黏結組份及本發明之包括研磨顆粒及研磨顆粒上之膜之研磨顆粒組份，其中塗層包括相對疏水矽烷組份及相對親水矽烷組份。製造本發明之經黏結之研磨產物的方法包括樹脂或透明玻璃黏結劑以及黏合劑。將未經處理之化合物模製或成形為所需形狀且隨後熱固化或焙燒以產生最終產物。
在又一實施例中，本發明包括研磨或切割工件之方法。該方法包括將本發明之包括相對親水及疏水矽烷組份之聚合組合之研磨產物塗覆至工件上的步驟。用於該方法中之研磨產物可(例如)為經塗佈之研磨產物或經黏結之研磨產物。
以下實例僅為代表性，而無意加以限制。
實例 實例1
使用以下組份來製備經矽烷處理之顆粒：●所用顆粒為接晶種之溶膠-凝膠氧化鋁顆粒
●A-174矽烷→γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
●A-1100矽烷→3-胺基丙基三乙氧基矽烷
●DI水
●異丙醇
顆粒之矽烷處理之程序：
研磨顆粒之矽烷處理包括三個步驟，亦即(1)製備矽烷溶液，(2)混合所製備之矽烷溶液與研磨顆粒且摻合該混合物，及(3)在高溫下固化該隨後經矽烷處理之顆粒。
步驟1.製備矽烷溶液之配方如下：
藉由以量測5.68公克之γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷與5.68公克之3-胺基丙基三乙氧基矽烷開始來製備矽烷溶液。使用磁性攪拌器混合兩種矽烷。在持續攪動該混合物下，向此混合物中添加101.25公克之異丙醇。將矽烷混合物分散於異丙醇中之後，將11.35公克DI水添加至混合物中。將冰乙酸添加至混合物中以達到pH值5-6且使溶液保持攪動3-4小時以水解矽烷。
步驟2.以步驟1中製備之矽烷溶液處理研磨顆粒：
為了以步驟1中製備之矽烷溶液處理研磨顆粒，使用具有強化棒之V攪拌器。使V攪拌器裝填9090.91公克之接晶種之凝膠SG P150顆粒，以與步驟1中所製備之矽烷溶液的量相符。將矽烷以每分鐘約5-7毫升泵送至V攪拌器中，同時啟動V攪拌器且轉動。一旦步驟1中製備之所有矽烷溶液均泵送至V攪拌器中之後，使混合物在V攪拌器中再摻合15-20分鐘。隨後，將V攪拌器之內容物自V攪拌器中取出且經由步驟3處理。
步驟3.固化經矽烷處理之顆粒
隨後，使經過V攪拌器處理之接晶種之凝膠顆粒在烘箱中，在80℃下固化3小時，以製造用於製備製造樹脂漿液及用於靜電顆粒投射(electrostatic grain projection)的經矽烷處理之顆粒終產物。
使用經矽烷處理之顆粒之實例： 調配物#1配方：
混合說明如下：
1.添加具有40% TMPTA混合物之雙酚A環氧二丙烯酸酯至混合容器中。
2.在攪動下添加酸性丙烯酸酯寡聚物。
3.在攪動下添加消泡劑BYK A501。
4.在攪動下添加2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙酮。
5.添加雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物。使混合物充分溶解。
6.添加矽灰石。混合5分鐘。
7.添加顆粒。混合30分鐘。
帶製備： 藉由採用以下步驟來製備工程研磨帶：
●將如上所製備之漿液混合物塗佈於Y重量聚酯襯底上；●以顆粒靜電塗佈；●壓印圖案；●UV固化及重繞；●在275℉下後固化18小時；●彎曲該網模且製得6"×98"帶以用於測試。
測試方案如下：
測試機：Loeser RSP374無心
接觸輪：65 Shore A 1：3鋸齒狀
調整輪：55 Shore A
帶速度：7400 SFPM
接觸輪速度：1766 RPM
調整輪速度：112 RPM
帶張力：40lbs
調整輪傾斜度：5
調整輪擺動度：2
接觸輪壓力：85PSI
調整輪壓力：65PSI
外加力：30或50lbs
冷卻劑：DI水中之2% Trimclear
工件材料：1045 CS；硬度13.49 Re
工件尺寸：Φ1.5"×20"長
測試程序如下：
使工件在設定力下經過無心機。在部件1、2、5、10、15、20及接著每隔20個部件處，獲得部件之重量及表面精整及在三個指定位置處之帶厚度。
結果及結論
使用以上展示之調配物製備兩批帶。對照組使用未經任何處理之顆粒。另一批使用上述表面經改良之顆粒。以30lbs(圖3A-3D)或50lbs(圖4A-4D)外加力在Loesser無心研磨機上測試該等帶。矽烷處理通常改進低及高的力負載下該等帶之研磨效能及壽命。如圖5A及5B中所示，在30lbs負載下，用經矽烷處理之顆粒製成的帶展示比未經處理型式高49%之部件10至100的平均MRR及低39%之在研磨100個部件之後的研磨劑損失，且在50lbs之更高負載下接著出現類似趨勢。如圖6中可見。如相片中所示，亦可自100個部件後之帶外觀觀察到對於帶壽命之影響：與具有表面經改良之顆粒的帶(頂部)相比，對照帶(底部)上出現嚴重研磨塗層損失。
實例2 本發明之另一實施例之樣品的樣品製備方法 1.研磨顆粒之表面處理 1.1.使用材料：
●FRPL顆粒P800粗砂尺寸→由Treibacher獲得
●BFRPL顆粒P800粗砂尺寸→由Treibacher獲得
●A-174矽烷→γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷
●A-1100矽烷→3-胺基丙基三乙氧基矽烷
●A-1289矽烷→雙[三乙氧基矽烷基丙基]四硫化物
●異丙醇
●去離子水
所有矽烷均獲自OSi Specialites Inc。目前，其可獲自Momentive Performance Materials。
1.2.研磨顆粒之矽烷處理步驟：
1.2.1.步驟1：顆粒之表面處理之第一步驟涉及製備待用於處理之矽烷溶液。使用三種矽烷處理來處理用於此實驗中之BFRPL及FRPL P800粗砂。矽烷處理在所選用於處理之矽烷之類型方面有所不同，且即為(1)單獨A-174矽烷，(2)A-174及A-1100矽烷之組合，及(3)A-1289雙-硫矽烷。以上三種處理中之每一者之用於處理一批8kg研磨顆粒的矽烷：水：異丙醇之量展示於表1中。
為製備用於預處理之矽烷溶液，將需要量之矽烷添加至燒杯中。若欲使用兩種矽烷(如同A-174及A-1100矽烷之組合)，則添加需要量之兩種矽烷且使用剪切混合器使其混合於燒杯中。向此混合物中添加規定量之異丙醇，同時持續攪動。此時，使用冰乙酸將pH值調節至5。此外，伴以持續攪拌，添加規定量之水且使溶液靜置3.5小時以便水解。
1.2.2.步驟2：將未經處理之研磨顆粒(8kg)置於具有強化棒之V攪拌器中且將以上步驟2中製備之矽烷溶液泵送至V攪拌器中，同時旋轉且混合15分鐘之時間。使V攪拌器再持續旋轉1小時之時間以確保矽烷溶液與研磨顆粒完全混合。此後，中止且倒空V攪拌器，從而 產生經矽烷處理之顆粒。
1.2.3.步驟3：顆粒處理之步驟4包含將由步驟2獲得的經矽烷處理之顆粒留於通風櫥中隔夜以排出異丙醇且隨後在200℉下加熱顆粒3小時。
1.2.4.步驟4：顆粒之表面處理之最後步驟為使用0.05wt%由Cabot Corporation獲得的商品級Cabosil M5之Cabosil未經處理非晶形矽石對顆粒進行流動處理。此係藉由在具有強化棒之V攪拌器中混合適量顆粒與Cabosil且摻合混合物約一小時以確保流動處理之均勻分布來達成。對包括未經矽烷處理之顆粒及經矽烷處理之顆粒的所有樣品進行流動處理(下述)以確保在後續靜電投射(製造研磨盤之處理步驟)期間易於投射。
1.2.5.以上處理程序產生6種研磨顆粒類型，亦即(1)經A-174矽烷處理之BFRPL顆粒，(2)經A-174矽烷處理之FRPL顆粒，(3)經A-174及A-1100組合矽烷處理之BFRPL顆粒，(4)經A-174及A-1100組合矽烷處理之FRPL顆粒，(5)經雙硫矽烷處理之BFRPL顆粒及(6)經雙硫矽烷處理之FRPL顆粒。又，再製備2種對照研磨顆粒，亦即(1)未經矽烷處理之BFRPL顆粒及(2)未經矽烷處理之FRPL顆粒。根據步驟4對所有以上8種研磨顆粒進行流動處理。
2.製備製造樹脂混合物之步驟
2.1. 步驟1：將雙酚A二丙烯酸酯在125-135℉下預熱24小時。將個別量之1,6己二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、BYK-501消泡劑、FC-171及KR-55稱量於轉鼓中且使用具有8：直徑刀片之Meyers高速分散器將預熱之雙酚A二丙烯酸酯添加至此混合物中歷時30-45分鐘。表2中指定用於以上組份之各量之量。中止混合且檢查轉鼓之壁及基底之未溶解樹脂。若在混合物中存在不均勻性，則持續混合溶液直至獲得均勻溶液。將80℉溶液之混合物之黏度範圍維持在 400-500cps之間。隨後，將此混合物儲存於暗處較佳90℉±2℉之環境溫度條件下。
2.2. 步驟2：第二步驟欲製備製造樹脂混合物之催化劑溶液。為此，稱量表3中所指定之所需量的V-pyrol。在適度攪動下，向此混合物中混合Irgacure 651直至溶解(約20分鐘)。隨後，將此混合物儲存於冷暗位置中90℉±2℉下。
2.3. 步驟3：量出來自步驟2之催化劑且向此催化劑中添加來自步驟1之樹脂預混物，其中來自步驟2：來自步驟1之混合物的混合比率以重量計為7：33。利用分散器使用4"剪切刀片或相等物，高速混合此混合物。在1780 SFPM下進行混合，歷時約15分鐘或直至獲得均勻溶 液。使用布氏黏度計(Brookfield viscometer)記錄在150-200cps之間的所得溶液之黏度範圍。
3.製造上膠樹脂混合物之步驟
3.1. 步驟1：對於製備上膠樹脂混合物之第一步驟，使用小型空氣混合器在潔淨容器中混合異丙醇與水。向此混合物中緩慢添加矽烷A-1100，且此後伴以持續攪動而再混合20分鐘以製備用於下一步驟之矽烷A-1100混合物。混合物之比率係根據表4。
3.2. 步驟2：如表5中所規定，將參(2-羥基乙基)異氰脲酸酯丙烯酸酯、2-羥基-2-甲基苯丙酮、氟化物界面活性劑FC 71及消泡劑BYK-501共同在轉鼓中在1000 SFPM之低速下混合約20-30分鐘。向此混合物中緩慢添加以上步驟1中所製備之矽烷A-1100混合物且在低速下混合10分鐘。有必要在攪動下將矽烷A-1100混合物添加至基礎樹脂混合物中以避免形成明膠。在塑膠容器中，此混合物具有2週之良好存放期。
3.3.
4.研磨物品之製備
4.1. 以退繞3密耳PET卷筒之退繞台來起始研磨物品之製備，該研磨物品隨後經壓印成研磨盤以用於效能評價測試。在此網模上塗覆以上所製備之製造樹脂以獲得約0.52磅/令之製造樹脂重量。使用UV光(D及H燈泡)對此製造樹脂進行B分級(部分固化)。使3密耳PET襯底上之部分固化製造樹脂穿過靜電顆粒投射單元以塗覆研磨顆粒矽烷，且如上所述使其經流動處理。對於以上製備之8種不同的經表面處理之顆粒進行8種不同運作。在靜電投射研磨顆粒以產生約1.7磅/令之顆粒重量之後，使用UV光(D及H燈泡)進行製造樹脂之完全固化。在固化之製造樹脂及研磨顆粒表面上塗覆另一層上膠樹脂且使用UV光(D及H燈泡)次序使其充分固化。在重繞台上，將固化產物捲繞成大型卷筒。隨後，將此等大型卷筒轉化為6"研磨盤且用於如下所述之測試中。
5.研磨物品之測試
5.1. 使用DA磨砂器來測試以上8種類型之盤之效能。對於6次測試，在乾式研磨條件下使用30秒研磨循環。將所研磨之基質選作使用6個面板之丙烯酸系面板以使得每一循環在新製備之樣品上重新起始。在每一30秒研磨循環之後，稱量經研磨之面板以量測重量損失且記錄材料移除。
結果及結論
如所描述，根據顆粒及顆粒處理之變化來製造經塗佈之研磨盤。包括單一矽烷A174、雙硫矽烷及A174與A1100之組合的經處理之 FRPL及BFRPL顆粒皆相對於由原始FRPL及BFRPL製造之對照組加以評估。對於兩種顆粒類型，具有組合矽烷(相對親水矽烷組份及相對疏水矽烷組份之組合)處理顆粒之盤與對照組及單一(單一矽烷組份)處理之顆粒型式相比展示最高累積材料移除。雖然一種單一矽烷處理型式之CMR接近於本發明之(相對親水及相對疏水矽烷組份)組合處理之CMR來表現，但在30秒之初始初試時期之後的材料移除率展示本發明之組合處理顆粒相對於僅以單一矽烷組份處理之顆粒具有巨大優勢。
均等物
雖然已參考本發明之例示實施例特定地展示及描述本發明，但熟習此項技術者將瞭解可在不背離附屬申請專利範圍所涵蓋之本發明範疇的情況下對本文進行形式及細節之各種變化。
10‧‧‧經塗佈之研磨產物
12‧‧‧襯底層
14‧‧‧製造塗層
16‧‧‧表面經改良之研磨顆粒
18‧‧‧上膠塗層
20‧‧‧超級上膠塗層

Claims (18)

  1. 一種製造經塗佈之研磨產物之方法，其包含以下步驟：a)組合相對親水及相對疏水矽烷組份以形成混合物；b)將該混合物與溶劑組合以形成矽烷溶液；c)使該等矽烷組份之至少一部分水解以形成水解溶液；及d)將該水解溶液與研磨顆粒摻合以形成表面經改良之研磨顆粒；e)將該等表面經改良之研磨顆粒與樹脂組合；f)將該等經組合之表面經改良之研磨顆粒及樹脂塗覆至襯底上；及g)固化該樹脂，由此形成該經塗佈之研磨產物。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括固化該等表面經改良之研磨顆粒之步驟。
  3. 如請求項2之方法，其中該相對親水矽烷組份包括至少一種來自選自由胺、二胺、三胺、吖嗪、唑、脲基、異氰酸酯、烷氧基、乙醯氧基、羥亞胺基、氯基、嗎啉基及哌嗪基矽烷組成之群之至少一員的化合物。
  4. 如請求項2之方法，其中該相對疏水矽烷組份包括至少一種來自選自由乙烯基矽烷、甲基丙烯酸酯矽烷、硫矽烷、巰基矽烷、環氧矽烷及苯基矽烷組成之群之至少一員的化合物。
  5. 如請求項1之方法，其中該顆粒為選自由以下各物組成之群之至少一員：金剛石、剛玉、金剛砂、石榴石、燧石、石英、砂石、玉髓、電石、石英岩、矽石、長石、浮石及滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理之氧化鋁、氧化鋁氧化鋯、玻璃、碳化矽、氧化鐵、碳化鉭、氧化 鈰、氧化錫、碳化鈦、合成金剛石、二氧化錳、氧化鋯及氮化矽。
  6. 如請求項1之方法，其中平均顆粒直徑介於約10nm與6mm之間之範圍內。
  7. 如請求項1之方法，其中該等矽烷組份係聚合成不同的親水及疏水聚合物、共聚物或嵌段共聚物。
  8. 如請求項1之方法，其中該相對親水矽烷組份與該相對疏水矽烷組份之重量比介於約1：99與約99：1之間之範圍內。
  9. 如請求項1之方法，其中該研磨顆粒為接晶種的溶膠-凝膠氧化鋁顆粒，且該膜為包括γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷作為該疏水組份及3-胺基丙基三乙氧基矽烷作為該親水組份之聚矽氧烷。
  10. 如請求項1之方法，其中該溶劑包括選自由異丙醇、水、乙醇、甲醇、甲苯及丙酮組成之群之至少一員。
  11. 如請求項10之方法，其中在該矽烷組份至少部分水解之前，將該矽烷溶液之pH值調節至約3與約7之間之範圍內。
  12. 如請求項11之方法，其中以選自由以下各物組成之群之至少一員來調節pH值：乙酸、maelic acid、硬脂酸、maelic anhydride、HCl、HNO3、H2SO4、氯化銨、氫氧化銨、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。
  13. 如請求項1之方法，其中該相對疏水矽烷組份包括γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，該相對親水組份為3-胺基丙基三乙氧基矽烷，且該溶劑包括去離子水及異丙醇。
  14. 如請求項13之方法，其中該相對疏水矽烷組份與親水矽烷組份之重量比介於約1：99與約99：1之間之比率內。
  15. 如請求項14之方法，其中該顆粒為選自由以下各物組成之群之 至少一員：金剛石、剛玉、金剛砂、石榴石、燧石、石英、砂石、玉髓、電石、石英岩、矽石、長石、浮石、滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理之氧化鋁、氧化鋁氧化鋯、玻璃、碳化矽、氧化鐵、碳化鉭、氧化鈰、氧化錫、碳化鈦、合成金剛石、二氧化錳、氧化鋯及氮化矽。
  16. 如請求項15之方法，其中使該表面經改良之研磨顆粒諸如在介於約10℃與約300℃之間範圍內的溫度下固化約15分鐘與約24小時之間範圍內之時間期。
  17. 如請求項16之方法，其中使該表面經改良之研磨顆粒在約80℃之溫度下固化約3小時。
  18. 一種製造經黏結之研磨產物之方法，其包含以下步驟：a)組合相對親水及相對疏水矽烷組份以形成混合物；b)將該混合物與溶劑組合以形成矽烷溶液；c)使該等矽烷組份之至少一部分水解以形成水解溶液；d)將該水解溶液與研磨顆粒組份摻合以形成表面經改良之研磨顆粒；e)形成未經處理之工具；及f)固化該未經處理之工具以形成該經黏結之研磨產物。
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