CN105451942B - 由不连续纤维增强的研磨制品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种研磨制品，其具有研磨部分和有着提高的强度和/或韧性断裂的短切原丝纤维(CSF)。所述CSF可涂布有烧失量为至少约2重量％的热塑性涂层。所述CSF可具有第一涂层和在所述第一涂层上的第二涂层。所述CSF中的至少一些可具有至少约6.3mm的长度。

Description

由不连续纤维增强的研磨制品
技术领域
本发明总的涉及磨轮，特别是涉及用于具有改善的断裂功性质的研磨制品的***、方法和装置。
背景技术
用来制造砂轮的酚醛基树脂是固有地脆性的材料，其因件内缺陷的可能性而容易发生断裂。因此在大多数轮中使用增强材料来排除脆性和灾难性失效。
一种这样的增强材料为各种重量和式样的玻璃纤维幅材或织物。幅材设计为增大轮的断裂韧性或断裂功，这最终将防止使用过程中轮破裂的情况下轮碎片的***性释放。幅材包含多根织造成0°/90°开放结构织物的一根一根的纱线或原丝。一旦形成织物，将其浸在酚醛树脂中并随后干燥和固化以形成热固性涂层。一旦涂层被固化至所需的水平，将幅材卷绕成卷以便易于贮存直至需要。制备用于轮中的幅材的最后步骤是展开卷并切割具有所需尺寸的一个一个的盘。此过程是劳动密集的且耗费时间，生成相当多的废料并因此而昂贵。此基本过程已被使用超过50年。
还已使用短切原丝纤维来增强树脂基砂轮。短切原丝纤维可包含纤维束或股，长通常3至4mm并包括许多单独的长丝。长丝的数量可随制造工艺而异，但通常在每束或股约400至6000根长丝的范围内。长丝由称为胶料、粘结剂或涂料的粘合剂固持于一起，所述粘合剂应最终与树脂基质相容。胶料占纤维的不到2重量％。胶料或涂料的量受用来制造直接上胶纱线或短切原丝产品的纤维制造工艺的限制。短切原丝纤维的一个例子被称为183，其可得自Owens Coming。
短切原丝纤维向砂轮干混合料中的引入通常通过将短切原丝纤维、树脂、填料和研磨颗粒共混指定的时间并然后将混合料模制、固化或以其它方式加工成成品砂轮来实现。
常规的短切原丝纤维增强轮可能容易发生许多问题，包括较低的强度、差的研磨性能和较短的轮寿命，推测起来是由于短切原丝纤维束内长丝的不完全分散、轮基质树脂与短切原丝束之间的不良粘合、纤维长度降级或所有这些的组合。然而，短切原丝增强的另一不足可能在于相对于玻璃纤维幅材而言其对复合材料或轮低的断裂韧性贡献。因此需要不削弱性能的针对研磨加工工具的改进的增强技术。
发明内容
本文公开了由不连续纤维增强的砂轮的实施例。例如，研磨制品可包含具有有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分。研磨制品可具有增强材料，其包括涂布有烧失量(LOI)为至少约2.4重量％的热塑性涂层的短切原丝纤维(SCF)。在其它实施例中，研磨制品可具有增强材料，其包括涂布有第一涂层和在所述第一涂层上的第二涂层的CSF。在还其它的实施例中，研磨制品可具有增强材料，其包括至少一些具有至少约6.3mm的长度的CSF。
鉴于下面结合附随的权利要求及附图所作的详细描述，这些实施例的前述及其它目的和优势对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
为使其中取得实施例的特征和优势的方式可得到更详细的理解，可结合附图中示意的其实施例作更具体的描述。然而，附图仅示意了一些实施例并因此不视为限制范围，因为可有其它同样有效的实施例。
图1和2为研磨制品的一个实施例的示意性侧视图和边视图。
图3A和3B分别为常规和CSF轮组件的图像。
图4-6为研磨制品的替代实施例的边视图。
图7为不连续纤维的原丝的一个实施例的示意性等轴视图。
图8和9为常规研磨制品及研磨制品的实施例的性能的图。
不同附图中相同参考符号的使用指相似或相同的项目。
具体实施方式
本文公开了用于由不连续纤维增强的砂轮的***、方法和装置的实施例。例如，研磨制品11(图1和2)可包含具有轴15的研磨体13。在一些变型中，研磨体13可具有外径(OD)和轴向厚度(AT)。
研磨体13的实施例可包含研磨混合料17，其包含有机结合剂和研磨颗粒。研磨体可还包含增强材料19，其包含不连续纤维21(图3B)。例如，不连续纤维21可包含短切原丝纤维(CSF)。
不连续纤维21可分散在研磨体13中(图4)。在一个例子中，不连续纤维21可分散在整个研磨体13中，使得不连续纤维21基本无规地分配在整个研磨体13中而不形成单独的层。
如图2和3B中所绘制，不连续纤维21还可形成为离散层的一部分或形成为离散层19。例如，不连续纤维21可包含预制短切原丝纤维垫。或者，所述纤维可直接短切到模具中或预先短切并然后添加到模具。研磨制品11可包含研磨部分13，其包含有机结合剂材料和分散于有机结合剂材料中的研磨颗粒。短切原丝纤维(CSF)的离散层19可至少部分地位于有机结合剂材料中并联接(例如，化学或机械结合)到研磨部分13以实现其增强。在一些变型中，离散层可为CSF的烧结垫以便CSF为整体的。
在其它例子中，离散层19可包含多个由研磨混合料17的部分或层彼此轴向分离的离散层19(图5)。研磨部分17可包含至少两个研磨层，使得一个或多个离散层19位于所述至少两个研磨层之间并在所述至少两个研磨层之间轴向延伸。
在一些变型中，研磨体13不具有连续纤维增强幅材，使得研磨体13仅由不连续纤维21增强。研磨制品11的其它变型可还在研磨体13中包含至少一个连续纤维增强幅材23(图6)，使得研磨体13由不连续纤维21和连续纤维增强幅材23增强。
图7示意性地示出了不连续纤维21的原丝的实施例。事实上，原丝、长丝和涂层的形状、数量和相对尺寸可随应用而异。原丝可包含大致圆筒形或圆形的截面形状，如卵形或椭圆形形状。原丝可包含一根一根的长丝71。每一根长丝可包含涂层73，如本文中其它地方描述的第一涂层。总的来说，一根一根的经涂布的长丝71的原丝可包含第二涂层75，如本文中其它地方所示意和描述。
不连续纤维21的原丝可包含宽度W对厚度T的截面纵横比。截面纵横比可在约1∶1至约3∶1的范围内。例如，截面纵横比可为约1.75∶1至约2.75∶1，或甚至约2∶1至约2.5∶1。
在一些实施例中，不连续纤维21的原丝可包含至少约0.1mm的宽度W(例如，径向宽度)。例如，径向宽度可为至少约0.2mm，如至少约0.3mm。在其它变型中，径向宽度可不大于约0.5mm，如不大于约0.4mm、不大于约0.3mm或甚至不大于约0.2mm。所述宽度可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
不连续纤维21的原丝的实施例可包含至少约6mm的轴向长度AL。在其它变型中，AL可为至少约7mm，如至少约8mm、至少约10mm、至少约15mm或甚至至少约20mm。AL的还其它的变型可不大于约150mm，如不大于约100mm、不大于约75mm、不大于约50mm、不大于约40mm或甚至不大于约30mm。AL可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
不连续纤维21的原丝的实施例可具有至少约10的轴向长度AL对径向宽度W的纵横比。例如，所述纵横比可为至少约12，如至少约25，如至少约50、至少约75、至少约100、至少约250或甚至至少约500。在其它变型中，所述纵横比可不大于约1500，如不大于约1000、不大于约750、不大于约500、不大于约250、不大于约200或甚至不大于约150。所述纵横比可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
在一个例子中，研磨制品可包含热固性酚醛树脂和纵横比(l/d)等于或大于约10的增强填料。
研磨体13的实施例可包含至少约1体积％的体积百分数的不连续纤维21。例如，不连续纤维的体积百分数可为至少约2体积％，如至少约3体积％、至少约4体积％、至少约5体积％、至少约6体积％或甚至至少约9体积％。在其它变型中，不连续纤维的体积百分数可不大于约25体积％，如不大于约20体积％或甚至不大于约15体积％。不连续纤维的体积百分数可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
在其它例子中，研磨制品可包含约25体积％至约50体积％的有机结合剂材料。在另一例子中，研磨制品可包含约40体积％至约70体积％的研磨颗粒。在还另一例子中，研磨制品可包含约6体积％至约12体积％的不连续纤维。
研磨制品的其它实施例可在研磨制品中包含增强材料。例如，增强材料可包含涂布有涂层的CSF。涂层可以是交联的，例如在低水平上交联的。在其它变型中，少于约10％或甚至少于约5％的涂层可为交联的。涂层可包括热塑性涂层。热塑性涂层可包含高的氢键结合能力。例如，用单体A和B制成的热塑性聚合物-(A-B)-，其中聚合物的B链段含至少一个XHn官能，其中X＝O或N或S，并且n＝1或2。涂层可包含热塑性材料、热塑性酚醛树脂、苯氧树脂、聚氨酯和酚醛清漆中的一者或多者。
在另一变型中，热塑性涂层可使用常规的交联剂部分交联。此类交联剂可包括六亚甲基四胺、甲醛、环氧化物、异氰酸酯等。交联的程度可能小，如可使少于约10％的涂层交联。
CSF 21(图7)可具有第一涂层73和热塑性涂层，所述热塑性涂层可为第一涂层73上的第二涂层75。例如，CSF可具有直接上胶涂层73，热塑性涂层可为直接上胶涂层73上的第二涂层75。直接上胶涂层可具有烧失量(LOI)，其可定义为涂层相对于CSF的总重量的重量％。例如，LOI可小于约2重量％，如小于或等于约1重量％。
增强材料的其它实施例可具有至少约2重量％的LOI。在一些实例中，LOI可为至少约3重量％，如至少约5重量％、至少约7重量％、至少约9重量％、至少约12重量％或甚至至少约15重量％。LOI的替代实施例可不大于约25重量％，如不大于约20重量％、不大于约15重量％或甚至不大于约12重量％。LOI可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
研磨制品的另一个实施例可包含增强材料，其包含CSF，其至少一些可具有至少约6.3mm(0.25英寸)的初始长度(即，在研磨制品的最终加工之前)。或者，CSF的长度可为至少约6.3mm，如至少约7mm、至少约8mm、至少约10mm、至少约12mm、至少约15mm或甚至至少约20mm。在其它变型中，CSF的长度可不大于约125mm，如不大于约100mm、不大于约75mm、不大于约50mm、不大于约40mm或甚至不大于约30mm。CSF长度可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
在一些实施例中，CSF可包含在约134TEX(3700yd/lb)至约1830TEX(271yd/lb)的范围内的细度(yield)。在其它变型中，CSF可包含至少125TEX、如至少250TEX、至少500TEX、至少750TEX、至少1000TEX或甚至至少1500TEX的细度。CSF的其它实施例可包含不大于约2000TEX、如不大于约1500TEX、不大于约1000TEX、不大于约750TEX、不大于约500TEX或甚至不大于约250TEX的细度。细度可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
在一些实施例中，研磨制品不具有连续纤维增强材料，使得研磨制品仅由CSF增强。然而，在其它变型中，研磨制品可还包含至少一个由连续纤维增强材料形成的幅材，使得研磨体由CSF和幅材增强。
可使用术语G1C(韧性)和断裂功(wof)来分别量度裂纹萌生能量和裂纹扩展稳定性。G1C值可通过在具有先前存在的瑕疵的棒中测量裂纹萌生的点来确定。wof可通过测量使裂纹扩展过整个试样所花的总能量来计算。测试采用单边缺口(SEN)几何形状。试样的宽度(约0.5”-1.5”)取决于幅材的数量和间距。0.14”缺口可用0.005”厚金刚石砂轮沿棒的边缘切割。试样厚度为0.5”，留下0.36”的未开裂带(约0.5”-0.36”)。将缺口棒置于具有2”载荷间距的三点弯曲装置中。在0.02”/min下施加载荷。在裂纹萌生的点，使用JG Williams开发的技术(Fracture Mechanics of Polymers，Ellis Horwood Ltd，第四章(1984))计算G1C。G1C和wof二者均可自单一试样测定。裂纹萌生后，继续加载直至整个棒断裂。总积分能量除以初始未开裂带的面积则为wof。
本文所述研磨制品的一些实施例可具有大于常规研磨制品(CAA)的wof。例如，本文所述研磨制品的wof可比CAA的wof大至少约2％，如大至少约3％、大至少约5％、大至少约7％或甚至比CAA的wof大至少约10％。CAA可包含以下中的至少之一：(a)具有LOI小于2重量％的涂层的CSF；(b)无第二涂层的CSF；和(d)长度小于6.3mm的CSF。wof可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
在其它实施例中，本文所述研磨制品可与由连续纤维幅材增强而无CSF的CAA相比。本文所述研磨制品可具有偏离CAA的wof在约5％内的wof，如在约10％内或甚至偏离CAA的wof在约15％内。wof可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
本文所述研磨制品的替代实施例还可在强度(psi)方面与CAA相比。例如，本文所述研磨制品可具有偏离CAA的强度(psi)在约1％内的强度(psi)，如在约5％内或甚至偏离CAA的强度(psi)在约10％内。强度可在任何这些最小值和任何这些最大值之间的范围内。
类似地，本文所述研磨制品的实施例还可在韧性(G1C)方面与CAA相比。例如，本文所述研磨制品的韧性(G1C)可偏离CAA的韧性(G1C)在约1％内，如在约5％内或甚至偏离CAA的韧性(G1C)在约10％内。
在替代的实施例中，制造研磨制品的方法可包括制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨混合料；在模具中将所述研磨混合料成形为研磨制品的形状；将连续原丝纱线或粗纱短切成短切原丝纤维(CSF)，其至少一些可具有至少约6.3mm的长度；在具有研磨混合料的模具中沉积CSF；和然后模制研磨制品使得CSF形成研磨制品的增强材料。
连续原丝纱线或粗纱可具有第一涂层并且所述方法可还包括在短切之前向第一涂层上施加第二涂层。在一些变型中，短切可包括在成形后和模制前实时原位短切CSF。
制造研磨制品的方法的其它实施例可包括制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；用涂布有烧失量(LOI)为至少约2重量％的热塑性涂层的短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品；和模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
制造研磨制品的方法的另一个实施例可包括制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；用涂布有第一涂层或直接上胶涂层和在第一涂层上的第二涂层的短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品；和模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
制造研磨制品的方法的还另一个实施例可包括制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；用具有至少约6.3mm的长度的短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品；和模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
在所述方法的一些变型中，CSF可以连续原丝纱线或粗纱提供，并且所述方法可还包括在制备研磨部分后和模制前将连续原丝纱线或粗纱短切成CSF。在所述方法的其它变型中，增强可包括混合CSF于至少一部分研磨制品中使得CSF分配在研磨制品内。在所述方法的还另一变型中，增强可包括邻近研磨部分放置CSF的层使得研磨制品具有层状结构。
实例
实例1
复合磨轮组合物的每一样品包含57体积％的结合剂和38-40体积％的磨料。另外，使用少量糠醛(约1体积％或更少)来润湿研磨颗粒。将结合剂与经糠醛润湿的磨料共混，然后加入增强材料，其后仅极小地混合。模制前让组合物老化至少2小时。对每一混合物预称重，然后转移到203mm直径的模具中，铺展并然后于160℃下在352kg/cm2下热压45分钟。从模具中取出轮并再在200℃下固化18小时。根据ASTM程序D790-03从轮切割出具有正确尺寸的弯曲试样并在跨深比为5∶1的三点弯曲装置中测试。根据上述程序测试具有相同尺寸并在试样宽度上具有缺口的其它试样。这些样品的配方示于表1中。
表1
测试每一个轮的强度(psi)、韧性(G1C)和断裂功(wof)。在平行于轮被压制的方向上测量强度、wof和韧性。如表1中所示，样品“PUD(9％LOI)”具有95.8psi的平均强度，而样品“PUD(2.4％LOI)”具有114.7psi的平均强度。这些值比两个常规样品“OC183”和“OC983”的平均强度(分别为92.5psi和102.3psi)有利。新样品的强度超过或偏离常规样品的强度在约10％内。
关于模量，样品“PUD(9％LOI)”具有13049psi的平均模量，而样品“PUD(2.4％LOI)”具有14495psi的平均强度。这些值比两个常规样品的平均模量(分别为13584psi和14090psi)有利。新样品的模量超过或偏离常规样品的模量在约8％内。
关于断裂功(wof)，样品“PUD(9％LOI)”具有1927的平均wof，而样品“PUD(2.4％LOI)”具有1048的平均wof。这些值比两个常规样品的平均Wof(分别为1859和1485)有利。新样品的Wof超过或偏离常规样品的Wof在约45％内。
因此，在一些变型中，随着带热塑性涂层的增强材料的LOI增大，强度减小但Wof增大。约9重量％的LOI取得常规短切原丝不可取得的强度和Wof二者。此性能可通过添加另外的短切涂布原丝(例如，4.5体积％)而进一步提高。
实例2
在另一个实例中，根据表2A制备各种类型的CSF样品轮。一些样品经涂布，而其它的不经涂布。这些样品不含常规的幅材增强材料。另外以如实例1中所述相同的方式制备样品。如表2A中所述，图9中的样品含各种体积和尺寸，并且一些包括热塑性(聚氨酯)涂层。每一样品具有约15重量％至约25重量％的LOI。
表2A
如图9中所示，12mm带热塑性涂层的3体积％样品的Wof显著高于常规较短带热固性涂层的样品的Wof(高约60％)。4mm带热塑性涂层的样品也比常规较短带热固性涂层的样品表现要好。12mm带热塑性涂层的6体积％样品的Wof比常规4mm带热固性涂层的样品的高多达约90％。总的来说，本发明的样品的实施例性能比常规样品好约6％至约90％。所有样品具有相似的强度。
实例3
如表2B中所述，制备另外的样品来比较具有常规增强幅材的轮(样品711605)与以垫或层具有涂布短切原丝或CCS的轮(样品711606)。另外以与实例2相同的方式制备彼此相同的样品。将一半混合料转移到模具，铺展均匀并以垫置入/沉积幅材或2”涂布纱线。将剩余的混合料转移到增强材料之上并如针对实例1所述压制。
表2B
组分 7110605 7110606
挤出的氧化铝20目(体积％) 55.68 55.68
Durez 29722(体积％) 18.37 18.37
Saran(体积％) 0.00 0.00
PKHP-200(体积％) 0.97 0.97
黄铁矿(体积％) 10.10 10.10
硫酸钾(体积％) 4.19 4.19
石灰(体积％) 2.52 2.52
SiC-800(体积％) 0.00 0.00
棕刚玉220目(体积％) 0.00 0.00
矿棉-PMF(体积％) 2.17 2.17
4mm OCF-497(体积％) 6.00 6.00
IPAC 24型玻璃幅材(g/轮) 20.4 0
50mm CCS(克/轮) 0.00 20.4
表2B的样品的测试结果示于图8中。涂布短切纤维(CCF)样品具有约2192的Wof，而常规幅材样品具有约2541的Wof。因此，CCF样品的Wof偏离常规幅材样品的Wof在约14％内。另外，CCF样品具有约868的G1C，而常规幅材样品具有约826的G1C。因此，CCF样品的G1C比常规幅材样品的G1C好约5％。使用三点弯曲试验，两组样品均具有约79的强度。这些结果表明具有有着热塑性第二涂层的不连续短纤维的研磨制品的机械性质与以相同的总玻璃含量具有连续玻璃纤维原丝织造幅材的研磨制品的那些相当。
CSF的实施例可为连续幅材增强材料的替代方案或补充。CSF需要比幅材低的劳动和资源密集型工艺。CSF可使用纤维分配工艺，其以恒定地相同的方式恒定地递送纤维到模具。迄今为止，尚无磨轮采用至少具有超过0.25英寸的初始长度和高LOI的带热塑性涂层的纤维。本发明的一个实施例在于使用连续原丝纱线或粗纱，其在研磨制品的制造过程中“原位”(即，实时)短切为离散或不连续的纤维。所述纤维可至少具有超过0.25英寸的初始长度，并可在制造研磨制品的同时实时地直接短切和放置到模具腔中。
此工艺消除了本文提到的两个废料流而提供零纤维废料工艺。另外，此工艺需要生产设施中较小的存储空间，另外是操纵和规定轮性质和性能的高度灵活的方法。在操纵轮性质和性能中的灵活性的例子包括改变CSF的短切长度、束的大小、纤维的类型和纤维的量。与具有酚醛涂布幅材增强材料的常规轮相比，原位CSF提供相当的强度、断裂韧性和比断裂功。
例如，带热塑性涂层或热固性涂层的纱线可能是商业上需要的。然而，热固性纱线固有地较硬，并因此将导致高蓬松度，这将使得难以获得合适的模具填充。另外，较硬的原丝将造成回弹，从而向轮中引入不期望的孔隙率。另外，为获得良好的润湿/溢出和热固性涂层向基质树脂的粘结(或结合)，可精确控制固化的程度，但这可能困难，因为热固性材料将随着时间和温度而老化(固化)。相比之下，适当选择的热塑性材料将减少这些问题。
如本文所用，术语如“增强的”或“增强材料”可指与用来制备粘结研磨工具的结合剂和粘合剂材料不同的增强材料的不连续组分。术语如“内部增强材料”或“内部增强的”指这些组分在工具体内或嵌入在工具体中。关于增强技术和材料的背景细节见述于例如美国专利第3,838,543号中，其以全文引用方式并入本文。增强轮还见述于美国专利第6,749,496号和第6,942,561号中，其二者均以全文引用方式并入本文。
一种示例性的粘结剂体系可包含一种或多种有机树脂如酚醛树脂、硼改性树脂、纳米颗粒改性树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚苯并噁嗪、聚酯树脂、异氰脲酸酯树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰亚胺树脂、其它合适的热固性树脂或它们的任何组合。
可使用的树脂的特定非限制性例子包括以下：芬兰Dynea Oy以商品名Prefere出售并可以目录/产品号8522G、8528G、8680G和8723G得到的树脂；俄亥俄州HexionSpecialty Chemicals以商品名出售并可以目录/产品号9507P、8686SP和SP223得到的树脂；和德克萨斯州Sumitomo(以前的Durez Corporation)以以下目录/产品号：29344、29346和29722出售的树脂。在一个例子中，结合剂材料包含干树脂材料。
示例性的酚醛树脂包括甲阶酚醛树脂和酚醛清漆。甲阶酚醛树脂可以是碱性催化的并具有大于或等于1如1∶1至3∶1的甲醛对苯酚比率。酚醛清漆树脂可以是酸催化的并具有小于1如0.5∶1至0.8∶1的甲醛对苯酚比率。
环氧树脂可包括芳族环氧或脂族环氧。芳族环氧化物组分包含一个或多个环氧基团和一个或多个芳环。示例性的芳族环氧包括衍生自多酚的环氧，如衍生自双酚如双酚A(4，4’-亚异丙基二酚)、双酚F(双[4-羟基苯基]甲烷)、双酚S(4，4’-磺酰二酚)、4，4’-亚环己基双酚、4，4’-双酚、4，4’-(9-亚芴基)二酚的环氧或它们的任何组合。双酚可以是烷氧基化的(例如，乙氧基化或丙氧基化的)或卤化的(例如，溴化的)。双酚环氧化物的例子包括双酚二缩水甘油醚，如双酚A或双酚F的二缩水甘油醚。芳族环氧的其它例子包括三羟苯基甲烷三缩水甘油醚、1，1，1-三(对-羟基苯基)乙烷三缩水甘油醚或衍生自一元酚的芳族环氧，如衍生自雷琐酚的(例如，雷琐酚二缩水甘油醚)或衍生自氢醌的(例如，氢醌二缩水甘油醚)。另一例子为壬基苯基缩水甘油醚。另外，芳族环氧的例子包括环氧酚醛清漆，例如苯酚环氧酚醛清漆和甲酚环氧酚醛清漆。脂族环氧组分具有一个或多个环氧基团并且无芳环。脂族环氧的例子包括C2-C30烷基的缩水甘油醚；C3-C30烷基的1，2环氧化物；脂族醇或多元醇如1，4-丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、二溴新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚氧化四亚甲基、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、甘油和烷氧基化脂族醇或多元醇的单或多缩水甘油醚。在一个实施例中，脂族环氧包括一个或多个环脂族环结构。
取决于催化剂和聚合物类型，粘结剂体系可以是可热固化以形成粘结剂体系的。粘结剂体系还可包含其它组分如溶剂、增塑剂、交联剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应调节剂和用于影响分散体的流动性的试剂。
还其它的实施例可包括以下项目中的一者或多者。
项目1.一种研磨制品，其包含：
研磨部分，所述研磨部分具有有机结合剂和研磨颗粒；和
增强材料，所述增强材料包含涂布有烧失量(LOI)为至少约2.4重量％的热塑性涂层的短切原丝纤维(CSF)。
项目2.一种研磨制品，其包含：
研磨部分，所述研磨部分具有有机结合剂和研磨颗粒；和
增强材料，所述增强材料包含涂布有第一涂层和在所述第一涂层上的第二涂层的短切原丝纤维(CSF)。
项目3.一种研磨制品，其包含：
研磨部分，所述研磨部分具有有机结合剂和研磨颗粒；和
增强材料，所述增强材料包含短切原丝纤维(CSF)，至少一些所述短切原丝纤维具有至少约6.3mm的长度。
项目4.一种研磨制品，其包含：
研磨部分，所述研磨部分具有有机结合剂和研磨颗粒；
增强材料，所述增强材料包含短切原丝纤维(CSF)；和
所述研磨制品具有比常规研磨制品(CAA)的断裂功(wof)大至少约1％的断裂功(wof)，并且所述CAA包含以下中的至少之一：
(a)具有LOI小于2重量％的涂层的CSF；
(b)无第二涂层的CSF；和
(c)长度小于6.3mm的CSF。
项目5.项目1、3和4中任一项的研磨制品，其中所述CSF具有第一涂层并且所述热塑性涂层为所述第一涂层上的第二涂层。
项目6.项目1、3和4中任一项的研磨制品，其中所述CSF还包含直接上胶涂层，并且所述热塑性涂层为在所述直接上胶涂层上的第二涂层。
项目7.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述直接上胶涂层具有小于约2重量％的LOI。
项目8.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF包含在约134TEX(3700yd/lb)至约1830TEX(271yd/lb)的范围内的细度。
项目9.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF包含至少125TEX、至少250TEX、至少500TEX、至少750TEX、至少1000TEX、至少1500TEX并且不大于约2000TEX、不大于约1500TEX、不大于约1000TEX、不大于约750TEX、不大于约500TEX、不大于约250TEX的细度。
项目10.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品不具有玻璃纤维幅材、织物增强材料和/或连续纤维增强材料，使得所述研磨制品仅由CSF增强。
项目11.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF具有最大长度，并且至少一些CSF偏离所述最大长度在约10％内、偏离所述最大长度在约5％内，约90％的CSF偏离所述最大长度在约10％内，约95％的CSF偏离所述最大长度在约10％内，或约95％的CSF偏离所述最大长度在约5％内。
项目12.这些项目中任一项的研磨制品，其中至少一些CSF的长度为至少约6.3mm、至少约7mm、至少约8mm、至少约10mm、至少约12mm、至少约15mm、至少约20mm并且不大于约125mm、不大于约100mm、不大于约75mm、不大于约50mm、不大于约40mm或不大于约30mm。
项目13.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述涂层包含高氢键结合能力的聚合物，其中所述热塑性涂层包含热塑性聚合物，如包含或主要包含由单体A和B制成的-(A-B)-的那些，其中聚合物的B链段含至少一个XHn官能，其中X＝O或N或S，并且n＝1或2。
项目14.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF具有涂层，所述涂层包含热塑性材料、热塑性酚醛清漆、苯氧树脂、聚氨酯或它们的任何组合中的至少之一。
项目15.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述涂层基本上为不交联的。
项目16.这些项目中任一项的研磨制品，其中少于约5％的涂层为交联的，或少于约10％的涂层为交联的。
项目17.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述涂层包含至少约2重量％、至少约3重量％、至少约5重量％、至少约7重量％、至少约9重量％、至少约12重量％、至少约15重量％并且不大于约25重量％、不大于约20重量％、不大于约15重量％或不大于约12重量％的LOI。
项目18.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品具有比常规研磨制品(CAA)的断裂功(wof)大至少约1％、大至少约2％、大至少约3％、大至少约5％、大至少约7％或比CAA的断裂功(wof)大至少约10％的断裂功(wof)，并且所述CAA包含：
(a)具有LOI小于2重量％的涂层的CSF；
(b)无第二涂层的CSF；或
(c)长度小于6.3mm的CSF。
项目19.这些项目中任一项的研磨制品，其中与用连续纤维幅材增强而无CSF的常规研磨制品(CAA)相比，所述研磨制品具有：
偏离CAA的断裂功(Wof)在约5％内、在约10％内或偏离CAA的断裂功(Wof)在约15％内的断裂功(Wof)。
项目20.这些项目中任一项的研磨制品，其中与用连续纤维幅材增强而无CSF的常规研磨制品(CAA)相比，所述研磨制品具有：
偏离CAA的强度(psi)在约1％内、在约5％内或偏离CAA的强度(psi)在约10％内的强度(psi)。
项目21.这些项目中任一项的研磨制品，其中与用连续纤维幅材增强而无CSF的常规研磨制品(CAA)相比，所述研磨制品具有：
偏离CAA的韧性(G1C)在约1％内、在约5％内或偏离CAA的韧性(G1C)在约10％内的韧性(G1C)。
项目22.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF分散在所述研磨制品的至少一部分中。
项目23.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF基本无规地分配在整个研磨部分中。
项目24.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品具有轴向厚度，并且所述CSF具有不大于所述轴向厚度的最大长度。
项目25.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述CSF形成为研磨混合料中的离散层。
项目26.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述离散层包含多个由研磨混合料的部分彼此轴向分离的离散层。
项目27.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述离散层为CSF的烧结垫以便CSF为整体的。
项目28.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品为轮，所述轮具有轴、外径(OD)和内径(ID)，并且所述CSF的最大长度不大于(OD-ID)/2。
项目29.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品还包含至少一个由连续纤维增强材料形成的幅材，使得所述研磨体由CSF和幅材增强。
项目30.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品包含至少约1体积％、至少约2体积％、至少约3体积％、至少约4体积％、至少约5体积％、至少约6体积％、至少约9体积％并且不大于约25体积％、不大于约20体积％、不大于约15体积％的体积百分数的CSF。
项目31.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品包含约25体积％至约50体积％的有机结合剂、约40体积％至约70体积％的研磨颗粒和约6体积％至约12体积％的CSF。
项目32.一种制造研磨制品的方法，其包括：
制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨混合料；
在模具中将所述研磨混合料成形为研磨制品的形状；
将连续原丝纱线或粗纱短切成短切原丝纤维(CSF)，其至少一些具有至少约6.3mm的长度；
在具有研磨混合料的模具中沉积CSF；和然后
模制研磨制品使得CSF形成研磨制品的增强材料。
项目33.这些项目中任一项的方法，其中所述连续原丝纱线或粗纱具有第一涂层，所述方法还包括在短切之前向所述第一涂层上施加第二涂层。
项目34.这些项目中任一项的方法，其中短切包括在成形后和模制前实时原位短切CSF。
项目35.一种制造研磨制品的方法，其包括：
制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；
用涂布有烧失量(LOI)为至少约2重量％的热塑性涂层的短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品；和
模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
项目36.一种制造研磨制品的方法，其包括：
制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；
用涂布有第一涂层和在第一涂层上的第二涂层的短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品；和
模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
项目37.一种制造研磨制品的方法，其包括：
制备包含有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；
用短切原丝纤维(CSF)增强研磨制品，所述短切原丝纤维(CSF)中的至少一些具有至少约6.3mm的长度；和
模制所述研磨部分与CSF以形成研磨制品。
项目38.这些项目中任一项的方法，其中所述CSF以连续原丝纱线或粗纱提供，并且所述方法还包括在制备研磨部分后和模制前将连续原丝纱线或粗纱短切成CSF。
项目39.这些项目中任一项的方法，其中增强包括混合CSF与至少一部分研磨制品使得CSF分配在研磨制品内。
项目40.这些项目中任一项的方法，其中增强包括邻近研磨部分放置CSF的层使得研磨制品具有层状结构。
项目41.这些项目中任一项的研磨制品，其中所述研磨制品具有比常规研磨制品(CAA)的断裂功(wof)大至少约5％、大至少约10％、大至少约20％、大至少约40％、大至少约60％、比CAA大至少约70％、不大于150％、不大于125％、不大于100％的断裂功(wof)，并且所述CAA包含以下中的至少之一：
(a)具有LOI小于2重量％的涂层的CSF；
(b)无第二涂层的CSF；
(c)长度小于6.3mm的CSF；和
(d)带热固性涂层的CSF。
项目42.一种研磨制品，其包含：
具有有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；和增强材料，所述增强材料包含以下中的至少之一：
(a)涂布有烧失量(LOI)为至少约2.4重量％的热塑性涂层的短切原丝纤维(CSF)；
(b)涂布有第一涂层和在所述第一涂层上的第二涂层的CSF；和
(c)CSF，其至少一些具有至少约6.3mm的长度。
本书面描述使用实例来公开实施例，包括最佳方式，并还允许本领域普通技术人员实施和使用本发明。专利范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员想到的其它实例。此类其它实例意在涵盖在权利要求书的范围内，如果它们具有不与权利要求书的书面语言不同的结构元件或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质性差异的等价结构元件的话。
注意不是上面在一般性描述或实例中描述的所有活动都是需要的，而是一部分特定的活动可能不需要，并且除所描述的那些外可能还执行一个或多个其它的活动。还此外，其中活动被列出的顺序不一定为它们被执行的顺序。
在前面的说明书中，已结合具体的实施例描述了概念。然而，本领域普通技术人员应理解，可作各种修改和改变而不偏离如下面的权利要求书中所规定的本发明的范围。因此，说明书和附图应视为示意性的而非限制性的，并且所有此类修改意在涵盖在本发明的范围内。
如本文所用，术语“包含”“包括”“具有”或它们的任何其它变型意在涵盖非排他性的包括。例如，包括特征列表的工艺、方法、制品或装置不一定仅限于这些特征而是可包括未明确列出的或此类工艺、方法、制品或装置所固有的其它特征。此外，除非明确指出相反，否则“或”指包括性的或而非排他性的或。例如，条件A或B由以下中的任何之一满足：A为真(或存在)而B为假(或不存在)，A为假(或不存在)而B为真(或存在)，及A和B均为真(或存在)。
此外，“一种”的使用用来描述本文描述的要素或部件。这样做仅是为了方便和给出本发明的范围的一般意义。此描述应理解为包括一种或至少一种并且单数还包括复数，除非很明显是其它意思。
上文已结合具体实施例描述了有益效果、其它优点和问题的解决方案。然而，有益效果、优点、问题的解决方案及可能使得任何有益效果、优点或解决方案发生或变得更明显的任何特征不应理解为是任何或所有权利要求关键、要求或必需的特征。
在阅读本说明书后，熟练技术人员应理解，本文中为清楚起见在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可在单个实施例中组合地提供。反过来，为简洁起见在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可分别地或以任何子组合提供。此外，范围中述及的值的提及包括该范围内的每一个值。

Claims (12)

1.一种研磨制品，所述研磨制品包含：
具有有机结合剂和研磨颗粒的研磨部分；和增强材料，其特征在于所述增强材料包含：
涂布有第一涂层和在所述第一涂层上的第二涂层的短切原丝纤维(CSF)，其中所述第一涂层包含直接上胶热固性涂层，所述直接上胶热固性涂层具有小于2重量％的烧失量(LOI)，并且所述第二涂层包含有烧失量(LOI)为至少2.4重量％的热塑性涂层。
2.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述第二涂层是不交联的。
3.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述第一涂层包含LOI小于2重量％的直接上胶涂层。
4.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述CSF包含在134 TEX(3700yd/lb)至1830TEX(271yd/lb)的范围内的细度。
5.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述热塑性涂层包含热塑性酚醛清漆、苯氧树脂和聚氨酯中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的研磨制品，其中少于10％的所述热塑性涂层为交联的。
7.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨制品为轮，所述轮具有轴、外径(OD)和内径(ID)，并且所述CSF的最大长度不大于(OD-ID)/2。
8.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨制品包含至少1体积％并且不大于25体积％的体积百分数的所述CSF。
9.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述研磨制品包含25体积％至50体积％的所述有机结合剂、40体积％至70体积％的所述研磨颗粒和6体积％至12体积％的所述CSF。
10.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述CSF的至少一些具有至少6.3mm的长度。
11.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述热塑性涂层包含酚醛树脂。
12.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述CSF分散在所述研磨制品的至少一部分中或者形成为所述研磨混合料中的至少一个离散层。
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