CN102046332B - 磨料颗粒的亲水性以及疏水性硅烷表面改性 - Google Patents

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Abstract

一种表面改性过的磨料颗粒包括一个磨料颗粒作为基底、以及该磨料颗粒上的一个薄膜，该薄膜包括一种相对亲水的硅烷组分以及一种相对疏水的硅烷组分。该薄膜可以是一个单一薄膜层或多个薄膜层，其中最接近该磨料颗粒的一个薄膜层具有一种占优势的亲水性硅烷组分，而更远离该磨料颗粒的一个薄膜层包括一种相对疏水的硅烷组分。涂覆的磨料产品和粘结的磨料产品包含这些表面改性过的磨料颗粒。

Description

磨料颗粒的亲水性以及疏水性硅烷表面改性
发明背景
已经发现由使用基于水的冷却剂体系的研磨过程所定义的湿式研磨操作受到研磨产品与干式研磨应用相比更短的寿命的阻碍。这种现象已经典型地通过在磨料中所采用的制作树脂的配方中添加密封剂而得以解决。添加到制作树脂中来抵消水的作用的化学品一般包括疏水性分子，这些分子增大了制造树脂的疏水性以由此减小水的摄入、延缓机械特性的衰退导致的树脂体系的溶胀、并且延缓磨料的损耗。疏水性分子的例子典型地是硅氧烷和有机的功能性硅烷(以下称为“硅烷”)或其他具有疏水性部分的有机分子，如有机分子中的乙烯基键、以及硫或氟原子。然而，在制作树脂中夹杂疏水性组分经常并不在与水接触时保护磨料颗粒，从而由此允许水在延长的使用期间沿着磨料颗粒迁移直到研磨工具失效。在涂覆的研磨产品的情况下，该背衬材料与作为冷却剂而采用的水的接触可以造成磨料以及制作涂层与该背衬材料分离。
在一个替代方案中，首先通过施加一种硅烷的涂层来对磨料颗粒进行处理。该硅烷在磨料颗粒表面的水解可以造成形成共价键，特别是当该磨料颗粒是一种金属时。然而，在颗粒上形成一个亲水性涂层可减小颗粒被制作涂层保持在位的强度，特别在该制作涂层包括一种疏水性组分如一种疏水性硅烷组分时。
因此，对于克服了或将以上问题最小化的磨料颗粒、涂覆的磨料产品以及其他研磨工具如粘结的磨料物品存在着一种需要。
发明概述
本发明总体上针对表面改性过的磨料颗粒、涂覆的磨料产品、粘结的磨料产品以及制造和使用这些颗粒和磨料产品的方法。在一个实施方案中，本发明是一种表面改性过的磨料颗粒，该磨料颗粒包括一个磨料颗粒基底以及该磨料颗粒上的一个薄膜，该薄膜包括一种相对亲水的硅烷组分以及一种相对疏水的硅烷组分。该相对亲水的硅烷组分在一个实施方案中可以是选自下组中的一个成员，该组的构成为：胺类、二胺类、三胺、吖嗪、吡咯(azol)、脲基、异氰酸酯、烷氧基、乙酰氧基、肟基、氯代、吗啉基以及哌嗪基硅烷类，该相对疏水的硅烷可以是选自下组中的一个成员，该组的构成为：乙烯基硅烷、甲基丙烯酸酯硅烷、含硫硅烷、巯基硅烷、环氧硅烷以及苯基硅烷。该薄膜可以是包含相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分的一种组合的一个单层。在这个实施方案中，这些相对亲水的以及相对疏水的组分的聚合物可以是不同的聚合物、或是这些相对亲水的以及相对疏水的组分的共聚物。典型地，该磨料颗粒基底包括选自下组的至少一个成员，该组的构成为：氧化铝、碳化硅、熔融陶瓷、合金磨料、溶胶凝胶、陶瓷颗粒以及超级磨料。
在另一个具体的实施方案中，这些磨料颗粒的涂层包括两个层，第一个是最接近磨料颗粒的并且包括至少一种相对亲水的硅烷组分。第二个层是远侧的，并且一般施加在第一个层上面。第二个层包括至少一种相对于该第一层的硅烷组分是疏水的硅烷组分。
在另一个实施方案中，本发明是包含本发明的表面改性过的磨料颗粒的一种涂覆的磨料产品。在另一个实施方案中，本发明是采用了本发明的表面改性过的磨料颗粒的一种粘结的磨料产品。
在一个实施方案中，本发明的表面改性过的磨料颗粒可以通过将一种相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分组合形成一种混合物而形成。然后将该混合物与一种包括水的载体进行组合以形成一种硅烷溶液。该硅烷组分的至少一部分被水解形成一种水解的溶液，然后与一种磨料颗粒组分进行共混以由此形成该表面改性的磨料颗粒。
一种形成本发明的涂覆的磨料产品的方法包括将本发明的表面改性过的磨料颗粒与一种树脂进行组合、并然后将组合的表面改性过的磨料颗粒以及树脂施加于一个背衬上。然后将该树脂固化，由此形成这种涂覆的磨料产品。
一种制造本发明的粘结的磨料产品的方法包括将本发明的表面改性过的磨料颗粒与一种树脂或一种用粘合剂粘在一起的玻璃质玻璃进行组合。将得到的生坯化合物模制或成型为所希望的形状并且随后热固化或烧制以产生最终产品。
本发明的其他实施方案包括采用本发明的一种涂覆的或粘结的磨料产品来研磨或切削工件。
本发明具有许多优点。例如，认为该薄膜的相对亲水的硅烷组分有效地渗进了大多数类型的磨料颗粒之中，由此有助于用一种密封剂润湿含有该相对亲水的硅烷组分的这个组分。此外，认为相同的薄膜形成了共价键，这些共价键将该密封剂紧紧粘至颗粒上。此外，该薄膜的相对疏水的硅烷组分可以任意地与该相对亲水的硅烷组分共混、或者作为一个单独薄膜进行施加，该薄膜紧紧地粘至大多数制作涂层树脂上，特别是包含一种除该磨料颗粒的薄膜的之外的疏水性硅烷组分的那些。其结果是，该磨料颗粒的薄膜在暴露于水时不容易与颗粒或与制作涂层分离，由此显著减少了该磨料产品被研磨或切削过程中所采用的水冷却剂所渗透。结果显著增大了材料去除率(MRR)以及累积材料保留(CMR)。工件的“表面光洁度”或“Ra”也相对于未使用采用硅烷处理或本发明的薄膜的磨料产品所生产的那些而得到显著改善。此外，本发明的磨料产品的可用寿命可以显著延长超过对未采用本发明的表面改性过的磨料颗粒的磨料产品所预期的可用寿命。
附图简要说明
图1是采用了图1的表面改性过的磨料颗粒的一种本发明的涂覆的磨料产品的截面。
图2是采用了图1的磨料颗粒的一种本发明的粘结的研磨工具的一个实例。
图3A是采用本发明的一个实施方案在Loesser无心磨床上以30lbs得到的对照试验结果的一个表格。
图3B是图3A的表中呈现的MRR的一个曲线图。
图3C是图3A的表中呈现的表面光洁度(Ra)的一个曲线图。
图3D是图3A的表中呈现的磨料损耗(％)的一个曲线图。
图4A是采用本发明的一个实施方案在Loesser无心磨床上时以50lbs得到的对照试验结果的一个表格。
图4B是图4A的表中呈现的MRR的一个曲线图。
图4C是图4A的表中呈现的表面光洁度(Ra)的一个曲线图。
图4D是图4A的表中呈现的磨料损耗(％)的一个曲线图。
图5A是一个表，归纳了图3A-4A的表中呈现结果。
图5B是图5A中呈现的结果的一个柱形图。
图6是本发明的实施方案的以及在产生图3A-3D、4A-4D和5A-5B的试验结果中所采用的对照产品的一张照片。
发明详细说明
从以下对本发明的示例性实施方案的更具体说明中上述内容将更加清楚，这些实施方案如附图所展示的，其中贯穿这些不同的视图，类似的参考符号指代相同的部分。这些图并不必然按比例，而是着重于说明本发明的实施方案。
本发明总体上针对表面改性过的磨料颗粒、并且针对采用了这些表面改性过的磨料颗粒的涂覆的磨料产品以及粘结的磨料产品。本发明的表面改性过的磨料颗粒包括一个磨料颗粒基底以及该磨料颗粒上的一个薄膜，该薄膜包括一种相对亲水的硅烷组分以及一种相对疏水的硅烷组分。本发明还针对制造本发明的表面改性过的磨料颗粒的方法、并且针对采用了这些表面改性过的磨料颗粒的涂覆的以及粘结的磨料产品、并且针对制造以及使用本发明的涂覆的和粘结的磨料产品的方法。
如在此定义的术语，术语“相对亲水的硅烷组分”是指一种硅烷单体、低聚物或聚合物、或一种低聚物或聚合物的单体重复单元，它们与该相对亲水的硅烷组分所结合的另一种单体、低聚物或聚合物、或重复的单体硅烷组分相比展现出了对水更大的亲和力。相对亲水的硅烷组分的实例包括氨基硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷、异氰酸酯硅烷、肟基硅烷以及氯硅烷。特别合适的相对亲水的硅烷组分的具体实例包括：3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、双[(3-三乙氧基甲硅烷基)丙基]胺、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨甲基甲基二乙氧基硅烷、二亚乙基三氨丙基三甲氧基硅烷、二亚乙基三氨丙基三乙氧基硅烷、二亚乙基三氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二亚乙基三氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二亚乙基三氨甲基甲基二乙氧基硅烷、二乙基氨甲基三乙氧基硅烷、
二乙基氨甲基甲基二乙氧基硅烷、二乙基氨甲基三甲氧基硅烷、
二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、
二乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(N-丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、(N-苯氨基)甲基三甲氧基硅烷、(N-苯氨基)甲基三乙氧基硅烷、(N-苯氨基)甲基甲基二甲氧基硅烷、(N-苯氨基)甲基甲基二乙氧基硅烷、3-(N-苯氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-(N-苯氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-(N-苯氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(N-苯氨基)丙基甲基二乙氧基硅烷、哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、
哌嗪基丙基甲基二乙氧基硅烷、哌嗪基甲基甲基二甲氧基硅烷、
吗啉基丙基三甲氧基硅烷、吗啉基丙基三乙氧基硅烷、
吗啉基丙基甲基二甲氧基硅烷、吗啉基丙基甲基二乙氧基硅烷、
吗啉基甲基三甲氧基硅烷、吗啉基甲基甲基二乙氧基硅烷、
氨基己基氨甲基三甲氧基硅烷、己烷二氨基甲基三乙氧基硅烷、
氨基己基氨甲基三甲氧基硅烷、辛酰基氨基丙基三乙氧基硅烷、
环己基氨丙基三甲氧基硅烷、环己基氨丙基三乙氧基硅烷、
环己基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、环己基氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、甲基三(叔丁基过氧)硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、N-丁基三甲氧基硅烷、N-丁基三乙氧基硅烷、1-丁基三甲氧基硅烷、1-丁基三乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、N-辛基三甲氧基硅烷、N-辛基三乙氧基硅烷、辛基甲基二乙氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二-叔丁氧基-二乙酰氧基硅烷、苯基三(甲基乙基甲酮肟)硅烷、四(甲基异丁基酮肟)硅烷、三甲基(甲基乙基甲酮肟)硅烷、二甲基二(甲基乙基甲酮肟)硅烷、甲基三(甲基异丁基酮肟)硅烷、甲基三(丙酮肟)硅烷、甲基三(甲基乙基甲酮肟)硅烷、乙烯基三(甲基异丁基酮肟)硅烷、甲基乙烯基二(环己酮肟)硅烷、甲基乙烯基二(甲基乙基甲酮肟)硅烷、乙烯基三(甲基乙基甲酮肟)硅烷。
如在此定义的，术语“相对疏水的硅烷组分”是指以下单体、低聚以及聚合的化合物，它们含有致使该单体、低聚或聚合的化合物相比于与其结合的另一种硅烷组分具有更小的对水的亲和力的部分。多类相对疏水的硅烷组分的实例包括乙烯基硅烷、甲基丙烯酸酯硅烷、含硫硅烷、巯基硅烷、环氧硅烷、苯基硅烷。具体的相对疏水的硅烷组分的例子包括：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(叔丁基过氧)硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基二甲基氯硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷、乙烯基三(甲基异丁基酮肟)硅烷、甲基乙烯基二(环己酮肟)硅烷、甲基乙烯基二(甲基乙基酮肟)硅烷、乙烯基三(甲基乙基丙酮肟)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物、硫氰基硅烷：3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷。
定义“相对亲水的硅烷组分”以及“相对疏水的硅烷组分”是指在一个磨料颗粒的一个单层中、或不同的层内，包括对水的亲和力不同的两种硅烷组分，将构成一种“相对亲水的硅烷组分”以及一种“相对疏水的硅烷组分”的存在。此外，优选地，这些硅烷中的至少一种可以与用来形成本发明的涂覆的磨料产品或粘结的研磨工具的一种粘合剂组分发生化学反应。在一个更优选的实施方案中，这些硅烷中的至少一种与该粘合剂树脂组分形成了一种共价键。合适的树脂是例如本领域中已知的。
典型地，一个磨料颗粒上的含有相对亲水的硅烷组分以及相对疏水的硅烷组分的薄膜的重量比是在约1∶99与约99∶1之间的范围内的相对亲水的硅烷组分比相对疏水的硅烷组分。在一个优选实施方案中，该比率是在约1∶49与约49∶1之间的范围内。在一个特别优选实施方案中，该比率是在约1∶9与约9∶1之间的范围内。
在本发明的涂覆的磨料物品中，薄膜与磨料颗粒的重量比典型地是在约1∶8000与约1∶400之间的范围内。在一个优选实施方案中，该重量比是在约1∶6000与约1∶300之间的范围内。在一个甚至更优选的实施方案中，该重量比是在约1∶4000与约1∶200之间的范围内。
一个磨料颗粒上的一个包含相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分的涂层的厚度可以是例如在约1埃
Figure BPA00001260565400061
与5微米之间的范围内。在一个优选实施方案中，该涂层的厚度是在约10
Figure BPA00001260565400062
与约2微米之间的范围内。在另一个优选实施方案中，该涂层的厚度是在约15
Figure BPA00001260565400063
与约1微米之间的范围内。
一般，适合在工业或商业应用中作为磨料的任何磨料颗粒适合用于本发明中。在本发明中有用的磨料颗粒的一种合适的材料可以是在涂覆的研磨工具的形成中所利用的任何常规的磨料颗粒材料。用于本发明的合适的磨料材料包括金刚石、刚玉、金刚砂、石榴石、含杂燧石、石英、砂岩、玉髓、燧石、石英岩、硅石、长石、浮石和滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化铝、陶瓷氧化铝、热处理的氧化铝、氧化铝氧化锆、玻璃、碳化硅、氧化铁类、碳化钽、二氧化铈、氧化锡、碳化钛、合成金刚石、二氧化锰、氧化锆、以及氮化硅。
其他合适的颗粒包括团聚体，如U.S.6,797,023中所描述的，其传授内容通过引用以其全文结合在此。本发明的一种涂覆的磨料产品可以包括含微粒材料的生坯、未烧制的磨料，该磨料包括研磨砂料颗粒以及纳米颗粒粘合剂，如2008年1月23日提交的美国申请号12/018,589中所述的，该申请的传授内容以其全文结合在此。
取决于这些涂覆的研磨工具的具体的所希望的特性，这些研磨材料可以被定向地或者无定向地(即，随机地)施用在该基质上。在选择一种合适的研磨材料时，总体上要考虑多种特征，诸如尺寸、硬度、与工件的相容性以及热传导性。在本发明中有用的磨料颗粒材料典型地具有范围从大约10纳米(nm)至大约6毫米(mm)、如从大约100nm至大约3mm、或从约1微米(μ)至约600μ的粒度。
本发明的表面改性过的磨料颗粒的薄膜可以包括一个单一的或多个层。在一个实施方案中，该薄膜是一个包含一种相对亲水的硅烷组分以及一种相对疏水的硅烷组分的一个单层。这些相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分中的每种可以独立地作为一种独立的单体单元、一种低聚物或聚合物被包括在该涂层之中。此外，这些相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分可以是低聚物或聚合物的组分。这些聚合物可以是共聚物或嵌段共聚物，如这些亲水的以及相对疏水的硅烷组分中至少一种的无规嵌段共聚物。同样，低聚物可以包括这些相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分中至少一种。
在另一个实施方案中，本发明的表面改性过的磨料颗粒的薄膜包括与磨料颗粒邻近的一个第一薄膜层，仅仅或主要包括与一种相对疏水的硅烷组分相对的一种相对亲水的硅烷组分。该薄膜的一个第二或远侧层包括与该相对亲水的硅烷组分相对的一种相对疏水的硅烷组分。认为用一种相对亲水的硅烷组分对磨料颗粒的表面改性显著增大了该颗粒的可润湿性并且在采用了这种表面改性过的磨料颗粒的磨料产品处于使用中时提供了更好的对抗水的密封。进一步认为，典型地，该相对亲水的硅烷组分将与该磨料颗粒基底形成相对高比例的共价键。还认为该相对疏水的硅烷组分将与该相对亲水的硅烷组分并且与一般作为涂覆的磨料产品的制作涂层所采用的材料并且与粘结的磨料产品的粘结材料两者紧紧地粘结。
在一个实施方案中，一种形成本发明的表面改性过的磨料颗粒的方法包括将相对疏水的以及相对亲水的硅烷组分相结合形成一种混合物。将该混合物与一种溶剂相结合以形成一种硅烷溶液。合适溶剂的例子包括：异丙醇、乙醇、甲醇、甲苯、丙酮、水以及它们的混合物。溶剂的用量是至少足以将这些硅烷组分溶解。在一个实施方案中，可以将该溶液的pH调节至一个适当的pH，如在约3与约7之间、或更优选在约4与约6之间的范围内的一个pH。可以调节pH的一种合适方法的一个例子是添加乙酸。调节pH的其他方法包括例如：使用马来酸、硬脂酸、马来酸酐，HCl、HNO3、H2SO4的稀溶液，氯化铵、氢氧化铵、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液。使该溶液起反应形成一种至少部分低聚的硅烷溶液。此外，取决于所采用的硅烷组分，该溶液可以至少部分地水解形成一种水解的溶液。然后将该至少部分低聚的硅烷溶液与一种磨料颗粒组分共混以形成该表面改性过的磨料颗粒。在一个实施方案中，将该表面改性过的磨料颗粒暴露于环境温度、或替代地某个升高的温度、或其他适当条件下，以由此固化这个薄膜。优选地，将该表面改性的颗粒在约10℃与约300℃之间的范围内的温度下进行固化。同样，优选地，该固化的时间段是在约15分钟与约24小时之间的范围内。在一个实施方案中，将该表面改性过的颗粒在约10℃的温度下固化约24小时。在另一个实施方案中，将该表面改性过的颗粒在约80℃的温度下固化约3小时，而在又另一个实施方案中，将该表面改性过的颗粒在约100℃的温度下固化约1.5小时。在另一个实施方案中，将该表面改性过的颗粒在约200℃的温度下固化约30分钟，或者在约300℃下固化约15分钟。
在一个优选实施方案中，该相对亲水的硅烷组分是3-氨基丙基三乙氧基硅烷，该相对疏水的硅烷组分是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，并且这两者的重量比是大约1∶1。在这个优选实施方案中，该磨料颗粒是一种引晶(seeded)凝胶陶瓷颗粒或粉末，具有的平均粒径为大约100微米。硅烷组分与磨料颗粒的重量的重量比是大约1∶1000。该溶剂是异丙醇并且pH用冰乙酸调节至约3-7的范围内。这个实施方案的表面改性过的磨料颗粒是在约80℃的温度下固化了约3小时的时间段。
在另一个实施方案中，本发明是一种涂覆的磨料产品。本发明的一种涂覆的磨料产品的一个实例在图1中示出。如其中所示，涂覆的磨料产品10包括背衬层12。合适的背衬层的实例包括：聚酯、棉、涤棉、人造纤维、以及纸，有或没有饱和/带有或不带有底面填料/上面填料/非织造产品/无背衬的磨料，如本领域中已知的。背衬层12上的制作涂层14是由一种合适的材料形成的，如丙烯酸的、酚类的等等，如本领域中已知的。本发明的表面改性过的磨料颗粒16被包埋在制作涂层14之中。涂覆的磨料产品10可以任选地包括一个适当的胶料涂层18以及超级胶料涂层20，如本领域中已知的。
本发明的涂覆的以及粘结的磨料产品可以任选地进一步包括一种或多种添加剂，诸如填充剂类、偶联剂类、纤维类、润滑剂类、表面活性剂类、颜料类、染料类、湿润剂类、研磨助剂类、抗填充剂类(anti-loading agents)、抗静电剂类以及助悬剂类。在一个实施方案中，本发明中可以采用的一种填充剂组分包括一种冰晶石以及选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟磷酸盐、六氟高铁酸盐、六氟锆酸盐、以及四氟硼酸铵(NH4)BF4))。六氟磷酸盐(PF6 -的盐)的例子包括：铵盐((NH4)PF6))、碱金属盐(例如，LiPF6、NaPF6、KPF6、CsPF6等)、以及碱土金属盐(例如，Mg(PF6)2、Ca(PF6)2、Sr(PF6)2、Ba(PF6)2等)，以及它们的混合盐(例如，铵和钠的盐如(NH4)Na(PF6)2，铵和钾的盐如(NH4)K(PF6)2，钠和钾的盐如NaK(PF6)2等等)。六氟磷酸盐的特别实例包括：六氟磷酸钠(NaPF6)和六氟磷酸钾(KPF6)以及它们的组合。六氟高铁酸盐(FeF6 3-的盐)的例子包括：铵盐((NH4)3FeF6)、碱金属盐(例如，Li3FeF6、Na3FeF6、K3FeF6、Cs3FeF6等)、以及碱土金属盐(例如，Mg3(FeF6)2、Ca3(FeF6)2、Sr3(FeF6)2、Ba3(FeF6)2等)，以及它们的混合盐(例如，铵和钠的盐如(NH4)Na2FeF6和(NH4)2NaFeF6，铵和钾的盐如(NH4)K2FeF6和(NH4)2KFeF6，钠和钾的盐如K2NaFeF6和KNa2FeF6，钙和钠的盐如CaNaFeF6，钙和钾的盐如CaKFeF6等等)。六氟高铁酸盐的特别实例包括：六氟高铁酸铵((NH4)3FeF6)和碱金属的六氟高铁酸盐，如六氟高铁酸钠(Na3FeF6)和六氟高铁酸钾(K3FeF6)以及它们的组合。六氟锆酸盐(ZrF6 2-的盐)的例子包括：铵盐((NH4)2ZrF6)、碱金属盐(例如，Li2ZrF6、Na2ZrF6、K2ZrF6、Cs2ZrF6等)、以及碱土金属盐(例如，MgZrF6、CaZrF6、SrZrF6、BaZrF6等)，以及它们的混合盐(例如，铵和钠的盐如(NH4)NaZrF6，铵和钾的盐如(NH4)KZrF6，钠和钾的盐如NaKZrF6等等)。六氟锆酸盐的特别实例包括：六氟锆酸铵((NH4)2ZrF6)和碱金属的六氟锆酸盐，如六氟锆酸钠(Na2ZrF6)和六氟锆酸钾(K2ZrF6)，以及它们的组合。在一个特别的实施方案中，该六氟磷酸盐、六氟高铁酸盐以及六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。在又另一个特别的实施方案中，该六氟磷酸盐是六氟磷酸铵，该六氟高铁酸盐是六氟高铁酸钠，并且该六氟锆酸盐是六氟锆酸钠。在又一个特别的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟磷酸铵、六氟高铁酸钠、六氟锆酸钠以及四氟硼酸铵。在又一个特别的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟磷酸铵、六氟高铁酸钠以及六氟锆酸钠。在又一个特别的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟锆酸钠以及六氟高铁酸钠。
如在此使用的，一种“冰晶石”是指铝六氟化物的一种盐(AlF6 3-)，如一种碱金属盐、一种碱土金属盐、或一种铵盐、或它们的一种组合。冰晶石的实例包括：六氟化锂铝(Li3AlF6)、六氟化钠铝(Na3AlF6)、六氟化钾铝(K3AlF6)、六氟化铵铝((NH4)3AlF6)、六氟化钠铵(例如，K(NH4)2AlF6或K2(NH4)AlF6)、六氟化钾铵铝(例如，Na(NH4)2AlF6或Na2(NH4)AlF6)、六氟化钠钾铵(即NaK(NH4)AlF6)、六氟化锂铵铝(例如，Li(NH4)2AlF6或Li2(NH4)AlF6)等等。在一个特别的实施方案中，采用六氟化钠铵(Na3AlF6)作为冰晶石。该冰晶石一般存在的量值是在该填充剂组分的约2wt％与约98wt％之间的范围内，如约2wt％与约65wt％之间、约2wt％与约50wt％之间。在一个特别的实施方案中，该冰晶石的量值是在该填充剂组分的约2wt％与约30wt％之间、或约2wt％与约20wt％之间的范围内。
在另一个实施方案中，本发明中可以采用的填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、以及六氟锆酸盐。该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、以及六氟锆酸盐的合适例子(包括具体例子)是如以上所描述的。在一个特别的实施方案中，该六氟高铁酸盐以及六氟锆酸盐中的至少一种是一种铵盐或一种钠盐。在另一个特别的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟高铁酸盐以及六氟锆酸盐。在另一个特别的实施方案中，该填充剂组分包括选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：六氟高铁酸钠以及六氟锆酸钠。在本发明中可以采用任何适当量值的六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、以及六氟锆酸盐。
在一个特别的实施方案中，在此披露的该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、以及六氟锆酸盐各自独立地存在的量是在该填充剂组分的约2wt％与约100wt％之间的范围内，如该填充剂组分的约2wt％与约98wt％之间、约35wt％与约98wt％之间或约50wt％与约98wt％之间。可替代地，在一个进一步采用一种冰晶石的实施方案中，该六氟高铁酸盐、六氟磷酸盐、以及六氟锆酸盐各自独立地存在的量是在该填充剂组分的约2wt％与约98wt％之间的范围内，如该填充剂组分的约35wt％与约98wt％之间、或约50wt％与约98wt％之间。
在另一个特别的实施方案中，本发明的填充剂组分存在的量是在该磨料组分的约0.5wt％与约50wt％之间、约10wt％与约50wt％之间、约0.5wt％与约20wt％之间、或约10wt％与约20wt％之间的范围内。
在某些实施方案中，将该填充剂组分掺入磨料产品(如涂覆的磨料产品和粘结的磨料产品)的一种粘结组分中。该粘结组分还包括一种粘合剂。可以将本领域中已知的任何合适的粘结材料用于该粘合剂。该粘合剂可以是一种无机粘合剂或一种有机粘合剂。有机粘合剂的适当实例包括：皮胶、氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚乙烯醇、环氧树脂、酚醛树脂、脲甲醛酚醛树脂、氨基塑料树脂和三聚氰胺-甲醛树脂、以及它们的组合。无机粘合剂的适当实例包括：水泥、氧化钙、粘土、硅石、氧化镁、以及它们的组合。合适的无机粘合剂的具体实例可以在美国专利号4,543,107；4,898,597；5,203,886；5,025,723；5,401,284；5,095,665；5,536,283；5,711,774；5,863,308；和5,094,672中找到，所有这些的全部传授内容通过引用结合在此。该粘结组分中包括的具体一种或多种粘合剂可以依赖于该粘合组分的具体应用进行选择，如采用该粘结组分的磨料产品和/或涂层的类型。
一种制造本发明的涂覆的磨料产品的适当方法包括将本发明的表面改性过的磨料颗粒与一种树脂进行组合，该树脂将成为制作涂层。将所结合的表面改性过的磨料颗粒以及树脂施于背衬上，并接着将该树脂通过一种适当方法进行固化，如单独地或以任何组合地通过辐射、热、微波、RF聚合，如本领域中已知的。
在另一个实施方案中，本发明是粘结的磨料产品，如图2中所示的粘结轮22。轮22包括一种粘结组分以及一种本发明的磨料颗粒组分，该磨料颗粒组分包括一个磨料颗粒以及该磨料颗粒上的一个薄膜，其中该涂层包括一种相对疏水的硅烷组分以及一种相对亲水的硅烷组分。一种制造本发明的粘结的磨料产品的方法包括用一种粘合剂粘在一起的一种树脂或一种玻璃质玻璃。将该生坯化合物模制或成型为所希望的形状并且随后热固化或烧制以产生最终产品。
在又另一个实施方案中，本发明包括一种研磨或切削工件的方法。该方法包括这个步骤：向工件施用包含相对亲水的以及疏水的硅烷组分的一种聚合的组合的本发明的磨料产品。该方法中采用的磨料产品可以是例如或者一种涂覆的磨料产品或者一种粘结的磨料产品。
以下实例仅是代表性的，并无意成为限制性的。
实例
实例1
使用以下组分来制备硅烷处理过的颗粒：
·所用颗粒是引晶凝胶氧化铝颗粒
·A-174硅烷→γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
·A-1100硅烷→3-氨基丙基三乙氧基硅烷
·DI水
·异丙醇
颗粒的硅烷处理的步骤：
该磨料颗粒的硅烷处理包括三个步骤，即(1)制备硅烷溶液，(2)将所制备的硅烷溶液与该磨料颗粒混合并掺混该混合物，并且(3)将随后的硅烷处理过的颗粒在升高温度下进行固化。
步骤1制备该硅烷溶液的材料单(recipe)如下：
通过称量5.68克的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及5.68克的3-氨基丙基三乙氧基硅烷开始制备该硅烷溶液。使用磁力搅拌器混合这两种硅烷。向这个混合物中加入101.25克的异丙醇，同时继续搅拌该混合物。一旦硅烷混合物分散在异丙醇中，向该混合物加入11.35克DI水。向该混合物中加入冰醋酸以得到5-6的pH，并在搅拌下将该溶液静置3-4小时用于硅烷的水解。
步骤2用步骤1中制备的硅烷溶液处理该磨料颗粒：
为了用步骤1中制备的硅烷溶液处理该磨料颗粒，使用带有一个加强杆的V型掺混机。将该V型掺混机装载9090.91克的引晶凝胶SG P150颗粒以与步骤1中制备的硅烷溶液一致。在该V型掺混机开启并旋转的同时，将该硅烷以5-7毫升每分钟左右泵送至该V型掺混机中。一旦已经将该步骤1中制备的所有硅烷溶液泵送至该V型掺混机，允许该混合物在V型掺混机中混合另外的15-20分钟。然后从V型掺混机中取出V型掺混机的内含物并通过步骤3进行处理。
步骤3对硅烷处理过的颗粒进行固化
随后将V型掺混的引晶凝胶颗粒在80℃的烘箱中固化3小时，以生产出最后的硅烷处理过的颗粒，用于制备制作涂层浆料以及静电颗粒投射(electrostatic grain projection)中。
使用硅烷处理过的颗粒的实例：
配方#1材料单：
Figure BPA00001260565400121
混合说明如下：
1.向混合容器中加入双酚A环氧二丙烯酸酯与40％TMPTA的的混合物。
2.在搅拌下加入酸性的丙烯酸酯低聚物。
3.在搅拌下加入消泡剂BYK A501。
4.在搅拌下加入2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮。
5.加入双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯膦氧化物。将混合物完全溶解。
6.加入硅灰石。混合5分钟。
7.加入颗粒。混合30分钟。
研磨带的制备：
通过采用以下步骤来制备工程化的研磨带：
将如上制备的浆料混合物涂覆在Y重量的聚酯背衬上
·用颗粒进行静电涂覆
·压纹出图案
·UV固化并反绕
·在275°F下后固化18小时
·将网片弯折并制成6英寸x98英寸的研磨带用于测试
试验方案如下：
测试机器：无心的Loeser RSP374
接触轮：肖氏A级65，1∶3的锯齿状
调整轮：肖氏A级55
研磨带速度：7400SFPM
接触轮速度：1766RPM
调整轮速度：112RPM
研磨带张力：40磅
调整轮倾斜度：5
调整轮摆动度：2
接触轮压强：85PSI
调整轮压强：65PSI
施加的力：30或50磅
冷却剂：DI水中2％的Trimclear
工件材料：1045CS；硬度为13.49Rc
工件尺寸：Φ1.5英寸x20英寸长
试验步骤如下：
使工件在设定的力下穿过该无心机器。对部件1、2、5、10、15、20，然后是每20个部分，取这些部件的重量和表面光洁度以及研磨带在三个指定位置的厚度。
结果与结论
使用以上显示的配方制备了两批次研磨带。对照物使用了未经任何处理的颗粒。另一批次使用了上述表面改性过的颗粒。在一个Loesser无心磨床上以30磅(图3A-3D)或50磅(图4A-4D)的施加力测试这些研磨带。总体上，硅烷处理改善了这些研磨带在低以及高的力负荷两者下的研磨性能以及寿命。如图5A和5B中所示，用硅烷处理过的颗粒制成的研磨带在30磅的负荷下显示了与未处理过的版本相比高49％的从部件10至100的平均MRR、以及小39％的研磨100个部件之后的磨料损耗，并且在50磅的更高负荷下，按照相似的趋势。如图6中可以看出，从照片中所示的100个部件后的研磨带外观还可以观察到对研磨带寿命的影响：与带有表面改性过的颗粒的研磨带(顶部)相比，在对照研磨带(底部)上观察到了极大的磨料涂层损耗。
实例2
本发明另一个所实施方案的样品的样品制备方法
1.磨料颗粒的表面处理
1.1.所用材料：
·FRPL颗粒，P800的砂料大小→自Treibacher获得
·BFRPL颗粒，P800的砂料大小→自Treibacher获得
·A-174硅烷→γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
·A-1100硅烷→3-氨基丙基三乙氧基硅烷
·A-1289硅烷→双-[三乙氧基甲硅烷基丙基]四硫化物
·异丙醇
·去离子水
所有硅烷是由OSi Specialites Inc.生产。目前它们可以由MomentivePerformance Material生产。
1.2.磨料颗粒的硅烷处理的步骤：
1.2.1.步骤1：颗粒的表面处理的第一个步骤涉及制备有待用于这种处理的硅烷溶液。使用三种硅烷处理来对本实验中所使用的BFRPL和FRPL P800砂料两者进行处理。这些硅烷处理在所选择的用于该处理的硅烷的类型上不相同，即是(1)只有A-174硅烷，(2)A-174与A-1100硅烷的组合，以及(3)A-1289双硫硅烷。对于来处理一批8kg磨料颗粒的以上3种处理中的每种，硅烷量∶水∶异丙醇的量在表1中示出。
表1.用来处理8kg的BFRPL与FRPL P800氧化铝磨料颗粒的3种类型的硅烷处理的比率说明
Figure BPA00001260565400151
为了制备用于预处理的硅烷溶液，将需要量的硅烷加入烧杯中。如果将使用两种硅烷，则作为A-174与A-1100硅烷的组合，以需要量值加入这两种硅烷并使用一种剪切混合器在烧杯中进行混合。向这个混合物中加入指定量的异丙醇，同时继续搅拌。此时，使用冰醋酸将pH调节至5。此外，加入指定量的水同时继续搅拌，并且将该溶液静置3.5小时以便水解。
1.2.2.步骤2：将未处理的磨料颗粒(8kg)放在一个带有增强杆的V型掺混机中，并在15分钟的时间内将以上步骤2中制备的硅烷溶液泵送至旋转混合中的V型掺混机。让V型掺混机继续旋转另外1小时的时间段以确保硅烷溶液与磨料颗粒的完全混合。此外将V型掺混机停止并倒空，从而得到硅烷处理过的颗粒。
1.2.3.步骤3：该颗粒的处理的步骤4包括将从步骤3中得到的硅烷处理过的颗粒留在一个通风橱中过夜以便将异丙醇逐出，并接着将颗粒在200°F下加热3小时。
1.2.4.步骤4：该颗粒的表面处理的最后一个步骤是使用0.05wt％的从Cabot Corporatio获得的商品级为Cabosil M5的Cabosil未处理的无定形硅石来对硅石进行流动处理。这得以实现是通过：将该量值的颗粒与Cabosil在一个带有加强杆的V型掺混机中进行混合、并且将该混合物掺混大约1小时以确保该流动处理的均匀分布。对所有样品进行这种流动处理，包括未经硅烷处理的颗粒以及硅烷处理过的颗粒(在下面说明)以确保在随后的静电投射(制造磨盘的处理中的一个步骤)的过程中容易突出。
1.2.5.以上处理步骤得到了6种类型的磨料颗粒，即(1)A-174硅烷处理过的BFRPL颗粒、(2)A-174硅烷处理过的FRPL颗粒、(3)A-174和A-1100的组合硅烷处理过的BFRPL颗粒、(4)A-174和A-1100的组合硅烷处理过的FRPL颗粒、(5)双硫硅烷处理过的BFRPL颗粒以及(6)双硫硅烷处理过的FRPL颗粒。还制备了再2种对照磨料颗粒，即(1)未经硅烷处理的BFRPL颗粒以及(2)未经硅烷处理的FRPL颗粒。根据步骤4对所有以上8种磨料颗粒进行流动处理。
2.制备制作树脂混合物的步骤
2.1.步骤1：将双酚A二丙烯酸酯在125-135°F下预加热24小时。将1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、BYK-501消泡剂、FC-171以及KR-55以它们相应数量的称出在一个桶中并向其中加入预加热过的双酚A二丙烯酸酯并使用带有8：dia叶片的Meyers高速分散器将其混合30-45分钟。以上组分所用的每个数量的量在表2中指出。停止混合并检查该桶的壁和基底上的未溶解树脂。如果该混合物中有不均匀，则继续混合该溶液直到得到均匀的溶液。将该混合物的粘度范围对80°F溶液而言维持在400-500cps。然后将这个混合物在环境温度条件下(优选在90°F±2°F下)储存于黑暗中。
表2.用于制作树脂的基础树脂混合物组分的百分比量值的说明
2.2.步骤2：第二个步骤是制造用于该制作树脂混合物的催化剂溶液。为此，称取表3中指定的所希望量的V-pyrol。在温和搅拌下向该混合物中混入rgacure 651直到将其溶解(大约20分钟)。然后将这个混合物在90°F±2°F下储存于阴凉黑暗的地方。
表3.制作树脂的催化剂混合物组分的百分比量值的说明
2.3.步骤3：量出来自步骤2的催化剂，并向其中加入来自步骤1的树脂预混合物，该混合物的混合比率是来自步骤2：步骤1的为7∶33。用使用4英寸剪切叶片的分散器或类似物将其在高速下混合。在1780SFPM进行大约15分钟的混合或直到获得均匀的溶液。使用Brookfield粘度计记录所得溶液的粘度范围是在150-200cps之间。
3.制备胶料树脂混合物的步骤
3.1.步骤1：对于制备该胶料树脂混合物的第一个步骤，使用一个小的空气混合器将异丙醇与水在一个干净容器中进行混合。向其中缓慢加入硅烷A-1100，同时以持续的搅拌进行混合，此后持续另一个20分钟，以制备下个步骤中使用的硅烷A-1100混合物。该混合物的比率是按照表4。
表4.用于制备硅烷A-1100混合物的组分的百分比
Figure BPA00001260565400172
3.2.步骤2：将三(2-羟乙基)异氰尿酸酯丙烯酸酯、2-羟基-2-甲基苯丙酮、含氟化合物表面活性剂FC171以及消泡剂BYK-501一起在一个桶中混合(如表5中所指明的)在1000SFPM的低速下持续20-30分钟左右。向其中缓慢加入以上步骤1中制备的硅烷A-1100混合物并在低速下混合10分钟。必要的是将该硅烷A-1100混合物在搅拌下加入基础树脂混合物中以避免形成明胶。这种混合物在塑料容器中具有2周的良好架存寿命。
3.3.
表5.用于胶料树脂的基础树脂混合物组分的百分比量值的说明
Figure BPA00001260565400181
4.磨料物品的制备
4.1.制备磨料物品(随后由其冲压出磨盘)用于性能评估试验是以展开操作台开始，其中将一个3密尔的PET卷展开。将上面制备的制作树脂施加在这个网片上，以得到约0.52磅/绞孔的制作树脂重量。使用UV光(D和H灯泡)将其进行B阶段处理(部分固化)。将该3密尔的PET背衬上的部分固化的制作树脂穿过一个静电颗粒投射单元以将施加该磨料颗粒硅烷并如上所述进行流动处理。对以上制备的这8种不同的表面处理过的颗粒中的每种进行8个不同的流程(run)。在磨料颗粒的静电投射得到约1.7磅/绞孔的颗粒重量之后，使用UV光(D&H灯泡)进行该制作树脂的完全固化。向该固化的制作树脂以及磨料颗粒表面施加另一层胶料树脂，并使用UV光(D和H灯泡)顺序进行完全固化。在反绕操作台上将固化的产品缠绕成一个大卷。随后将这些大卷转换成6英寸的磨盘并且用于下面描述的试验。
5.磨料物品的测试
5.1.使用一个DA砂磨机来测试以上8种盘的性能。对于该测试，在干研磨条件下使用6、30秒的研磨循环。选择被研磨的基底作为丙烯酸面板，使用6个面板，这样每个循环将在一个新制造的样品上重新开始。每30秒的研磨循环之后称量被研磨的面板以测量重量损失并且记录材料去除。
结果与结论
以颗粒和颗粒处理上的改变来如所描述的制造涂覆的磨盘。将处理过的FRPL以及BFRPL颗粒(包括单一的硅烷A174、双硫硅烷、以及A174与A1100的组合)都对比由原FRPL和BFRPL制造的对照物进行了评估。对两种颗粒类型，带有组合硅烷(相对亲水的硅烷组分以及相对疏水的硅烷组分的组合)处理颗粒的盘相对于对照物以及单一(单一硅烷组分)处理过的颗粒版本显示了最高的累积去除材料。虽然这些单一硅烷处理的版本之一的CMR表现地接近于本发明的组合处理(相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分)的，但是初始的30秒中断期之后的材料去除率显示了本发明的组合处理的颗粒相对于仅用一种单一硅烷组分处理的颗粒的巨大优点。
等效物
虽然通过参考本发明的示例性实施方案对本发明进行了具体的展示和说明，但本领域中的普通技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求书所涵盖的本发明的范围的前提下，可以在形式和细节上对这些实施方案作出不同的变更。

Claims (21)

1.一种表面改性过的磨料颗粒，包括
a)一个磨料颗粒；以及
b)该磨料颗粒上的一个薄膜，该薄膜包含一种相对亲水的硅烷组分以及一种相对疏水的硅烷组分。
2.如权利要求1所述的表面改性过的磨料颗粒，其中该相对亲水的硅烷组分包括来自选自下组中的至少一个成员的至少一种化合物，该组的构成为：胺类、吖嗪、吡咯、脲基、异氰酸酯、烷氧基、乙酰氧基、肟基、氯代、吗啉基以及哌嗪基硅烷类。
3.如权利要求2所述的表面改性过的磨料颗粒，其中所述胺类是二胺类或三胺类。
4.如权利要求1所述的表面改性过的磨料颗粒，其中该相对疏水的硅烷组分包括来自选自下组中的至少一个成员的至少一种化合物，该组的构成为：乙烯基硅烷类、甲基丙烯酸酯硅烷类、含硫硅烷类、巯基硅烷类、环氧硅烷类以及苯基硅烷类。
5.如权利要求1所述的表面改性过的磨料颗粒，其中这些硅烷组分被聚合为不同的亲水性和疏水性聚合物。
6.如权利要求5所述的表面改性过的磨料颗粒，其中所述聚合物是共聚的。
7.如权利要求6所述的表面改性过的磨料颗粒，其中所述聚合物是嵌段共聚的。
8.如权利要求1所述的表面改性过的磨料颗粒，其中该磨料颗粒是引晶的溶胶凝胶氧化铝颗粒，并且该薄膜是一种聚硅氧烷，包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为该相对疏水的硅烷组分以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为该相对亲水的硅烷组分。
9.一种形成表面改性过的磨料颗粒的方法，该方法包括以下步骤：
a)将相对亲水的以及相对疏水的硅烷组分相结合以形成一种混合物；
b)将该混合物与一种溶剂相结合以形成一种硅烷溶液；
c)使这些硅烷组分的至少一部分发生反应形成一种部分低聚的硅烷溶液；并且
d)将该至少部分低聚的硅烷溶液与一种磨料颗粒组分共混以形成该表面改性过的磨料颗粒。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括将该表面改性过的磨料颗粒固化的步骤。
11.如权利要求10所述的方法，其中该相对亲水的硅烷组分是选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：胺类、吖嗪、吡咯、脲基、异氰酸酯、烷氧基、乙酰氧基、肟基、氯代、吗啉基以及哌嗪基硅烷类。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述胺类是二胺类或三胺类。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中该相对疏水的硅烷组分是选自下组中的至少一个成员，该组的构成为：乙烯基硅烷类、甲基丙烯酸酯硅烷类、含硫硅烷类、巯基硅烷类、环氧硅烷类以及苯基硅烷类。
14.如权利要求9所述的方法，其中这些硅烷组分被聚合为不同的亲水性和疏水性聚合物。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述聚合物是共聚物。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述聚合物是嵌段共聚物。
17.如权利要求9所述的方法，其中该磨料颗粒是引晶的溶胶凝胶氧化铝颗粒，并且该薄膜是一种聚硅氧烷，包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为该疏水的组分以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷作为该亲水的组分。
18.如权利要求9所述的方法，其中该相对疏水的组分是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，该相对亲水的组分是3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并且该溶剂包括去离子水和异丙醇。
19.一种涂覆的磨料产品，包括：
a)一个背衬层；
b)该背衬层上的一个制作涂层；以及
c)该制作涂层的一种磨料颗粒，其中该磨料颗粒组分包括用至少一种相对亲水的硅烷以及至少一种疏水的硅烷组分进行了表面改性的磨料颗粒。
20.一种表面改性过的磨料颗粒，包括
a)一个磨料颗粒；
b)该磨料颗粒上的一个第一薄膜，该第一薄膜包括一种相对亲水的硅烷组分；以及
c)该第一薄膜层上的一个第二薄膜层，该第二薄膜层包括一种相对疏水的硅烷组分。
21.一种粘结的磨料产品，包括：
a)一种粘结组分；以及
b)一种磨料颗粒，其中该磨料颗粒组分包括用至少一种相对亲水的硅烷以及至少一种疏水的硅烷组分进行了表面改性的磨料颗粒。
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