CN111448032B - 多孔磨料制品 - Google Patents

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CN111448032B CN201880079267.0A CN201880079267A CN111448032B CN 111448032 B CN111448032 B CN 111448032B CN 201880079267 A CN201880079267 A CN 201880079267A CN 111448032 B CN111448032 B CN 111448032B
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Abstract

本发明公开了一种磨料制品，该磨料制品包括附接层和磨料层。附接层包括多孔背衬，该多孔背衬具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙从第一主表面延伸到第二主表面。磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面，并且包括固化组合物、至少部分地嵌入固化组合物中的磨料颗粒、以及从第三主表面延伸到第四主表面的多个第二空隙。附接层的第一主表面与磨料层的第三主表面相邻，并且多个第二空隙的图案独立于多个第一空隙的图案。

Description

多孔磨料制品
背景技术
干砂磨操作会产生大量气载粉尘，这是很常见的。为了最大程度地减少这种气载粉尘，通常使用研磨盘工具，同时通过研磨盘从研磨侧通过盘的背面抽真空，并抽入到粉尘收集***中。为此，许多磨料具有转换到其中的孔，以利于这种除尘。作为将除尘孔转换到研磨盘中的另选方案，存在商业产品，在这些商业产品中，磨料被涂覆到网式针织背衬的纤维上，在该背衬中，环被针织到磨料制品的背面中。环用作钩环附接***的环部分，用于附接到工具。仅将磨料涂覆到网式背衬的纤维上会导致研磨盘上研磨面积的百分比非常低。因此，与具有除尘孔的常规磨料相比，这类磨料的研磨性能(切割和/或寿命)较低。当与已知严重填充传统磨料的基材一起使用时，已知网式产品提供优异的除尘和/或抗填充特性。然而，仍然缺乏切割和/或寿命性能。因此，需要一种网式产品，其提供增强的切割和/或寿命性能，同时展示出优异的除尘。
附图说明
附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。
图1是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的透视图。
图2是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的侧面剖视图。
图3A和图3B是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的顶视图。
图4A和图4B是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的顶视图。
图5是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的侧面剖视图。
图6和图7是根据本公开的各种实施方案的磨料制品的侧面剖视图。
图8为本公开的网状背衬1、实施例3和比较例B的表面形貌特征的曲线图。
应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和示例。这些图可不按比例绘制。
具体实施方式
本文所述的实施方案涉及一种磨料制品，该磨料制品不仅保持网式背衬上的磨料的除尘优点，而且还展示出常规磨料的磨料性能(切割和/或寿命)优点。这种有益效果(除尘和切割和/或寿命)的组合是可能的，因为磨料涂覆有图案，从而形成磨料涂层的明确区域以及不具有任何磨料涂层的开口区域。由于磨料涂层不仅位于针织背衬的纤维上，因此可独立于网式针织背衬来设计图案化磨料区域，以优化研磨性能和除尘两者。
参考图1，本公开的磨料制品的实施方案包括由数字100指代的磨料制品。磨料制品100包括：附接层110，该附接层还包括具有第一主表面102和相反的第二主表面104的多孔背衬层160；以及磨料层120，该磨料层具有第三主表面122和相反的第四主表面124。多孔背衬层160包括多个第一空隙140(虚线)，该多个第一空隙形成第一图案并且从多孔背衬层160的第一主表面102延伸到第二主表面104。在一些实施方案中，附接层110可包括两部分互连附接机构的一部分。两部分互连附接机构可以是钩环两部分互连附接机构。在一些实施方案中，两部分互连附接机构的一部分可以是钩环两部分互连附接机构的钩部分。在一些实施方案中，两部分互连附接机构的一部分可以是钩环两部分互连附接机构的环部分。在一些实施方案中，附接层110的多孔背衬层160可包括两部分互连附接机构的一部分，即两部分互连附接机构的一部分与多孔背衬层160成一整体，例如钩环两部分互连附接机构的环部分。任选地，附接层110可包括两部分互连附接机构层150的一部分。两部分互连附接机构层150的任选的一部分可与多孔背衬层160的第二主表面104相邻定位。磨料层120包含固化组合物和至少部分地嵌入固化组合物中的磨料颗粒；以及多个第二空隙130，该多个第二空隙不含固化组合物，从第三主表面122延伸到第四主表面124并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案。多孔背衬层160的第一主表面102与磨料层的第三主表面122相邻。在一些实施方案中，磨料层120为连续磨料层。在一些实施方案中，磨料层120为连续磨料层，并且不采用两部分互连附接机构层150的任选的一部分。
在一些示例中，本文所述的各种实施方案的磨料制品表现出以至少约1.0L/s、1.5L/s、2.0L/s、2.5L/s或甚至3.0L/s的速率通过制品的气流，使得在使用时，粉尘可通过磨料制品从研磨表面去除。
如本文所用，在连续磨料层120的上下文中，术语“连续的”通常意指线例如线L和L'可从磨料层120的边缘108延续到另一个边缘112以及从边缘108延续到另一个边缘112’，如图4A所示。换句话讲，磨料层120未被中断，如图4B所示，呈条纹形式。
图2示出了沿箭头方向观察的沿图1的线2-2截取的、由数字100指代的磨料制品的截面。如图2所示，磨料制品100包括：附接层110，该附接层包括多孔背衬层160，该多孔背衬层包括具有第一主表面102和相反的第二主表面104的多孔背衬层160。多孔背衬层160包括多个第一空隙140，该多个第一空隙形成第一图案并且从多孔背衬层160的第一主表面102延伸到第二主表面104。在一些实施方案中，多孔背衬层160可为两部分互连附接机构的一部分，即两部分互连附接机构的一部分与多孔背衬层160成一整体。任选地，附接层110可包括两部分互连附接机构层150的一部分。两部分互连附接机构层150的任选的一部分可与多孔背衬层160的第二主表面104相邻定位。磨料制品100还包括具有第三主表面122和相反的第四主表面124的磨料层120(例如，连续磨料层)，该磨料层包括：固化组合物125和至少部分地嵌入固化组合物中的磨料颗粒106；以及多个第二空隙130，该多个第二空隙不含固化组合物，从第三主表面122延伸到第四主表面124并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案，并且其中多孔背衬层160的第一主表面102与磨料层的第三主表面122相邻。
在一些实施方案中，多个空隙130和多个空隙140中的至少一者形成规则图案。图3A示出了可形成于磨料层120中的空隙130的规则图案以及可形成于附接层110中的空隙140的规则图案，而图3B示出了可形成于磨料层120中的空隙130的不规则图案和可形成于附接层110中的空隙140的规则图案。在一些实施方案中，多个空隙130和多个空隙140两者形成不规则图案。
尽管图1、图3A和图3B示出空隙130和140为具有基本上圆形的形状，并且空隙130通常大于空隙140，但空隙可具有任何合适的形状(例如，长方形、正方形、三角形、菱形等)并且可具有任何合适的尺寸。此外，并非所有空隙130都与空隙140完全重叠。如图2、图3A和图3B所示，在一些实施方案中，空隙130可与空隙140完全重叠，但并非所有空隙130都需要与空隙140重叠。然而，如本领域的技术人员将会知道，空隙130和空隙140之间较大百分比的重叠将可能得到本文所述的磨料制品的除尘优点。
在一些实施方案中，磨料层120覆盖附接层110的第一主表面102的不大于约40％、不大于约50％、不大于约60％、不大于约70％、不大于约80％、不大于约90％、不大于95％或甚至不大于约98％。在一些实施方案中，磨料层120覆盖附接层110的第一主表面102的约50％至约98％、约50％至约95％、约50％至约90％、约50％至约85％、约50％至约80％、约60％至约98％、约60％至约95％、约60％至约90％、约60％至约85％、约60％至约80％、约70％至约98％、约70％至约95％、约70％至约90％、约70％至约85％或甚至约70％至约80％。在一些情况下，这意味着尽管磨料层120的边缘与附接层110的边缘基本上重叠，例如，如图1所示，但空隙130的面积使得磨料层120的第三主表面122覆盖附接层110的第一主表面102的不大于98％。
在一些实施方案中，包括磨料颗粒106的第四主表面124的表面形貌独立于附接层110的第一主表面102的形貌。换句话讲，即使附接层110的第一主表面102的形貌为“波状”，如图5所示，第四主表面124的表面形貌也可为基本上平坦的，并且不需要/不遵循附接层110的第一主表面102的波状形貌。
如本文所用，术语“至少部分地嵌入”通常意指磨料颗粒的至少一部分嵌入固化组合物中，使得磨料颗粒锚固在固化组合物中。
图6示出了由数字200指代的磨料制品的一个示例，该磨料制品结合了图2所示的所有特征部，为了简洁起见，将不再讨论这些特征部，而且还结合了具有复胶层空隙空间203的复胶层202。
在一些实施方案中，本文所述的各种实施方案的磨料制品可具有除了复胶层202之外的顶胶层。图7示出了由数字300指代的磨料制品，该磨料制品结合了图2所示的所有特征部，为了简洁起见，将不再讨论这些特征部，而且还结合了具有复胶层空隙空间203的复胶层202以及具有顶胶层空隙空间205的顶胶层204。
任选地但未示出，一个或多个附加层可设置在本文所述的层中的任一个之间，以有助于将层彼此粘附、提供印刷图像、充当阻挡层、或用于本领域已知的任何其它用途。但本文所述的层构型并非旨在为详尽的，并且应当理解，可相对于图1至图7所描绘的示例中的任一个来添加或移除层。
本文所述的各种实施方案的磨料制品的磨料层包含可固化组合物。在固化时，可固化组合物称之为固化组合物。在一些实施方案中，固化组合物包括固化环氧丙烯酸酯树脂组合物和固化酚醛树脂组合物中的至少一种。
在一些实施方案中，可固化组合物包括酚醛树脂组合物。可用的酚醛树脂包括酚醛清漆和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂的特征在于被酸催化并且甲醛与酚的比率为小于1，通常介于0.5:1和0.8:1之间。甲阶酚醛树脂的特征在于被碱催化并且甲醛与酚的比率为大于或等于一，通常为1:1至3:1。线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂可被化学改性(例如，通过与环氧化合物反应)，或者它们可不被改性。适用于固化酚醛树脂以制备包含在磨料层中的固化酚醛树脂组合物的酸性催化剂的示例包括硫酸、盐酸、磷酸、草酸和对-甲苯磺酸。适用于固化酚醛树脂的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、有机胺或碳酸钠。
酚醛树脂是公知的，并且可容易地从商业来源获得。可商购获得的酚醛清漆树脂的示例包括DUREZ 1364，其为一种两步粉末化的酚醛树脂(以商品名VARCUM(例如，29302)由德克萨斯州艾迪生的杜雷兹公司(Durez Corporation,Addison,Tex.)出售)；或者HEXION AD5534 RESIN(由肯塔基州路易斯维尔的瀚森化工公司(Hexion SpecialtyChemicals,Inc.,Louisville,Ky.)出售)。可用于实施本公开的可商购获得的甲阶酚醛树脂的示例包括以商品名VARCUM(例如，29217、29306、29318、29338、29353)由德克萨斯州艾迪生的杜雷兹公司(Durez Corporation,Addison,Tex.)出售的那些；以商品名AEROFENE(例如，AEROFENE 295)由佛罗里达州巴托的亚什兰化学公司(Ashland Chemical Co.,Bartow,Fla.)出售的那些；以及商品名“PHENOLITE”(例如，PHENOLITE TD-2207)由韩国首尔的江南化学有限公司(Kangnam Chemical Company Ltd.,Seoul,South Korea)出售的那些。
在其它实施方案中，可固化组合物包括可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物。在一些实施方案中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约10Pa-s至约10,000Pa-s的在125℃和1Hz频率下的复数粘度；并且磨料颗粒至少部分地嵌入可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物中。在一些具体示例中，固化组合物/磨料层为可固化组合物的光聚合产物。在一些示例中，固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约300MPa的在25℃和1Hz频率下的储能模量(G’)。并且，在一些情况下，除了约10Pa-s至约10,000Pa-s的在125℃和1Hz频率下的复数粘度之外，可固化组合物还具有约1,000Pa-s至约100,000Pa-s的在25℃和1Hz频率下复数粘度。
在一些实施方案中，可固化组合物具有至少约10Pa-s、至少约50Pa-s、至少约100Pa-s、至少约1,000Pa-s、至少约2,000Pa-s、至少约3,000Pa-s、至少约5,000Pa-s或至少约6,000Pa-s的在125℃和1Hz频率下的复数粘度。在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有高达约1,000Pa-s、高达约2,000Pa-s、高达约3,000Pa-s、高达约5,000Pa-s、高达约6,000Pa-s、高达约8,000Pa-s或高达约10,000Pa-s的在125℃和1Hz频率下的复数粘度。在其它示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约10Pa-s至约10,000Pa-s、约1000Pa-s至约8000Pa-s、约2000Pa-s至约5,000Pa-s、约500Pa-s至约3,000Pa-s、约2,000Pa-s至约7000Pa-s或约3,000Pa-s至约10,000Pa-s的在125℃和1Hz频率下的复数粘度。
在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物还具有至少约1000Pa-s、至少约4000Pa-s、至少约8000Pa-s、至少约10,000Pa-s、至少约12,000Pa-s、至少约20,000Pa-s、至少约50,000Pa-s或至少约80,000Pa-s的在25℃和1Hz频率下的复数粘度。在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有高达约100,000Pa-s、高达约10,000Pa-s、高达约12,000Pa-s、高达约15,000Pa-s、高达约30,000Pa-s、高达约50,000Pa-s或高达约80,000Pa-s的在25℃和1Hz频率下的复数粘度。在其它示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约1000Pa-s至约100,000Pa-s、约1000Pa-s至约8000Pa-s、约6000Pa-s至约15,000Pa-s、约8000Pa-s至约30,000Pa-s、约20,000Pa-s至约80,000Pa-s或约30,000Pa-s至约60,000Pa-s的在25℃和1Hz频率下的复数粘度。
在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约5,000Pa、至少约20,000Pa、至少约30,000Pa或至少40,000Pa的在25℃和1Hz频率下的储能模量(G’)。在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有高达约20,000Pa、高达约30,000Pa、高达约40,000Pa或高达约50,000Pa的在25℃和1Hz频率下的G'。在其它示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约5000Pa至约10,000Pa、10,000Pa至约50,000Pa、约20,000Pa至约40,000Pa、约25,000Pa至约40,000Pa或约25,000Pa至约35,000Pa的在25℃和1Hz频率下的G’。
在一些示例中，可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约5,000Pa、至少约20,000Pa、至少约30,000Pa或至少40,000Pa的在25℃和1Hz频率下的损耗模量(G”)。在一些示例中，可固化组合物具有高达约20,000Pa、高达约30,000Pa、高达约40,000Pa或高达约50,000Pa的在25℃和1Hz频率下的G"。在其它示例中，可固化组合物具有约5000Pa至约10,000Pa、10,000Pa至约50,000Pa、约20,000Pa至约40,000Pa、约25,000Pa至约40,000Pa或约25,000Pa至约35,000Pa的在25℃和1Hz频率下的G”。
在一些示例中，通过固化可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的10cm×5cm×0.07mm的膜(然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有至少约300MPa、至少约400MPa、至少约600MPa或至少约800MPa的在25℃和1Hz频率下的G’。在一些示例中，固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有高达约400MPa、高达约500MPa、或高达约950MPa的G'。在一些示例中，由固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物形成的10cm×5cm×0.07mm的膜(然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有约300MPa至约950MPa；约400MPa至约800MPa；或约300MPa至约600MPa的G’。
在一些示例中，通过固化可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的10cm×5cm×0.07mm的膜(然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有至少约100MPa、至少约200MPa、至少约250MPa或至少约350MPa的在25℃和1Hz频率下的G”。在一些示例中，固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有高达约200MPa、高达约300MPa、或高达约400MPa的G"。在一些示例中，由固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物形成的10cm×5cm×0.07mm的膜(然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有约100MPa至约300MPa；约100MPa至约200MPa；或约150MPa至约250MPa的G”。
可使用TA Instruments Discovery HR-2流变仪获得复数粘度G'和G”测量值，该流变仪具有直接探测聚合物的粘弹特性并生成时间温度叠加(TTS)曲线的一次性8mm直径铝平行板几何形状。测量可在线性粘弹性体系内的恒定标称应变值下进行，该值在1Hz下用应变扫描(0.004％至2.0％振荡应变)确定。以10℃/梯度使样品经历温度梯度频率扫描实验。可利用时间温度叠加方法来调查在宽频范围内的频率依赖性。每种聚合物的所得G'和G"可使用TA Instruments TRIOS软件包和水平移位因子(aT)进行移位。基于G'和G"两者的移位和重叠的主曲线产生水平移位因子，其可使用TRIOS拟合至WLF方程。然后可在25℃下以1Hz频率提取G'和G"以及复数粘度值。
在一些实施方案中，通过固化具有不含可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的膜(例如，38mm×50mm×0.50mm或0.70mm的膜，然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有约0.01N-mm至约0.5N-mm(例如，约0.01N-mm至约0.1N-mm、约0.05N-mm至约0.1N-mm或约0.05N-mm至约0.09N-mm)的刚度。
在一些示例中，通过固化具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的膜(例如，38mm×50mm×0.50mm或0.70mm的膜，然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有不超过约0.5N-mm、不超过约0.3N-mm、不超过约0.2N-mm、不超过约0.1N-mm或不超过约0.09N-mm的使用本文所述的方法测定的刚度。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约0.01N-mm、至少约0.05N-mm、至少约0.09N-mm；至少约0.1N-mm或至少约0.2N-mm的刚度。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约0.01N-mm至约0.5N-mm(例如，约0.01N-mm至约0.1N-mm、约0.05N-mm至约0.1N-mm或约0.05N-mm至约0.09N-mm)的刚度。
在一些示例中，通过固化具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的膜(例如，38mm×50mm×0.50mm或0.70mm的膜，然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有不超过约1.5N、不超过约0.7N、不超过约0.5N、不超过约0.3N或不超过约0.1N的使用本文所述的方法测定的弯曲力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约0.2N、至少约0.5N、至少约0.7N；至少约0.9N或至少约1.0N的弯曲力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约0.1N至约1.5N(例如，约0.2N至约0.9N、约0.3N至约0.5N或约0.4N至约0.9N)的弯曲力。
在一些示例中，通过固化具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的膜(例如，38mm×50mm×0.50mm或0.70mm的膜，然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有不超过约1.5N、不超过约0.7N、不超过约0.5N、不超过约0.3N或不超过约0.1N的使用本文所述的方法测定的在保持时间之后的力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约0.2N、至少约0.5N、至少约0.7N；至少约0.9N或至少约1.0N的在保持时间之后的力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约0.1N至约1.5N(例如，约0.2N至约0.9N、约0.3N至约0.5N或约0.4N至约0.9N)的在保持时间之后的力。
在一些示例中，通过固化具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物而形成的膜(例如，38mm×50mm×0.50mm或0.70mm的膜，然而，膜可具有任何合适的尺寸)具有不超过约1.5N、不超过约0.7N、不超过约0.5N、不超过约0.3N或不超过约0.1N的使用本文所述的方法测定的最大力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有至少约0.2N、至少约0.5N、至少约0.7N；至少约0.9N或至少约1.0N的最大力。在一些示例中，具有不含聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物的多个空隙的固化的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物具有约0.1N至约1.5N(例如，约0.2N至约0.9N、约0.3N至约0.5N或约0.4N至约0.9N)的最大力。
本文列举并更详细地描述了用于制备包含在磨料层中的固化组合物的可固化组合物中的可用组分。在一些示例中，本文所述的各种实施方案的可固化组合物包含：i)约15重量份至约50重量份的THF(甲基)丙烯酸酯共聚物组分；ii)约25重量份至约50重量份的一种或多种环氧树脂；iii)约5重量份至约15重量份的一种或多种羟基官能聚醚；iv)在约10重量份至约25重量份范围内的至少一种含多羟基的化合物；其中i)至iv)的总和为100重量份；以及v)相对于100份的i)至iv)，约0.1重量份至约5重量份的光引发剂。
在一些实施方案中，包含在可固化组合物中的可聚合环氧丙烯酸酯树脂组分包含四氢糠基(THF)(甲基)丙烯酸酯共聚物组分；一种或多种环氧树脂；以及一种或多种羟基官能聚醚。
四氢糠基(THF)(甲基)丙烯酸酯共聚物组分由可聚合混合物形成。除非另外指明，否则THF丙烯酸酯和THF甲基丙烯酸酯将缩写为THFA。更具体地讲，可固化组合物包含由可聚合组合物形成的THFA共聚物组分，该可聚合组合物包含一种或多种四氢糠基(甲基)丙烯酸酯单体、一种或多种C1-C8(甲基)丙烯酸酯单体、一种或多种任选的阳离子反应性官能(甲基)丙烯酸酯单体、一种或多种链转移剂和一种或多种光引发剂。
THFA共聚物组分包含C1-C8烷基(甲基)丙烯酸酯单体。可用单体包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，包括所有的异构体，以及它们的混合物。在一些实施方案中，醇选自C3-C6链烷醇，并且在某些实施方案中，链烷醇的碳数摩尔平均值是C3-C6。已发现，在该范围内，共聚物与本文所述的环氧树脂组分具有足够的可混溶性。
此外，THFA共聚物组分可含有阳离子反应性单体(例如，具有阳离子反应性官能团的(甲基)丙烯酸酯单体)。此类单体的示例包括例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯和(甲基)丙烯酸烷氧基甲硅烷基烷基酯，诸如丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯。
在一些实施方案中，共聚物由可聚合混合物形成，该可聚合混合物包含一种或多种链转移剂，该一种或多种链转移剂除了其它方面之外用于控制所得THFA共聚物组分的分子量。可用的链转移剂的示例包括但不限于四溴化碳、醇、硫醇诸如巯基乙酸异辛酯以及它们的混合物。如果使用，则可聚合的混合物可包含以可聚合材料的总重量计，高达0.5重量的链转移剂。例如，可聚合混合物可包含0.01重量％至0.5重量％、0.05重量％至0.5重量％、或0.05重量％至0.2重量％的链转移剂。
在一些实施方案中，THFA共聚物组分基本上不包含酸官能单体，其存在可引发环氧树脂在可固化组合物的UV固化之前的聚合。在一些实施方案中，共聚物还不包含任何胺官能单体。此外，在一些实施方案中，该共聚物不含具有碱性足以抑制可固化组合物的阳离子固化的部分的任何丙烯酸类单体。
THFA共聚物通常包含以下物质的聚合单体单元：(A)40重量％-60重量％(例如，50重量％-60重量％和45重量％-55重量％)的四氢糠基(甲基)丙烯酸酯；(B)40重量％-60重量％(例如，40重量％-50重量％和45重量％-55重量％)的C1-C8(例如，C3-C6)烷基(甲基)丙烯酸酯单体；以及(C)0重量％-10重量％(例如，1重量％-5重量％、0重量％-5重量％和0重量％-2重量％)的阳离子反应性官能单体，其中A)-C)的总和为100重量％。
根据磨料层(固化的和/或未固化的)的所需特性，本文所述的各种实施方案的可固化组合物可包含各种量的一种或多种THFA共聚物。在一些实施方案中，基于可固化组合物中单体/共聚物的100份的总重量计，可固化组合物以15份-50份(例如，25份-35份)的量包含一种或多种THFA共聚物。
可固化组合物可包含一种或多种热塑性聚酯。合适的聚酯组分包括半结晶聚酯以及非结晶和支化聚酯。但在一些实施方案中，本文所述的各种实施方案的可固化组合物基本上不包含热塑性聚酯；包含不超过痕量的热塑性聚酯；或包含将不会显著影响可固化组合物的特性的量。
热塑性聚酯可以包括具有羟基和羧基端基的聚己内酯和聚酯，并且在室温下可以是非结晶或半结晶的。在一些实施方案中，聚酯为在室温下为半结晶的羟基封端的聚酯。“非结晶”的材料具有玻璃化转变温度，但是在差示扫描量热仪(“DSC”)上测定时不显示可测量的结晶熔点。在一些实施方案中，玻璃化转变温度小于约100℃。为“半结晶”的材料显示出通过DSC测定的结晶熔点，在一些实施方案中具有约120℃的最大熔点。
聚合物中的结晶度也可通过冷却时加热至非结晶状态的片材的混浊或不透明性来反映。当聚酯聚合物被加热到熔融状态并被刮涂到衬垫上以形成片材时，它是非结晶的，并且观察到片材是清晰且相当透明的。当片材中的聚合物冷却时，结晶域形成，并且结晶的特征在于片材的混浊变成半透明或不透明状态。通过混合具有不同结晶度的非结晶聚合物和半结晶聚合物的任何相容组合，结晶度可以在聚合物中变化。通常优选的是，在使用或应用之前，允许被加热到非结晶状态的材料有足够的时间返回到其半结晶状态。片材的混浊提供了确定聚合物中已发生一定程度的结晶的方便的非破坏性方法。
聚酯可包括成核剂以增加给定温度下的结晶速率。可用成核剂包括微晶蜡。合适的蜡可以包括包含长度大于14个碳原子的碳链的醇(CAS#71770-71-5)或由得克萨斯州休斯顿的贝克休斯公司以UNILINTM700出售的乙烯均聚物(CAS#9002-88-4)。
在一些实施方案中，聚酯在室温下为固体。聚酯可具有约7,500g/mol至200,000g/mol(例如，约10,000g/mol至50,000g/mol，以及约15,000g/mol至30,000g/mol)的数均分子量。
可用于本文所述的各种实施方案的可固化组合物中的聚酯包括二羧酸(或它们的二酯等价物)和二醇的反应产物。二酸(或二酯等价物)可以是包含4至12个碳原子的饱和脂族酸(包括环中具有5至6个碳原子的支链、非支链或环状材料)和/或包含8至15个碳原子的芳族酸。合适的脂族酸的示例为琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,12-十二烷二酸、1,4-环己烷二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、2-甲基琥珀酸、2-甲基戊二酸、3-甲基己二酸等。合适的芳族酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、4,4'-二苯甲酮二甲酸、4,4'-二苯基甲烷二甲酸、4,4'-二苯基硫醚二甲酸、以及4,4'-二苯基胺二甲酸。在一些实施方案中，二元酸中的两个羧基之间的结构仅包含碳原子和氢原子。在一些具体的实施方案中，二元酸中的两个羧基之间的结构为亚苯基。可使用上述二酸的共混物。
二醇包括具有2至12个碳原子的支链、非支链和环状脂肪族二醇。合适的二醇的示例包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,6-己二醇、环丁烷-1,3-二(2'-乙醇)、环己烷-1,4-二甲醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、以及新戊二醇。还可使用包括聚(氧基亚烷基)二醇的长链二醇，其中亚烷基基团包含2至9个碳原子(例如，2至4个碳原子)。可使用上述二醇的共混物。
可用的可商购获得的羟基封端的聚酯材料包括各种饱和直链、半结晶共聚酯，其购自德北莱因-威斯特伐利亚埃森的赢创工业公司(Evonik Industries,Essen,NorthRhine-Westphalia,Germany)，诸如UDYNAPOLTMS1401、DYNAPOLTMS1402、DYNAPOLTMS1358、DYNAPOLTMS1359、DYNAPOLTM S1227和DYNAPOLTMS1229。购自赢创工业公司(EvonikIndustries)的可用的饱和线性非结晶共聚酯包括DYNAPOLTM1313和DYNAPOLTMS1430。
可固化组合物可以一定量包含一种或多种热塑性聚酯，该量根据磨料层的期望特性而改变。在一些实施方案中，基于可固化组合物中单体/共聚物的总重量计，可固化组合物以高达50重量％的量包含一种或多种热塑性聚酯。在存在的情况下，基于组合物中单体/共聚物的总重量计，一种或多种热塑性聚酯在一些实施方案中以至少5重量％、至少10重量％、至少12重量％、至少15重量％、或至少20重量％的量存在。在存在的情况下，基于可固化组合物中单体/共聚物的总重量计，一种或多种热塑性聚酯在一些实施方案中以至多20重量％、至多25重量％、至多30重量％、至多40重量％、或至多50重量％的量存在。
在一些实施方案中，可固化组合物包含一种或多种环氧树脂，该环氧树脂为包含至少一个环氧化物官能团的聚合物。可用于本公开的组合物的环氧树脂或环氧化物可以是可通过开环聚合的具有至少一个环氧乙烷环的任何有机化合物。在一些示例中，环氧树脂中的平均环氧基官能度大于一，并且在一些情况下，至少为二。环氧化物可以是单体或聚合的，以及脂族的、脂环族的、杂环的、芳族的、氢化的、或它们的混合物。在一些示例中，环氧化物每个分子包含不超过1.5个环氧基团，在一些情况下每个分子包含至少2个环氧基团。可用材料通常具有150g/mol至10,000g/mol(例如，180g/mol至1,000g/mol)的重均分子量。环氧树脂的分子量可被选择来提供可固化组合物或固化的组合物的所需特性。合适的环氧树脂包括具有末端环氧基团的线性聚合环氧化物(例如，聚亚烷氧基二醇二缩水甘油醚)，具有骨架环氧基团的聚合环氧化物(例如，聚丁二烯聚环氧基)，以及具有环氧侧基基团的聚合环氧化物(例如，甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物或共聚物)，以及它们的混合物。含环氧化物的材料包括具有以下通式的化合物：
Figure GDA0003767050060000131
其中R1为烷基、烷氧基、或芳基，并且n为1至6的整数。
环氧树脂包括芳族缩水甘油醚(诸如通过使多元酚与过量的环氧氯丙烷反应而制备的芳族缩水甘油醚)、脂环缩水甘油醚、氢化缩水甘油醚、以及它们的混合物。多元酚可以包括间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚和各种多核酚，诸如p,p'-二羟基二苄基、p,p'-二羟基二苯基、p,p'-二羟基苯基砜、p,p'-二羟基二苯甲酮、2,2'-二羟基-1,1-二萘甲烷，以及二羟基二苯基甲烷、二羟基二苯基二甲基甲烷、二羟基二苯基甲基甲烷、二羟基二苯基甲基丙基甲烷、二羟基二苯基乙基苯基甲烷、二羟基二苯基丙基苯基甲烷、二羟基二苯基丁基苯基甲烷、二羟基二苯基甲苯基乙烷、二羟基二苯基甲苯基甲基甲烷、二羟基二苯基二环己基甲烷和二羟基二苯基环已烷的2,2'、2,3'、2,4'、3,3'、3,4'和4,4'异构体。
还可用的是多元酚甲醛缩合产物以及含有仅作为反应基团的环氧基或羟基的缩水甘油醚。可用的可固化环氧树脂也在各种出版物中有所描述，包括例如，由Lee和Nevill所著的《环氧树脂手册》(Handbook of Epoxy Resins)(麦格劳-希尔图书公司(McGraw-Hill Book Co.)1967年出版)，和《聚合物科学与技术百科全书》(Encyclopedia ofPolymer Science and Technology)，6，第322页(1986年)。
所使用的环氧树脂的选择可取决于其预期的最终用途。例如，在需要更大量的延展性的情况下，可需要具有“柔性骨架”的环氧化物。材料诸如双酚A的二缩水甘油醚和双酚F的二缩水甘油醚可提供这些材料在固化时达到的所需的结构特性，同时，这些环氧树脂经过氢化后的产物可用于兼容具有油质表面的基材。
可用于本公开的可商购获得的环氧化物的示例包括双酚A二缩水甘油醚(例如，以商品名EPONTM828、EPONTM1001、EPONTM1004、EPONTM2004、EPONTM1510和EPONTM1310购自纽约州沃特福德的迈图专用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.,Waterford,NY)的那些；以商品名D.E.R.TM331、D.E.R.TM332、D.E.R.TM334和D.E.N.TM439购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Co.,Midland,MI)；以及以商品名EPONEXTM1510获得，购自瀚森公司(Hexion)的那些)；双酚F的二缩水甘油醚(其例如以商品名ARALDITETMGY 281获得，购自亨斯迈公司(Huntsman Corporation))；含有二缩水环氧官能团的有机硅树脂；阻燃剂环氧树脂(例如，其以商品名D.E.R.TM560获得，一种溴化处理的双酚型环氧树脂，购自陶氏化学公司(Dow Chemical Co.))；以及1,4-丁二醇二缩水甘油基醚。
可任选地向可固化组合物中添加具有至少一个缩水甘油醚末端部分且在一些情况下具有饱和或不饱和环状骨架的含环氧基的化合物，作为活性稀释剂。可添加活性稀释剂以用于各种用途，诸如以有助于加工，例如控制可固化组合物中的以及在固化期间的粘度，从而使固化的组合物更具柔性并且/或者使组合物中的材料增容。
此类稀释剂的示例包括：环己烷二缩水甘油基醚、间苯二酚二缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三缩水甘油基对氨基苯酚、N,N'-二缩水甘油基苯胺、N,N,N’N’-四缩水甘油基间二甲苯二胺和植物油聚缩水甘油醚。反应性稀释剂可以HELOXYTM107和CARDURATMN10从迈图专用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.)商购获得。组合物可包含增韧剂以有助于提供除了其它特征之外的剥离阻力和冲击强度。
可固化组合物可包含一种或多种具有100g/mol至1500g/mol的环氧当量的环氧树脂。在一些情况下，可固化组合物包含一种或多种具有300g/mol至1200g/mol的环氧当量的环氧树脂。并且，在其它实施方案中，本文所述的各种实施方案的可固化组合物包含两种或更多种环氧树脂，其中至少一种环氧树脂具有300g/mol至500g/mol的环氧当量，并且至少一种环氧树脂具有1000g/mol至1200g/mol的环氧当量。
可固化组合物可以一定的量包含一种或多种环氧树脂，该量取决于构成本文所述的各种实施方案的磨料制品的磨料层的可固化组合物的所需特性。在一些实施方案中，基于组合物的100份总重量计，可固化组合物以至少20重量份、至少25重量份、至少35重量份、至少40重量份、至少50重量份、或至少55重量份的量包含一种或多种环氧树脂。在一些实施方案中，基于可固化组合物中单体/共聚物的100份总重量计，一种或多种环氧树脂以至多45重量份、至多50重量份、至多75重量份、或至多80重量份的量存在。
乙烯基醚代表不同种类的单体(如环氧树脂)，其为可阳离子聚合的。这些单体可以用作本文公开的环氧树脂的替代物或与其组合。
虽然不希望受到任何具体理论限制，但是据信乙烯基醚单体具有高的双键电子密度并产生稳定的碳正离子，使得该单体在阳离子聚合中具有高反应性。为了避免抑制阳离子聚合，乙烯基醚单体可以限于不含氮的那些乙烯基醚单体。其示例包括甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚和1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚。乙烯基醚单体的优选示例包括三甘醇二乙烯基醚和环己烷二甲醇二乙烯基醚(两者均以商品名RAPI-CURE由肯塔基州卡温顿的亚什兰公司(Ashland,Inc.,Covington,Kentucky)销售)。
可固化组合物还可包含一种或多种羟基官能聚醚。在一些实施方案中，一种或多种羟基官能聚醚在25℃的温度和1atm(101千帕)的压力下为液体。在一些实施方案中，一种或多种羟基官能聚醚包括聚醚多元醇。相对于组合物中单体/共聚物的100份总重量，聚醚多元醇可以至少5份、至少10份、或至多15份的量存在。在一些实施方案中，相对于组合物中单体/共聚物的100份总重量，聚醚多元醇以至多15份、至多20份、或至多30份的量存在。
羟基官能聚醚的示例包括但不限于聚氧乙烯和聚氧丙烯二醇；聚氧乙烯和聚氧丙烯三醇以及聚氧化四亚甲基二醇。
合适的羟基官能聚(亚烷氧基)化合物包括但不限于POLYMEGTM系列的聚氧化四亚甲基二醇(得自田纳西州杰克逊的利安德巴塞尔公司(Lyondellbasell,Inc.,Jackson,TN))，TERATHANETM系列的聚氧化四亚甲基二醇(得自特拉华州纽瓦克的英威达公司(Invista,Newark,DE))；POLYTHFTM系列的聚氧化四亚甲基二醇(得自德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF SE,Ludwigshafen,Germany))；ARCOLTM系列的聚氧化丙烯多元醇(得自宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科技有限公司(Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA))以及VORANOLTM系列的聚醚多元醇(得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical Company,Midland,MI))。
用于形成磨料层的本文所述的各种实施方案的可固化组合物还可包含至少一种多羟基官能化合物，该至少一种多羟基官能化合物具有至少一个并且在一些情况下具有至少两个羟基基团。如本文所用，术语“多羟基官能化合物”不包括也包含羟基基团的本文所述的聚醚多元醇。在一些实施方案中，多羟基官能化合物基本上不含其它含有“活性氢”的基团，诸如氨基部分和巯基部分。另外，多羟基官能化合物也可基本上不含可能是热和/或光解不稳定的基团，使得化合物在固化期间暴露于UV辐射并且在一些情况下暴露于热时将不会分解。
在一些情况下，多羟基官能化合物包含两个或更多个伯或仲脂族羟基基团(即，羟基基团直接键合到非芳族碳原子)。在一些实施方案中，多羟基官能化合物具有至少0.01的羟基值。虽然不希望受任何具体理论的束缚，但是据信羟基基团参与与环氧树脂的阳离子聚合反应。
多羟基官能化合物可选自在环境条件下为固体的苯氧基树脂、乙烯-乙酸乙烯酯(“EVA”)共聚物、聚己内酯多元醇、聚酯多元醇和聚乙烯醇缩醛树脂。在一些实施方案中，多羟基官能化合物在25℃的温度和1atm(101千帕)的压力下为固体。羟基基团可以位于末端，或可以为聚合物或共聚物的侧基。在一些实施方案中，向本文所述的各种实施方案的可固化组合物添加多羟基官能化合物可改善动态搭接剪切强度并且/或者减少用于制备磨料层的可固化组合物的冷流。
一类可用的多羟基官能化合物为含羟基的苯氧基树脂。期望的苯氧基树脂包括由二缩水甘油基双酚化合物聚合得到的那些。通常，苯氧基树脂具有小于60,000g/mol(例如，在20,000g/mol至30,000g/mol的范围内)的数均分子量。可商购获得的苯氧基树脂包括但不限于购自南卡罗来那州罗克希尔的Inchem公司(Inchem Corp.,Rock Hill,SC)的PAPHENTMPKHP-200，以及得自南卡罗来纳州斯帕坦堡的美利肯化学公司(MillikenChemical,Spartanburg,SC)的SYN FACTM系列的聚亚氧烷基化双酚A，诸如SYN FACTM8009、8024、8027、8026和8031。
另一类可用的多羟基官能化合物为EVA共聚物树脂。虽然不希望受到任何具体理论约束，但是据信，这些树脂包含少量的游离羟基基团，并且EVA共聚物在阳离子聚合期间进一步脱乙酰化。含羟基的EVA树脂可例如通过部分地水解前体EVA共聚物来获得。
合适的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂包括但不限于含有至少约28重量％乙酸乙烯酯的热塑性EVA共聚物树脂。在一个实施方案中，EVA共聚物包括热塑性共聚物，按共聚物的重量计，该热塑性共聚物包含至少28重量％的乙酸乙烯酯、期望地至少40重量％的乙酸乙烯酯(例如，至少50重量％的乙酸乙烯酯，以及至少60重量％的乙酸乙烯酯)。在另一个实施方案中，EVA共聚物在共聚物中包含一定量的乙酸乙烯酯，该量在乙酸乙烯酯的28重量％至99重量％(例如，乙酸乙烯酯的40重量％至90重量％；乙酸乙烯酯的50重量％至90重量％；以及60重量％至80重量％的乙酸乙烯酯)的范围内的乙酸乙烯酯。
可商购获得的EVA共聚物的示例包括但不限于得自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(E.I.Du Pont de Nemours and Co.,Wilmington,DE)的ELVAXTM系列(包括ELVAXTM150、210、250、260和265)，得自得克萨斯州欧文的塞拉尼斯公司(Celanese,Inc.,Irving,TX)的ATEVATM系列；得自宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳公司(Bayer Corp.,Pittsburgh,PA)的LEVAPRENTM400，包括LEVAPRENTM450、452和456(45重量％的乙酸乙烯酯)；LEVAPRENTM500HV(50重量％的乙酸乙烯酯)；LEVAPRENTM600HV(60重量％的乙酸乙烯酯)；LEVAPRENTM700HV(70重量％的乙酸乙烯酯)；以及LEVAPRENTMKA 8479(80重量％的乙酸乙烯酯)，其各自得自德国科隆的朗盛公司(Lanxess Corp.,Cologne,Germany)。
附加可用的多羟基官能化合物包括购自陶氏化学公司(Dow Chemical)的TONETM系列的聚己内酯多元醇系列，得自瑞典柏斯托的柏斯托公司(Perstorp Inc.,Perstorp,Sweden)的CAPATM系列的聚己内酯多元醇，以及得自宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳公司(BayerCorporation,Pittsburgh,PA)的DESMOPHENTM系列的饱和聚酯多元醇，诸如DESMOPHENTM631A 75。
可固化组合物以一定量包含至少一种多羟基官能化合物，该量可根据可固化组合物(无论固化还是未固化)的期望特性而改变。基于组合物中单体/共聚物的100份总重量计，可固化组合物可以至少10重量份、至少15重量份、至少20重量份或至少25重量份的量包含至少一种多羟基官能化合物。在一些实施方案中，基于组合物中单体/共聚物的100份总重量计，至少一种多羟基官能化合物可以至多20份、至多25份或至多50份的量存在。
用于本文所述的各种实施方案的可固化组合物中的可用光引发剂包括用于i)使前体聚合物(例如，在一些实施方案中，四氢糠基(甲基)丙烯酸酯共聚物)聚合的光引发剂和ii)用于最终聚合可固化组合物的那些。
用于前者的光引发剂包括苯偶姻醚，诸如苯偶姻甲醚和苯偶姻异丙醚；取代的苯乙酮诸如2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮，可作为IRGACURETM651(巴斯夫公司(BASF SE))或ESACURETMKB-1(宾夕法尼亚州威彻斯特的沙多玛公司(Sartomer Co.,West Chester,PA))获得，二甲氧基羟基苯乙酮；取代的α-酮醇，诸如2-甲基-2-羟基苯丙酮；芳香族磺酰氯，诸如2-萘-磺酰氯；以及光敏肟，诸如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基-羰基)肟。在一些具体的实施方案中，光引发剂为取代的苯乙酮。
在一些实施方案中，光引发剂为发生Norrish I裂解以生成自由基的光活性化合物，该自由基可通过对丙烯酸类双键加成来引发。在一些实施方案中，每100重量份的前体聚合物组合物中，此类光引发剂以0.1至1.0pbw的量存在。此类光引发剂的示例包括但不限于离子光酸产生剂，其为可在暴露于光化辐射时生成酸的化合物。这些广泛用于引发阳离子聚合，在这种情况下它们被称为阳离子光引发剂。
可用的离子光酸产生剂包括双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐(得自康涅狄格州斯特拉特福Hampford Research公司(Hampford Research Inc.,Stratford,CT)的FP5034TM)、作为Syna PI-6976TM购自新泽西州梅塔钦的Synasia公司(Synasia Metuchen,NJ)的三芳基锍盐(二苯基(4-苯硫基)苯基锍六氟锑酸盐、双(4-(二苯基硫鎓)苯基)硫醚六氟锑酸盐)的混合物、(4-甲氧基苯基)苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)樟脑磺酸碘鎓盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟锑酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟磷酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓四苯基硼酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓甲苯磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、([4-(辛氧基)苯基]苯碘鎓六氟磷酸盐、([4-(辛氧基)苯基]苯碘鎓六氟锑酸盐、(4-异丙基苯基)(4-甲基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐(作为Rhodorsil 2074TM购自新泽西州东布朗士维克的蓝星有机硅公司(Bluestar Silicones,East Brunswick,NJ))、双(4-甲基苯基)碘鎓六氟磷酸盐(作为Omnicat 440TM购自伊利诺伊州巴特利特的IGM树脂公司(IGM Resins Bartlett,IL))、4-(2-羟基-1-十四烷氧基)苯基]苯基碘鎓六氟锑酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐(作为CT-548TM购自中国台湾省台北市的奇钛技术公司(ChitecTechnology Corp.Taipei,Taiwan,China))、二苯基(4-苯硫基)苯基锍六氟磷酸盐、双(4-(二苯基硫鎓)苯基)硫醚双(六氟磷酸盐)、二苯基(4-苯硫基)苯基锍六氟锑酸盐、双(4-(二苯基硫鎓)苯基)硫醚六氟锑酸盐、以及作为SYNATMPI-6992和SYNATMPI-6976(分别针对PF6和SbF6盐)购自新泽西州梅塔钦的Synasia公司(Synasia Metuchen,NJ)的这些三芳基锍盐的共混物。离子光酸产生剂的类似共混物作为UVI-6992和UVI-6976购自纽约州华盛顿港的阿塞托公司(Aceto Corporation,Port Washington,New York)。
光引发剂的使用量足以实现共聚物的期望交联程度。所需的交联程度可根据磨料层(无论是固化的还是未固化的)的所需特性或磨料层(无论是固化的还是未固化的)的厚度而变化。实现期望交联程度所必需的光引发剂的量将取决于光引发剂的量子产率(每个吸收的光子释放的酸的分子量)、聚合物基质的渗透性、照射的波长和持续时间以及温度。通常，相对于组合物中单体/共聚物的总共100重量份，光引发剂以至少0.001份、至少0.005份、至少0.01份、至少0.05份、至少0.1份、或至少0.5份的量使用。相对于组合物中单体/共聚物的总共100重量份，光引发剂通常以至多5份、至多3份、至多1份、至多0.5份、至多0.3份、或至多0.1份的量使用。
本文所述的各种实施方案的可固化组合物还可以包含多种任选的添加剂中的任一者。此类添加剂可以与组合物中的一种或多种组分是均质的或不均质的。非均质添加剂在性质上可以是离散的(例如，颗粒)或连续的。
上述添加剂可包括例如填料、稳定剂、增塑剂、增粘剂、流动控制剂、固化速率延迟剂、粘合促进剂(例如，硅烷诸如(3-缩水甘油氧丙基)三甲氧基硅烷(GPTMS)和钛酸盐)、佐剂、抗冲击改性剂、可膨胀微球、导热颗粒、导电颗粒等，诸如二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或玻璃泡，以及抗氧化剂，以便降低结构层组合物的重量和/或成本、调节粘度、并且/或者提供附加的增强或使所提供的方法中使用的组合物和制品的导热性改性，使得可以实现更快速或均匀的固化。
在一些实施方案中，可固化组合物可包含一种或多种纤维增强材料。使用纤维增强材料可以提供具有改进的冷流特性、有限的拉伸性和增强的强度的磨料层。优选地，一种或多种纤维增强材料具有一定程度的孔隙度，该孔隙度使得可分散在整个组合物中的光引发剂能够被UV光活化并且在不需要加热的情况下适当地固化。
一种或多种纤维增强材料可包括一种或多种含纤维网，所述含纤维网包括但不限于织造织物、非织造织物、针织织物和纤维的单向阵列。一种或多种纤维增强材料可包括非织造织物，诸如稀松布。
用于制造一种或多种纤维增强材料的材料可包括能够形成为上述网中的一种的任何成纤材料。合适的成纤材料包括但不限于聚合物材料，诸如聚酯、聚烯烃和芳族聚酰胺；有机材料，诸如木浆和棉花；无机材料，诸如玻璃、碳和陶瓷；其上具有核心组分(例如，上述纤维中的任一种)和涂层的涂覆纤维；以及它们的组合。
纤维增强材料的另外的选项和优点在美国专利公布2002/0182955(Weglewski等人)中有所描述。
在一些示例中，本文所述的各种实施方案的可固化组合物不需要加热来进行固化，但可使用热来加速固化过程。此外，在一些实施方案中，使用热熔融方法制备可固化组合物，从而避免对挥发性溶剂的需要，因为溶剂由于与采购、输送和处理相关的成本而常常是不可取的。
如本文所述，用于形成THFA共聚物组分的可聚合组合物、用于形成磨料层的可固化组合物、和/或用于制备复胶层的组合物可使用各种活化UV光源照射以聚合(例如，光聚合)一种或多种组分。
基于发光二极管的光源可实现多个优点。这些光源可以是单色的，为了本公开的目的，这意味着光谱功率分布的特征在于非常窄的波长分布(例如，被限制在50nm或更小的范围内)。单色紫外光可以减少对被照射的涂层和基底的热损伤或有害的深UV影响。在较大规模的应用中，UV-LED源的较低功耗也可允许节省能量并且减少环境影响。
在一些实施方案中，将光引发剂的光谱功率分布与UV光源的吸收光谱过分紧密配合可导致厚磨料层的较差固化。虽然不希望受具体理论限制，但据信将UV源的峰值输出与光引发剂的激发波长对准可为不期望的，因为其导致形成“表”层，该“表”层显著增加单体混合物的粘度并且逐渐阻碍可用单体进入反应性聚合物链末端的能力。这种缺乏进入的结果是表层下的未固化或仅部分固化的磨料层的层，以及磨料层随后失效以例如保持磨料颗粒。
该技术问题可通过使用具有与光引发剂被活化的主激发波长偏移的光谱功率分布的UV光源来减轻。如本文所用，光谱功率分布与给定波长之间的“偏移”意指给定波长不与UV光源的输出在其内具有显著强度的波长重叠。在一个实施方案中，上文提到的偏移是正偏移(例如，光谱功率分布跨越比光引发剂的主激发波长更高的波长)。
在本公开中，主激发波长可被限定在光引发剂的UV吸收曲线中的最高波长吸收峰值(另外，位于最高波长处的局部最大吸收峰值)处，如通过在乙腈溶液中的光引发剂浓度为0.03重量％的光谱测量所确定的。
在一些实施方案中，最高波长吸收峰值位于至多395nm、至多375nm、或至多360nm的波长处。
在一些实施方案中，光引发剂的最高波长吸收峰值与UV光源的峰值强度之间的波长差在30nm至110nm的范围内，优选地在40nm至90nm的范围内，并且更优选地在60nm至80nm的范围内。
获得(一种或多种)光引发剂的充分活化所需的UV辐射暴露时间未被特别限制。在一些实施方案中，可固化组合物在至少0.25秒、至少0.35秒、至少0.5秒或至少1秒的暴露时间段内暴露于紫外线辐射。可固化组合物可在至多10分钟、至多5分钟、至多2分钟、至多1分钟、或至多20秒的暴露时间段内暴露于紫外线辐射。
基于所使用的暴露时间，UV辐射应提供足够的能量密度以获得功能性固化。在一些实施方案中，UV辐射可递送至少0.5J/cm2、至少0.75J/cm2、或至少1J/cm2的能量密度。在相同或替代实施方案中，UV辐射可递送至多15J/cm2、至多12J/cm2、或至多10J/cm2的能量密度。
在本文所述的各种实施方案中可以利用多种磨料颗粒。合适的磨料颗粒可为例如氧化铝、棕色氧化铝、蓝色氧化铝、碳化硅(包括绿色碳化硅)、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、石榴石、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、氧化铁、氧化铬、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、石英、长石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶衍生的陶瓷(例如，α氧化铝)以及它们的组合。
磨料颗粒可以多种尺寸、形状和分布提供，包括例如无规则或粉碎形状、规则(例如，对称)分布(诸如正方形、星形或六边形分布)以及不规则(例如，不对称)分布。
磨料制品可包括不同类型的磨料颗粒的混合物。例如，磨料制品可包括板状和非板状颗粒、粉碎和成型颗粒(其可以是不包含粘结剂的离散磨料颗粒或包含粘结剂的团聚物磨料颗粒)、常规的非成型和非板状磨料颗粒(例如，填充材料)和不同尺寸的磨料颗粒的混合物。
合适的成型磨料颗粒的示例可见于，例如，美国专利5,201,916(Berg)和8,142,531(Adefris等人)中。可形成成型磨料颗粒的材料包括α氧化铝。α氧化铝成型磨料颗粒可由一水合氧化铝的分散体制成，该分散体根据本领域已知的技术被胶凝、模塑成型、干燥定形、煅烧和烧结。
美国专利8,034,137(Erickson等人)描述了已形成为特定形状的氧化铝粉碎磨料颗粒，然后将这些磨料颗粒粉碎以形成碎片，这些碎片保持它们初始形状特征的一部分。在一些实施方案中，成型的α氧化铝颗粒为精密成型颗粒(即，颗粒具有的形状至少部分地由用于制备它们的生产工具中的腔室的形状决定)。关于此类成型磨料颗粒以及它们的制备方法的细节可见于，例如，美国专利8,142,531(Adefris等人)；8,142,891(Culler等人)；和8,142,532(Erickson等人)中；以及美国专利申请公布2012/0227333(Adefris等人)；2013/0040537(Schwabel等人)；和2013/0125477(Adefris)中。
合适的粉碎磨料颗粒的示例包括包含以下的粉碎磨料颗粒：熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料诸如以3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)商购获得的那些、棕色氧化铝、蓝色氧化铝、碳化硅(包括绿色碳化硅)、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、石榴石、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝氧化锆、氧化铁、氧化铬、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、石英、长石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶法衍生的陶瓷(例如，α氧化铝)以及它们的组合。另外的示例包括粘结剂基质中磨料颗粒(这些磨料颗粒可以是板状的或者不是板状的)的粉碎磨料复合物，诸如美国专利5,152,917(Pieper等人)中所述的那些。
可从其中分离粉碎磨料颗粒的溶胶-凝胶法衍生的磨料颗粒的示例以及它们的制备方法可见于美国专利4,314,827(Leitheiser等人)；4,623,364(Cottringer等人)；4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)；和4,881,951(Monroe等人)中。还设想，粉碎磨料颗粒可包括磨料团聚物，例如，美国专利4,652,275(Bloecher等人)或4,799,939(Bloecher等人)中所述的那些。
粉碎磨料颗粒包括陶瓷粉碎磨料颗粒，例如溶胶-凝胶法衍生的多晶α氧化铝颗粒。可根据，例如，美国专利5,213,591(Celikkaya等人)和美国公布专利申请2009/0165394A1(Culler等人)和2009/0169816A1(Erickson等人)中描述的方法使用溶胶-凝胶α氧化铝颗粒前体来制备由α氧化铝、镁铝尖晶石和稀土六铝酸盐的微晶构成的陶瓷粉碎磨料颗粒。
关于制备溶胶-凝胶法衍生的磨料颗粒的方法的另外的细节可见于例如美国专利4,314,827(Leitheiser)；5,152,917(Pieper等人)；5,435,816(Spurgeon等人)；5,672,097(Hoopman等人)；5,946,991(Hoopman等人)；5,975,987(Hoopman等人)；和6,129,540(Hoopman等人)中；和美国专利公布2009/0165394 Al(Culler等人)中。合适的板状粉碎磨料颗粒的示例可见于，例如，美国专利4,848,041(Kruschke)中。
磨料颗粒可用偶联剂(例如，有机硅烷偶联剂)或其它物理处理(例如，氧化铁或氧化钛)进行表面处理以增强粉碎磨料颗粒与粘结剂的粘附。
在一些实施方案中，磨料层包括颗粒混合物，该颗粒混合物包含多个成形磨料颗粒(例如，购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M,St.Paul,MN)的精密成型晶粒(PSG)矿物颗粒，其更详细地描述于本文中；图1、图3A、图3B、图4A或图4B未示出)和多个磨料颗粒106，或仅包含成形磨料颗粒，它们均以粘合方式固定到磨料层。
如本文所用，术语“成形磨料颗粒”通常是指具有至少部分复制形状的磨料颗粒(例如，成形陶瓷磨料颗粒)。制备成形磨料颗粒的非限制性工艺包括：在具有预定形状的模具中使前体磨料颗粒成型；通过具有预定形状的孔口挤出前体磨料颗粒；通过在具有预定形状的印刷丝网中的开口印刷前体磨料颗粒；或者将前体磨料颗粒压印为预定形状或图案。成形磨料颗粒的非限制性示例公开于公布的美国专利申请2013/0344786中，该专利申请以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。成形磨料颗粒的非限制性示例包括在模具中形成的成型磨料颗粒，诸如如美国专利RE 35,570；5,201,916和5,984,998中所公开的三角板，所有这些专利以引用方式并入本文，如同进行了充分阐述；或者由圣戈班磨料公司(Saint-Gobain Abrasives)生产的通常具有圆形横截面的挤出细长陶瓷棒/细丝，其示例在美国专利5,372,620中公开，该专利以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。本文使用的成形磨料颗粒不包括通过机械压碎操作获得的随机尺寸的磨料颗粒。
成形磨料颗粒还包括成型磨料颗粒。如本文所用，术语“成型磨料颗粒”大致是指其中磨料颗粒的至少一部分具有预定形状的磨料颗粒，该预定形状由用于形成成型前体磨料颗粒的模具腔复制而得。除了在磨料碎片(例如，如美国专利公布US 2009/0169816中所述)的情况下，成型磨料颗粒通常会具有基本上复制了用来形成成型磨料颗粒的模具腔体的预定几何形状。本文使用的成型磨料颗粒不包括通过机械压碎操作获得的随机尺寸的磨料颗粒。
成形磨料颗粒还包括“板状粉碎磨料颗粒”，诸如在公布的PCT申请WO2016/160357中所述的那些，该申请以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。术语“板状粉碎磨料颗粒”是指类似于片状和/或薄片的粉碎磨料颗粒，其特征在于厚度小于宽度和长度。例如，厚度可以小于长度和/或宽度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。同样地，宽度可以小于长度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。
成形磨料颗粒还包括精密成型的晶粒(PSG)矿物颗粒，诸如在公布的美国申请2015/267097中所述的那些，该申请以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。
成形磨料颗粒和磨料颗粒可由相同或不同的材料制成。例如，成形磨料颗粒和磨料颗粒106不受限制，并且可以由本领域已知的多种硬矿物中的任一种构成。合适的磨料颗粒的示例包括例如熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、氮化硅、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、六方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、基于氧化铝的溶胶凝胶衍生的磨料颗粒、硅石、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化碳、氧化锡、γ氧化铝以及它们的混合物。氧化铝磨料颗粒可包含金属氧化物改性剂。金刚石和立方氮化硼磨料颗粒可以是单晶的或多晶的。
成形磨料颗粒可根据本领域已知的方法制备，包括在公布的美国申请2015/267097中所述的方法，该申请以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。
在一些示例中，成形磨料颗粒具有约80微米至约150微米(例如，约75微米至约150微米；约90微米至约110微米；约90微米至约100微米；约85微米至约110微米；或约95微米至约120微米)的基本上单分散性的粒度。如本文所用，术语“基本上单分散性的粒度”用于描述具有基本上不变化的尺寸的成形磨料颗粒。因此，例如，当提及具有100微米的粒度的成形磨料颗粒(例如，PSG矿物颗粒)，成形磨料颗粒的大于90％、大于95％或大于99％将具有其最大尺寸为100微米的颗粒。
相比之下，磨料颗粒106可具有一定粒度范围或分布。此分布可通过其中值粒度来表征。例如，磨料颗粒的中值粒度可为至少0.01微米、至少0.10微米、至少0.50微米、至少5微米、至少10微米或甚至至少20微米。在一些情况下，磨料颗粒的中值粒度可为高达1000微米，可为高达800微米、高达600微米、高达400微米、高达300微米、高达250微米、高达150微米、或甚至高达100微米。在一些示例中，磨料颗粒的中值粒度为约10微米至约800微米、约20微米至约800微米、约40微米至约800微米、约10微米至约600微米、约20微米至约600微米、约40微米至约600微米、约10微米至约400微米、约20微米至约400微米、或甚至约40微米至约800微米。
在一些实施方案中，基于颗粒混合物的总体重量计，成形磨料颗粒和磨料颗粒以相对于彼此不同的重量百分比(重量％)的量存在于包含在磨料层中的颗粒混合物中。在一些示例中，颗粒混合物包含约1重量％至小于99重量％的成形磨料颗粒、约2重量％至小于50重量％的成形磨料颗粒、约3重量％至小于20重量％的成形磨料颗粒。
在一些实施方案中，本文所述的各种实施方案的磨料制品包括复胶层202。在一些示例中，该复胶层包含双环氧化物(例如，购自日本东京的大赛璐化学株式会社(DaicelChemical Industries,Ltd.,Tokyo,Japan)的3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯)；三官能丙烯酸酯(例如，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，以商品名“SR351”购自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer USA,LLC,Exton,PA))；酸性聚酯分散剂(例如，“BYK W-985”，得自德国维塞尔的毕克化学有限公司(Byk-Chemie,GmbH,Wesel,Germany))；填料(例如，钠钾铝硅酸盐填料，以商品名“MINEX 10”购自美国伊利诺伊州艾迪生的凯里公司(Cary Company,Addison,IL))；光引发剂(例如，三芳基硫六氟锑酸盐/碳酸丙二酯光引发剂，以商品名“CYRACURE CPI 6976”购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical Company,Midland,MI))；以及α-羟基酮光引发剂(以商品名“DAROCUR 1173”购自美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corporation,Florham Park,NJ))的固化(例如，光聚合)产物。
所述各种实施方案的磨料制品包括顶胶层204。一般来讲，顶胶层为磨料制品的最外涂层，并且在研磨操作期间直接接触工件。在一些示例中，顶胶层为基本上透明的。
如本文所用，术语“基本上透明的”是指大多数或大部分为至少约30％、40％、50％、60％、或至少约70％或更多透明的。在一些示例中，本文所述的任何给定涂层(例如，顶胶层)的透明度的测量为涂层的透射比。在一些示例中，根据透射率测试，顶胶层显示出至少5％、至少20％、至少40％、至少50％、或至少60％(例如，约40％至约80％；约50％至约70％；约40％至约70％；或约50％至约70％的透射比)的透射比，该透射比测试测量500nm光穿过6乘12英寸乘大约1-2密耳(15.24乘30.48cm乘25.4-50.8μm)的透明聚酯膜具有约98％的透射比。
顶胶层的一种组分可为长链脂肪酸(例如，C12-C22脂肪酸、C14-C18脂肪酸和C16-C20脂肪酸)的金属盐。在一些示例中，长链脂肪酸的金属盐为硬脂酸盐(例如，硬脂酸的盐)。硬脂酸的共轭碱为C17H35COO-，也称为硬脂酸根阴离子。可用的硬脂酸盐包括但不限于硬脂酸钙、硬脂酸锌、以及它们的组合。
基于顶胶层的归一化重量(即，磨料颗粒的单位表面积的平均重量)，长链脂肪酸的金属盐可以至少10重量％、至少50重量％、至少70重量％、至少80重量％、或至少90重量％的量存在。基于顶胶层的归一化重量，长链脂肪酸的金属盐可以高达100重量％、高达99重量％、高达98重量％、高达97重量％、高达95重量％、高达90重量％、高达80重量％、或高达60重量％(例如，约10重量％至约100重量％；约30重量％至约70重量％；约50重量％至约90重量％；或约50重量％至约100重量％)的量存在。
顶胶组合物的另一种组分为聚合物粘结剂，其在一些示例中使得用于形成顶胶层的组合物能够在磨料层上形成平滑且连续的膜。在一个示例中，该聚合物粘结剂为苯乙烯丙烯酸类聚合物粘结剂。在一些示例中，苯乙烯丙烯酸类聚合物粘结剂为改性的苯乙烯丙烯酸类聚合物的铵盐，诸如但不限于
Figure GDA0003767050060000271
LMV 7051。苯乙烯丙烯酸类聚合物的铵盐可具有例如至少100,000g/mol、至少150,000g/mol、至少200,000g/mol、至少250,000g/mol(例如，约100,000g/mol至约2.5×106g/mol；约100,000g/mol至约500,000g/mol；或约250,000至约2.5×106g/mol)的重均分子量(Mw)。
最小的成膜温度也称为MFFT，是聚合物在半干燥状态下自身聚结以形成连续聚合物膜的最低温度。在本公开的上下文中，然后该聚合物膜可用作用于存在与顶胶层中的剩余固体的粘结剂。在一些示例中，苯乙烯丙烯酸类聚合物粘结剂(例如，苯乙烯丙烯酸类聚合物的铵盐)具有高达90℃、高达80℃、高达70℃、高达65℃、或高达60℃的MFFT。
在一些示例中，粘结剂在相对低的温度(例如，在70℃或更低)下干燥。在一些示例中，干燥温度低于顶胶层的长链脂肪酸组分的金属盐的熔融温度。使用过高的温度(例如，高于80℃的温度)干燥顶胶层是不可取的，因为其可在背衬中引起脆性和开裂，使幅材处理复杂化，并且增加制造成本。由于其低MFFT，由例如苯乙烯丙烯酸类聚合物的铵盐构成的粘结剂允许顶胶层在较低的粘结剂含量和较低的温度下实现更好的膜形成，而不需要添加表面活性剂，诸如
Figure GDA0003767050060000281
DPnP。
基于顶胶层的归一化重量，聚合物粘结剂可以至少0.1重量％、至少1重量％、或至少3重量％的量存在。基于顶胶层的归一化重量，聚合物粘结剂可以高达20重量％、高达12重量％、高达10重量％、或高达8重量％的量存在。有利地，当将改性的苯乙烯丙烯酸类共聚物的铵盐用作粘结剂时，与硬脂酸盐涂层相关联的浑浊显著降低。
本公开的顶胶层任选地包含分散在顶胶层中的粘土颗粒。粘土颗粒(当存在时)可与长链脂肪酸的金属盐、聚合物粘结剂和顶胶组合物的其它组分均匀混合。粘土可赋予磨料制品独特的有利特性，诸如改善的光学透明度和改善的切割性能。包含粘土颗粒还可以使切割性能相对于在不存在粘土添加剂的顶胶层持续更长时间段。
基于顶胶层的归一化重量，粘土颗粒(当存在时)可以至少0.01重量％、至少0.05重量％、至少0.1重量％、至少0.15重量％、或至少0.2重量％的量存在。另外，基于顶胶层的归一化重量，粘土颗粒可以高达99百分比、高达50百分比、高达25百分比、高达10百分比、或高达5百分比的量存在。
粘土颗粒可包括任何已知粘土材料的颗粒。此类粘土材料包括位于蒙脱石、高岭土、伊利石、绿泥石、蛇纹石、绿坡缕石、坡缕石、蛭石、海绿石、海泡石和混合层粘土的地质类别中的那些。蒙脱石具体地包括蒙脱土(例如，蒙脱土钠或蒙脱土钙)、膨润土、叶蜡石、锂蒙脱石、滑石粉、锌蒙脱石、囊脱石、滑石、贝得石和铬高岭石。具体高岭土包括高岭石、地开石、珍珠陶土、叶蛇纹石、蠕陶土、多水高岭土、埃洛石和温石绒。伊利石包括漂云母、白云母、钠云母、金云母和黑云母。绿泥石可包括例如绿泥间蛭石、叶绿泥石(penninite)、片硅铝石、须藤石、叶绿泥石(pennine)和斜绿泥石。混合层粘土可包括钠板石和黑云母蛭石。也可使用这些层状粘土矿物的变体和同晶型取代物。
作为任选的添加剂，研磨性能可通过在顶胶层中相互分散(例如，在粘土颗粒中)的纳米颗粒(即，纳米级颗粒)而进一步增强。可用的纳米颗粒包括例如金属氧化物的纳米颗粒，该金属氧化物诸如氧化锆、二氧化钛、二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、氧化铁、氧化钒、氧化锌、氧化锑、氧化锡和氧化铝二氧化硅。纳米颗粒具有至少1纳米、至少1.5纳米、或至少2纳米的中值粒度。该中值粒度可为高达200纳米、高达150纳米、高达100纳米、高达50纳米、或高达30纳米。
顶胶组合物的其它任选组分包括固化剂、表面活性剂、消泡剂、生物杀灭剂、分散剂，以及本领域已知用于顶胶组合物中的其它颗粒添加剂。
在一些示例中，可通过提供其中组分溶解或以其它方式分散在普通溶剂中的顶胶组合物来形成顶胶层。在一些示例中，溶剂为水。在适当混合之后，可将顶胶分散体涂覆到磨料制品上并干燥以提供成品顶胶层。如果存在固化剂，则可热固化或通过暴露于合适波长的光化辐射以活化固化剂来固化(例如，硬化)顶胶组合物。
将顶胶组合物涂覆到例如磨料层上可以使用任何已知的方法进行。在一些示例中，通过在恒定压力下喷涂以达到预定的涂覆量来施加顶胶组合物。另选地，可使用刮刀涂覆方法，其中涂层厚度由刮刀涂覆机的间隙高度控制。
一些实施方案涉及用于制备本文所述的制品(例如，磨料制品)的方法。此类方法包括提供附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面，以及与第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在附接层上，其中附接层的第一主表面与可固化磨料层的第三主表面相邻，可固化磨料层包括：可固化组合物；磨料颗粒，该磨料颗粒至少部分地嵌入可固化组合物中；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；以及固化可固化组合物以形成固化磨料层。
其它方法包括提供附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面；将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在附接层上，其中附接层的第一主表面与可固化磨料层的第三主表面相邻，可固化磨料层包括：可固化组合物；磨料颗粒，该磨料颗粒至少部分地嵌入可固化组合物中；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；以及固化可固化组合物以形成固化磨料层。
其它方法包括提供附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面，以及与第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在可剥离层的可剥离表面上，可固化磨料层包括：可固化组合物；磨料颗粒，该磨料颗粒至少部分地嵌入可固化组合物中；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；固化可固化磨料层以在可剥离层上形成固化磨料层；移除可剥离层；以及将固化磨料层粘附到附接层，其中附接层的第一主表面与磨料层的第三主表面相邻。
其它方法包括附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面；将可固化磨料层设置在可剥离层的可剥离表面上，可固化磨料层包括：可固化组合物；磨料颗粒，该磨料颗粒至少部分地嵌入可固化组合物中；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；固化可固化磨料层以在可剥离层上形成固化磨料层，其中固化磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面；移除可剥离层；以及将固化磨料层粘附到附接层，其中附接层的第一主表面与磨料层的第三主表面相邻。
其它方法包括提供附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面，以及与第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化层设置在可剥离层的可剥离表面上，可固化层包括：可固化组合物；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；将可固化层层合到附接层的第一主表面；移除可剥离层；将磨料颗粒设置在可固化层上以形成可固化磨料层；固化可固化磨料层以形成固化磨料层，其中磨料颗粒至少部分地嵌入固化磨料层中。
其它方法包括提供附接层，该附接层包括：多孔背衬层，该多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，该多个第一空隙形成第一图案并且从第一主表面延伸到第二主表面；将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化层设置在可剥离层的可剥离表面上，可固化层包括：可固化组合物；以及多个第二空隙，该多个第二空隙不含可固化组合物，从第三主表面延伸到第四主表面并且形成第二图案，第二图案独立于第一图案；将可固化层层合到附接层的第一主表面；移除可剥离层；将磨料颗粒设置在可固化层上以形成可固化磨料层；固化可固化磨料层以形成固化磨料层，其中磨料颗粒至少部分地嵌入固化磨料层中。
本文所述的各种方法还可包括将复胶层设置在可固化组合物和固化组合物中的至少一者上。在一些实施方案中，顶胶层可设置在复胶层上。
在一些实施方案中，可剥离层为剥离衬垫。在其它实施方案中，多孔粘合剂层可设置在附接层的第一主表面和固化磨料层的第三主表面之间。在一些示例中，多孔粘合剂层允许附接层和固化磨料层之间的流体连通。
如本文所用，术语“烷基”是指具有1至40个碳原子(C1-C40)、1至约20个碳原子(C1-C20)、1至12个碳(C1-C12)、1至8个碳原子(C1-C8)、或在一些实施方案中3至6个碳原子(C3-C6)的直链和支链的烷基基团。直链烷基基团的示例包括具有1至8个碳原子的那些，诸如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基基团。支链烷基基团的示例包括但不限于异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、异戊基和2,2-二甲基丙基基团。
如本文所用，术语“烷氧基”是指基团-O-烷基，其中“烷基”在本文中定义。
如本文所用，术语“芳基”是指在环内不包含杂原子的环状芳族烃基团。因此，芳基基团包括但不限于苯基、薁基、庚搭烯基、联苯基、引达省基、芴基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基、屈基、亚联苯基、蒽基和萘基基团。在一些实施方案中，芳基基团在基团的环部分中包含约6至约14个碳(C6-C14)或6至10个碳原子(C6-C10)。
如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内。
除非本文另有规定，否则如本文所用，术语“基本上”是指大多数或大部分，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多。
除非本文另有规定，否则如本文所用，术语“基本上不含”是指小部分，或几乎没有，如小于约10％、5％、2％、1％、0.5％、0.01％、0.001％、或小于约0.0001％或更小。
以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极限明确列举的数值而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确列举了每个数值和子范围一样。例如，范围“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括在指示范围内的单个值(例如，1％、2％、3％、和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。
在该文档中，除非上下文清楚地指明，否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。此外，应当理解，本文中采用的且没有另外定义的措词或术语仅是出于描述的目的，而不是限制性的。部分标题的任何使用均旨在有助于文档的理解且不应当解释为是限制性的。此外，与部分标题相关的信息可在该特定部分内或外出现。此外，在该文档中提及的所有出版物、专利和专利文档均全文以引用方式并入本文中，如同以引用方式单独并入那样。在该文档和如此以引用方式并入的那些文献之间的用法不一致的情况下，并入参考文献中的用法应当认为是该文献的用法的补充；对于不可调和的不一致性，以该文档的用法为准。
在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种步骤而不脱离本发明的原理。此外，规定的步骤可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的步骤和进行Y的受权利要求保护的步骤可在单个操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。
本公开的所选实施方案包括但不限于以下：
在第一实施方案中，本公开提供了一种磨料制品，所述磨料制品包括：
附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；以及
磨料层，所述磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面，所述磨料层包括：
固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案，并且
其中所述附接层的第一主表面与所述磨料层的第三主表面相邻。
在第二实施方案中，本公开提供了一种磨料制品，所述磨料制品包括：
附接层，所述附接层包括多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
连续磨料层，所述连续磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面，所述连续磨料层包括：
固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案，并且
其中所述附接层的第一主表面与所述磨料层的第三主表面相邻。
在第三实施方案中，本公开提供了根据第二实施方案所述的磨料制品，其中所述附接层包括与所述多孔背衬层成一整体的两部分互连附接机构的一部分。
在第四实施方案中，本公开提供了根据第二实施方案所述的磨料制品，其中所述附接层包括与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分。
在第五实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案、第三实施方案和第四实施方案中任一项所述的磨料制品，其中两部分互连附接机构的所述一部分包括钩和环中的至少一者。
在第六实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料层覆盖所述附接层的第一主表面的不大于98％。
在第七实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料层的第四主表面的表面形貌独立于所述附接层的第一主表面的形貌。
在第八实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第七实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物包括固化环氧丙烯酸酯树脂组合物和固化酚醛树脂组合物中的至少一种。
在第九实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物包括聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物，所述聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物包含至少一种四氢糠基(THF)(甲基)丙烯酸酯共聚物组分；一种或多种环氧树脂；以及一种或多种羟基官能聚醚。
在第十实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物还包含一种或多种光引发剂。
在第十一实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括成型磨料颗粒。
在第十二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十一实施方案中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品还包括与所述第四主表面相邻定位的复胶层和顶胶层中的至少一者。
在第十三实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十二实施方案中任一项所述的磨料制品，其中空气以至少1.0L/s的速率流过所述制品，使得在使用时，粉尘能够通过所述磨料制品从研磨表面去除。
在第十四实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第十三实施方案中任一项所述的磨料制品，所述磨料制品还包括设置在所述附接层的第一主表面和所述磨料层的第三主表面之间的多孔粘合剂层，其中所述多孔粘合剂层允许所述附接层和所述固化磨料层之间的流体连通。
在第十五实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在所述附接层上，其中所述附接层的第一主表面与所述可固化磨料层的第三主表面相邻，所述可固化磨料层包括：
可固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述可固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；以及固化所述可固化组合物以形成固化磨料层。
在第十六实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在所述附接层上，其中所述附接层的第一主表面与所述可固化磨料层的第三主表面相邻，所述可固化磨料层包括：
可固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述可固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；以及固化所述可固化组合物以形成固化磨料层
在第十七实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在可剥离层的可剥离表面上，所述可固化磨料层包括：
可固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述可固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；
固化所述可固化磨料层以在所述可剥离层上形成固化磨料层；
移除所述可剥离层；以及
将所述固化磨料层粘附到所述附接层，其中所述附接层的第一主表面与所述磨料层的第三主表面相邻。
在第十八实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；
将可固化磨料层设置在可剥离层的可剥离表面上，所述可固化磨料层包括：
可固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述可固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；
固化所述可固化磨料层以在所述可剥离层上形成固化磨料层，其中所述固化磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面；
移除所述可剥离层；以及
将所述固化磨料层粘附到所述附接层，其中所述附接层的第一主表面与所述磨料层的第三主表面相邻。
在第十九实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分；
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化层设置在可剥离层的可剥离表面上，所述可固化层包括：
可固化组合物；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；
将所述可固化层层合到所述附接层的第一主表面；
移除所述可剥离层；
将磨料颗粒设置在所述可固化层上以形成可固化磨料层；以及
固化所述可固化磨料层以形成固化磨料层，其中所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述固化磨料层中。
在第二十实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化层设置在可剥离层的可剥离表面上，所述可固化层包括：
可固化组合物；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；
将所述可固化层层合到所述附接层的第一主表面；
移除所述可剥离层；
将磨料颗粒设置在所述可固化层上以形成可固化磨料层；以及
固化所述可固化磨料层以形成固化磨料层，其中所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述固化磨料层中。
在第二十一实施方案中，本公开提供了根据第十六实施方案、第十八实施方案和第二十实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述附接层包括与所述多孔背衬层成一整体的两部分互连附接机构的一部分。
在第二十二实施方案中，本公开提供了根据第十六实施方案、第十八实施方案和第二十实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述附接层包括与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分。
在第二十三实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案、第十七实施方案、第十九实施方案、第二十一实施方案和第二十二实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中两部分互连附接机构的所述一部分包括钩和环中的至少一者。
在第二十四实施方案中，本公开提供了根据第十七实施方案至第二十三实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述可剥离层为剥离衬垫。
在第二十五实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十四实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述可固化组合物包括可固化环氧丙烯酸酯树脂组合物和酚醛树脂组合物中的至少一种。
在第二十六实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十五实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述可固化组合物包括可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物，所述可聚合环氧丙烯酸酯树脂组合物包含以下中的至少一种：四氢呋喃基(THF)(甲基)丙烯酸酯共聚物组分；一种或多种环氧树脂；以及一种或多种羟基官能聚醚。
在第二十七实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十六实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述可固化组合物还包含一种或多种光引发剂。
在第二十八实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十七实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述磨料颗粒包括成型磨料颗粒。
在第二十九实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十八实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述磨料层覆盖所述附接层的第一主表面的不大于98％。
在第三十实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第二十九实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述磨料层的第四主表面的表面形貌独立于所述附接层的第一主表面的形貌。
在第三十一实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第三十实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，所述磨料制品还包括设置在所述附接层的第一主表面和所述固化磨料层的第三主表面之间的多孔粘合剂层，其中所述多孔粘合剂层允许所述附接层和所述固化磨料层之间的流体连通。
在第三十二实施方案中，本公开提供了根据第十五实施方案至第三十一实施方案中任一项所述的制备磨料制品的方法，其中所述磨料制品还包括与所述第四主表面相邻定位的复胶层和顶胶层中的至少一者。
实施例
本文所述的实施例仅旨在为示例性的而非预测性的，并且制造和测试工序的变化可产生不同的结果。实施例部分中所有定量值均应理解为根据所使用程序中所涉及的通常已知公差的近似值。前述详细描述和示例仅为了清楚地理解本发明而给出。但它们不应被理解为不必要的限制。
下面的缩写用于描述实施例：
℃： 摄氏度
cm： 厘米
cm/min： 厘米/分钟
g/eq.： 克当量
g/m2： 克每平方米
in/min： 英寸/分钟
Kg： 千克
lb： 磅
MFFT： 最小成膜温度
min： 分钟
μ-英寸： 10-6英寸
mm： 毫米
μm： 微米
L/s： 升/秒
m/min： 米/分钟
mW/cm2： 毫瓦特/平方厘米
N： 牛顿
N-mm： 牛顿-毫米
N/m2： 牛顿/平方米
pbw： 重量份
rpm： 转/分钟
Tg： 玻璃化转变温度
UV： 紫外线
W/cm2： 瓦特/平方厘米
wt.％： 重量百分比
除非另外说明，否则所有试剂均得自或购自诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,St.Louis,Missouri)的化学供应商，或者可通过已知的方法合成。除非另外报告，否则所有比率均按干重计。
实施例中使用的材料和试剂的缩写如下：
CM-5：热解法二氧化硅，以商品名“CAB-O-SIL M-5”得自马萨诸塞州波士顿的卡博特公司(Cabot Corporation,Boston,Massachusetts)。
CPI-6976：三芳基硫六氟锑酸盐/碳酸丙二酯光引发剂，以商品名“CYRACURE CPI6976”得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical Company,Midland,Michigan)。
D-1173：α-羟基酮光引发剂，以商品名“DAROCUR 1173”得自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corporation,Florham Park,New Jersey)。
I-819：双酰基膦光引发剂，以商品名“IRGACURE 819”得自巴斯夫公司(BASFCorporation)。
MX-10：钠钾铝硅酸盐填料，以商品名“MINEX 10”得自伊利诺伊州艾迪生的凯里公司(Cary Company,Addison,Illinois)。
P80：80等级的氧化铝矿物，以商品名“BFRPL”得自奥地利阿尔特霍芬的特赖巴赫工业公司(Treibacher Industrie AG,Althofen,Austria)
80+矿物共混物：P80和80+精密成型的晶粒矿物的90:10重量％共混物，以商品名“Cubitron II”得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)。
P320：320等级的氧化铝矿物，以商品名“BFRPL”得自奥地利阿尔特霍芬的特赖巴赫工业公司(Treibacher Industrie AG,Althofen,Austria)
SR-351：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，以商品名“SR351”购自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛美国公司(Sartomer USA,LLC,Exton,Pennsylvania)。
UVR-6110：3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯，得自日本东京的大赛璐化学工业株式会社(Daicel Chemical Industries,Ltd.,Tokyo,Japan)。
W-985：酸性聚酯表面活性剂，以商品名“BYK W-985”得自德国韦塞尔的毕克化学有限公司(Byk-Chemie,GmbH,Wesel,Germany)。
ARCOL：聚醚多元醇，以商品名“ARCOL LHT 240”得自宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科学公司(Bayer Material Science,LLC,Pittsburgh,Pennsylvania)。
BA：丙烯酸丁酯，得自新泽西州弗罗勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp.,FlorhamPark,New Jersey)。
E-1001F：双酚A环氧树脂的二缩水甘油醚，以商品名“EPON1001F”得自迈图专用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.)
E-1510：具有210g/eq-220g/eq的环氧当量的双酚A环氧树脂，以商品名“EPONEX1510”得自迈图专用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.)
GPTMS：3-(缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷，得自美国宾夕法尼亚州布里斯托尔的联合化学技术公司(United Chemical Technologies,Inc.,Bristol,Pennsylvania)。
I-651：苄基二甲基缩酮光引发剂，以商品名“IRGACURE 651”购自巴斯夫公司(BASF Corporation)。
IOTG：巯基乙酸异辛酯，得自新泽西州蒂内克的埃文斯化学有限公司(EvansChemetics,LP,Teaneck,New Jersey)。
LVPREN：乙烯乙酸乙烯酯共聚物，以商品名“LEVAPREN 700HV”得自宾夕法尼亚州匹兹堡的兰西公司(Lanxess Corporation,Pittsburgh,Pennsylvania)。
PKHA：苯氧基树脂，以商品名“PHENOXY PKHA”得自南卡罗来纳州罗克希尔的伊恩凯姆公司(InChem Corporation,Rock Hill,South Carolina)。
THFA：四氢糠基丙烯酸酯，V-150，得自纽约州纽约市的圣酯类公司(San EstersCorporation,New York,New York)。
网状背衬1：聚酯/聚酰胺网式背衬，以商品名“NET MESH”购自意大利贝加莫切内的Sitip公司(Sitip S.p.A.–Via Vall’Alta,13-24030 CENE(BG)IT)。
磨损测试
使样品经受以下磨损测试。将直径6英寸(15.24cm)的研磨盘安装在直径6英寸(15.24cm)的25孔支撑垫上，该支撑垫得自3M公司(3M Company)，部件号为“05865”。然后将组件附接到设置在X-Y工作台上的双功能磨砂机，其中测量为18英寸×24英寸(45.72cm×60.96cm)的涂漆测试平板(以部件号“59597”购自密歇根州希尔斯代尔的ACT Test Panels公司(ACT Test Panels LLC,Hillsdale,MI))被固定到工作台。将双功能磨砂机保持在2.5度并以5400rpm的速度电动驱动。使用13磅(5.91kg)的下压力，将磨砂机施加到涂漆面板。从面板的右下角开始以左右清扫运动的方式移动磨砂机，并且在每次清扫之后向上转位，使得整个面板在1分钟内被磨光，总共通过DA磨砂机7次。在每次循环前后测量平板的质量以测定每次1分钟循环的总质量损失(以克为单位)以及3次循环结束时的累积质量损失。通过将第三次通过的重量损失除以第一次通过的重量损失来测量切割寿命。每个样品一式两份进行测试，并且结果的平均值报告在表1中。
压降测试
对于实施例3、比较例A和比较例B，在恒定的空气流速下测量每个样品的压降。每次测量使用1.2英寸(30.5mm)×1.4英寸(35.6mm)的样品。对于比较例A，样品刚好取自研磨盘的中心孔之外。对于每次压降测量，将样品保持在两个相同的塑料框架之间，从而在框架的中心暴露1英寸(25.4mm)×1英寸(25.4mm)的区域。将框架/样品组件***内部尺寸为1英寸(2.54cm)×1英寸(2.54cm)的方形管道中，使得样品的平面垂直于管道内气流的方向。进入管道中的气流由调节器控制，使得以3.82m/s的恒定线速度流过每个样品。端口定位在距样品等距的管道内，一个在样品之前，并且一个在样品之后。将端口连接到差压计，并记录每个样品的压降。这些测试的结果示于表2中。
断裂张力测试
对于实施例3、比较例A、比较例C、比较例D和比较例E，测量使磨料条断裂所需的张力。拉伸测试在由美国北卡罗来纳州凯里的MTS***公司(MTS Systems Corporation,Cary,North Carolina,USA)制造的MTS Alliance RT5测试仪上进行。对于每个测试，将1英寸(25.4mm宽)×5英寸(127mm)的磨料条固定在测试仪的夹具中，使得2英寸(50.8mm)的样品暴露在夹具之间。以50.8mm/min的速率拉伸样品并记录断裂力。对每个样品重复测试，总共5次测量，并且平均结果示于表3中。
表面形貌测试
使用Keyence显微镜(型号VHX-2000，具有购自日本大阪的基恩士公司(KeyenceCompany,Osaka,Japan)的VH-Z20R透镜)的3D图像压合功能来确定实施例3、比较例B和网状背衬1(用于制造实施例3)的表面形貌，即高度分布。在一条磨料涂覆的材料的直线上使用“测量>分布”功能，以沿着线收集表面形貌数据。然后将数据归一化并作图；结果示于图8中。
制备底胶树脂1(MR1)
将387.8克的UVR-6110、166.2克的SR-351和6.0克的W-985装填到32盎司(0.95升)的黑色塑料容器中，并使用高速混合器在70℉(21.1℃)下分散5分钟。在连续搅拌下，在大约15分钟内逐步添加400.0克的MX-10。然后将30.0克的CPI-6976和10.0克的I-819添加到树脂中，并且分散直至均匀，大约需要5分钟。最后，在大约15分钟内逐步添加16克的CM-5直至均匀分散。
制备复胶树脂1(SR1)
将1008.0克的UVR-6110和432.0克的SR-351装填到128盎司(3.79升)的黑色塑料容器中，并使用配备有Cowles刀片的高速混合器在70℉(21.1℃)下分散5分钟。在连续搅拌下，将45.0克的CPI-6976和15.0克的D-1173添加到树脂中，并且分散直至均匀，大约需要5分钟。
丙烯酸类共聚物1(AC1)的制备
丙烯酸类共聚物1通过美国专利5,804,610(Hamer等人)的方法制备。溶液通过在琥珀色玻璃广口瓶中组合50重量份(pbw)BA、50pbw THFA、0.2pbw I-651和0.1pbw IOTG并手动涡旋混合来制备。将该溶液在基于乙烯-乙酸乙烯酯的膜的热密封隔室中分成25克的等分试样、浸入16℃水浴中、并且使用UV光来聚合(UVA＝4.7mW/cm2，每侧8分钟)。
热熔融树脂1(HM1)的制备
使用配备有50克容量的加热混合头和捏合元件的BRABENDER混合器(新泽西州哈肯萨克的C.W.布拉本德仪器公司(C.W.Brabender Instruments,Inc.,Hackensack,NewJersey))制备热熔制成的树脂组合物(HM1)。在120℃的所需混合温度下操作混合器，并以100rpm操作捏合元件。首先，添加AC1(32pbw)，并混合几分钟。添加E-1001F(19pbw)、LVPREN(10pbw)和PKHA(10pbw)，并混合直至均匀分布于整个混合物中。预混E-1510(19pbw)、ARCOL(10pbw)和GPTMS(1pbw)，并且然后缓慢添加直至均匀分布。将所得混合物搅拌几分钟，然后滴加光酸产生剂(CPI-6976，0.5pbw)。将混合物搅拌几分钟，并且然后转移到铝盘并允许其冷却(小心操作，以避免暴露于环境光)。
实施例1
制备5密耳(127.0μm)厚的聚酯膜的31英寸×23英寸(78.74cm×58.42cm)模版，其具有锯齿形图案，每个锯齿形图案的宽度测量为0.25英寸(6.4mm)，间隔开80密耳(2.0mm)，其中波长为1英寸(25.4mm)，并且最大振幅为1英寸。使用得自威斯康星州萨默塞特的普瑞科激光公司(Preco Laser,Inc.,Somerset,Wisconsin)的EAGLE MODEL 500W CO2激光器将图案切割成聚酯膜。用带材将所得的模版安装到测量为23英寸×31英寸的铝框中。
将铝框架模版放置在12英寸×20英寸(30.48cm×50.8cm)的一片网状背衬1上。使用聚氨酯刮板在70℉(21.1℃)下用手将大约75克MR1铺展在网上，并且随后印刷到网状背衬上，而不穿透到网的背面。从背衬中移除模版。将大约20克的80+矿物共混物均匀铺展在14英寸×20英寸(35.56cm×50.8cm)的塑料矿物托盘上以制备矿物床。然后将矿物托盘***由明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company,Maplewood,MN)定制的矿物涂覆机的基部中。将树脂涂覆的网状背衬悬挂在矿物床上方一英寸(25.4mm)处(使树脂暴露)，并通过在金属板和树脂涂覆的网状背衬上施加20-25千伏DC来将矿物静电转移到树脂表面。通过以下方式固化样品：使样品穿过购自新泽西州默里希尔的美国紫外线公司(AmericanUltraviolet Company,Murray Hill,New Jersey)的UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
在70℉(21.1℃)和约5m/min下经由吻合涂覆操作使用辊涂覆机将SR1施加在片材的矿物涂覆的区域上，以便不阻塞除尘孔，使用90号迈耶棒计量SR1。具有钢顶辊和90肖氏硬度A硬度计橡胶底辊的辊涂覆机得自明尼苏达州明尼阿波利斯的伊格尔工具公司(EagleTool,Inc.,Minneapolis,Minnesota)。通过以下方式固化制品：使制品穿过UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
实施例2
使用实施例1中公开的双辊涂覆机将MR1以波形图案施加到网状背衬1上。使用90号迈耶棒将MR1计量到转移辊上，以5m/min的速度旋转，并且然后将凹口泥铲(Roberts#49737，3mm×3mm×1.5mm V凹口，购自家得宝公司(Home Depot,Inc.))压贴在橡胶转移辊上，并手动左右振荡，以在转移到网状背衬的树脂中形成波形图案。
将大约20克的80+矿物共混物均匀铺展在14英寸×20英寸(35.56cm×50.8cm)的塑料矿物托盘上以制备矿物床。然后将矿物托盘***由明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Company,Maplewood,MN)定制的矿物涂覆机的基部中。将树脂涂覆的网状背衬悬挂在矿物床上方一英寸(25.4mm)处(使树脂暴露)，并通过在金属板和树脂涂覆的网状背衬上施加20-25千伏DC来将矿物静电转移到树脂表面。通过以下方式固化样品：使样品穿过购自新泽西州默里希尔的美国紫外线公司(American Ultraviolet Company,Murray Hill,NewJersey)的UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
在70℉(21.1℃)和约5m/min下经由吻合涂覆操作使用辊涂覆机将SR1施加在片材的矿物涂覆的区域上，以便不阻塞除尘孔，使用90号迈耶棒计量复胶树脂。具有钢顶辊和90肖氏硬度A硬度计橡胶底辊的辊涂覆机得自明尼苏达州明尼阿波利斯的伊格尔工具公司(Eagle Tool,Inc.,Minneapolis,Minnesota)。通过以下方式固化制品：使制品穿过UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
实施例3
通过在120℃下将3密耳厚的HM1膜(76μm)浇铸到图案化工具上以制备均匀间隔的椭圆形开口(2.5mm×1.6mm的孔，其具有六边形填料和20％的开口面积)来制备HM1的图案化膜，并且将图案化膜定位到网状背衬1上。
将大约5克的P320矿物均匀铺展在14英寸×20英寸(35.56cm×50.8cm)的塑料矿物托盘上以制备矿物床。然后将矿物托盘***由明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3MCompany,Maplewood,MN)定制的矿物涂覆机的基部中。将树脂涂覆的网状背衬悬挂在矿物床上方一英寸(25.4mm)处(使树脂暴露)，并通过在金属板和树脂涂覆的网状背衬上施加20-25千伏DC来将矿物静电转移到树脂表面。通过以下方式固化样品：使样品穿过购自新泽西州默里希尔的美国紫外线公司(American Ultraviolet Company,Murray Hill,NewJersey)的UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
在70℉(21.1℃)和约5m/min下经由吻合涂覆操作使用辊涂覆机将SR1施加在片材的矿物涂覆的区域上，以便不阻塞除尘孔，使用90号迈耶棒计量复胶树脂。具有钢顶辊和90肖氏硬度A硬度计橡胶底辊的辊涂覆机得自明尼苏达州明尼阿波利斯的伊格尔工具公司(Eagle Tool,Inc.,Minneapolis,Minnesota)。通过以下方式固化制品：使制品穿过UV处理器一次，使用两个V型灯泡依次在400瓦/英寸(157.5W/cm)以及40ft/min(12.19m/min)的幅材速度下操作，对应于大约894mJ/cm2的总剂量，然后在284℉(140℃)下热固化5分钟。
比较例A(CE-A)
将以商品名“P320 334U”购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的6英寸(15.24cm)环后衬研磨盘用作比较例。
比较例B(CE-B)
将以商品名“P320 Abranet”购自芬兰的KWH Mirka公司(KWH Mirka,Finland)的6英寸(15.24cm)环后衬研磨盘用作比较例。
比较例C(CE-C)
将以商品名“P320 Norton Multi-Air Cyclonic”购自马塞诸萨州伍斯特的圣戈班磨料磨具公司(San-Gobain Abrasives,Inc.,Worcester,MA)的6英寸(15.24cm)环后衬研磨盘用作比较例。
比较例D(CE-D)
将以商品名“P320 SUNMIGHT FILM 9-HOLE”购自加利福尼亚州拉米拉达的Sunmight美国公司(Sunmight USA Corp.,La Mirada,CA)的6英寸(15.24cm)环后衬研磨盘用作比较例。
比较例E(CE-E)
将以商品名“P320 SIAFAST ABRASIVE”购自北卡罗来纳州林肯顿的SiaAbrasives美国公司(Sia Abrasives USA,Lincolnton,NC)的6英寸(15.24cm)环后衬研磨盘用作比较例。
使用磨损测试，评价实施例3、比较例A和比较例B。结果示于表1中。
表1：
Figure GDA0003767050060000471
使用压降测试，评价实施例3、比较例A和比较例B。结果示于表2中。
表2：
样品 实施例3 CE-A CE-B
压降(N/m<sup>2</sup>) 96 386 63
使用断裂张力测试，评价实施例3、比较例A、比较例C、比较例D和比较例E。结果示于表3中。
表3：
断裂张力(牛顿) 注解
实施例3 319.1+/-22.3
CE-A 127.3+/-14.9
CE-C 90.5+/-10.4 测试条不包括中心孔。
CE-D 116.8+/-12.5 测试条包括中心孔。
CE-E 124.2+/-11.6
对本领域技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体结构、特征、细节、构型等为在许多实施方案中可修改和/或组合的简单示例。发明人设想所有此类变化和组合均在本公开的范围内。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在冲突或矛盾之处，则以所写的本说明书为准。此外，在该文档中提及的所有出版物、专利和专利文档均全文以引用方式并入本文中，如同它们在本文中充分阐述一样。

Claims (18)

1.一种磨料制品，所述磨料制品包括：
附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
磨料层，所述磨料层具有第三主表面和相反的第四主表面，所述磨料层包括：
固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案，并且
其中所述附接层的第一主表面与所述磨料层的第三主表面相邻。
2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述附接层包括与所述多孔背衬层成一整体的两部分互连附接机构的一部分。
3.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述附接层包括与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的磨料制品，其中所述两部分互连附接机构的一部分包括钩和环中的至少一者。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料层覆盖所述附接层的第一主表面的不大于98％。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料层的第四主表面的表面形貌独立于所述附接层的第一主表面的形貌。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物包括固化环氧丙烯酸酯树脂组合物和固化酚醛树脂组合物中的至少一种。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物包括聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物，所述聚合的环氧丙烯酸酯树脂组合物包含至少一种四氢糠基(甲基)丙烯酸酯共聚物组分；一种或多种环氧树脂；以及一种或多种羟基官能聚醚。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述固化组合物还包含一种或多种光引发剂。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括成型磨料颗粒。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中所述磨料制品还包括与所述第四主表面相邻定位的复胶层和顶胶层中的至少一者。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，其中空气以至少1.0L/s的速率流过所述制品，使得在使用时，粉尘能够通过所述磨料制品从研磨表面去除。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的磨料制品，所述磨料制品还包括设置在所述附接层的第一主表面和所述磨料层的第三主表面之间的多孔粘合剂层，其中所述多孔粘合剂层允许所述附接层和所述磨料层之间的流体连通。
14.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：
提供附接层，所述附接层包括：
多孔背衬层，所述多孔背衬层具有第一主表面、相反的第二主表面和多个第一空隙，所述多个第一空隙形成第一图案并且从所述第一主表面延伸到所述第二主表面；以及
将具有第三主表面和相反的第四主表面的可固化磨料层设置在所述附接层上，其中所述附接层的第一主表面与所述可固化磨料层的第三主表面相邻，所述可固化磨料层包括：
可固化组合物；
磨料颗粒，所述磨料颗粒至少部分地嵌入所述可固化组合物中；以及
多个第二空隙，所述多个第二空隙不含所述可固化组合物，从所述第三主表面延伸到所述第四主表面并且形成第二图案，所述第二图案独立于所述第一图案；以及
固化所述可固化组合物以形成固化磨料层。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述附接层包括与所述多孔背衬层成一整体的两部分互连附接机构的一部分。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述附接层包括与所述第二主表面相邻的两部分互连附接机构层的一部分。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的方法，其中所述两部分互连附接机构的一部分包括钩和环中的至少一者。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述磨料制品还包括与所述第四主表面相邻定位的复胶层和顶胶层中的至少一者。
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