MX2011005166A - Productos abrasivos de adhesion fenolicos de color estabilizado con acrilato y metodos para prepararlos. - Google Patents

Abstract

Se describe un artículo abrasivo de color estable que incluye un aglutinante de resma fenólica, un estabilizante del color, un colorante y granos abrasivos. El estabilizante del color incluye al menos un acrilato. El artículo abrasivo de color estable se prepara mediante un método que incluye los pasos de mezclar un resol y un estabilizante del color para formar una composición de resol; poner en contacto una pluralidad de partículas abrasivas con la composición de resol; y curar la composición de resol para producir el artículo abrasivo de color estable. Por lo tanto, se proporcionan abrasivos de adhesión fenólicos de color estabilizado y un método para preparar los abrasivos que resisten el cambio de color con el tiempo y al ser expuestos a temperaturas elevadas y mantienen la resistencia mecánica de una resma fenólica.

Description

PRODUCTOS ABRASIVOS DE ADHESION FENOLICOS DE COLOR ESTABILIZADO CON ACRILATO Y METODOS PARA PREPARARLOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La expresión "resina fenólica" describe una gran variedad de resinas que se obtienen del producto de reacción entre fenoles y aldehidos . Los fenoles reaccionan con formaldehídos en condiciones tanto acidas como básicas. Si una mezcla catalizada con base de un fenol y un formaldehído contiene uno o más moles de formaldehído por mol de fenol, producirá una resina termoendurecible (un paso) o "resol" . Los compuestos básicos comunes que se emplean como catalizadores para resinas de tipo resol incluyen los hidróxidos de metales alcalinos, tales como sodio, potasio o litio. Aunque las resinas fenólicas obtenidas por catálisis con hidróxidos de metales alcalinos son comercialmente útiles, presentan una tendencia indeseada a oscurecerse cuando maduran, se calientan o bien se curan. Existe constancia de que el grado de oscurecimiento depende del curado o de la temperatura de uso de la resina y el tiempo de exposición a la temperatura.

Las resinas fenólicas obtenidas por catálisis con hidróxidos de metales alcalinos se emplean habitualmente como un componente del sistema de adhesión de productos abrasivos, tales como los productos abrasivos poco densos, recubiertos, REF: 220185 adheridos y tridimensionales . El problema del oscurecimiento de la resina es particularmente pronunciado en productos abrasivos poco densos, recubiertos, abrasivos y tridimensionales, debido a la presencia más visible del sistema de adhesión. Además, debido a que el oscurecimiento aumenta con la temperatura y el tiempo de exposición, cualquier variación en el perfil de temperatura del producto provocará una variación en el color del producto en sí. La variación en el color es particularmente notable en los productos de colores claros, lo que provoca que los productos sean inaceptables por razones estéticas o por otras razones.

Además, los sistemas abrasivos de adhesión pueden comprender colorantes para identificar al fabricante, tipo de producto, aplicación, etc. El oscurecimiento de la resina puede interferir con la coloración deseada, lo que provoca que el producto final tenga un color diferente al del colorante añadido. Por ejemplo, una resina que normalmente se vuelve amarilla después del curado proporcionará un producto de color verde cuando se combine con un tinte o pigmento azul. Por otro lado, si la misma resina amarilla se combina con un tinte o pigmento verde, normalmente se obtendrá simplemente una resina con otro tono verdoso.

Un método conocido para conferir estabilidad al color de los resoles fenólicos incluye añadir resina de melanina y formaldehído a la formulación. Aunque esto proporciona estabilidad al color, también confiere fragilidad, el curado conlleva más tiempo y provoca debilidad mecánica y, por lo tanto, un rendimiento de molienda reducido en el producto acabado .

Otro método propuesto incluye la adición al resol fenólico de una sal basada en amoníaco. Sin embargo, este método no es suficientemente eficaz para estabilizar el color de las resinas fenólicas que contienen ciertos colorantes, tales como tintes o pigmentos de color naranja y azul claro.

Se necesita un estabilizante del color de las resinas fenólicas eficaz que reduzca los problemas mencionados anteriormente sin conferir propiedades indeseadas al producto acabado .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención se refiere a un artículo abrasivo de color estable que incluye un aglutinante de resina fenólica, un estabilizante del color, un colorante y granos abrasivos. El estabilizante del color incluye al menos un acrilato.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un método para preparar un artículo abrasivo de color estable, que incluye los pasos de mezclar un resol y un estabilizante del color para formar una composición de resol; poner en contacto una pluralidad de partículas abrasivas con la composición de resol; y curar la composición de resol para producir el artículo abrasivo de color estable. El estabilizante del color comprende al menos un acrilato.

En otro aspecto más, la presente invención se refiere a un método para erosionar una superficie de trabajo, que incluye aplicar el artículo abrasivo de color estable a una superficie de trabajo con un movimiento erosionante para eliminar una porción de la superficie de trabajo. El producto abrasivo incluye un aglutinante que contiene una resina fenólica, un estabilizante del color que incluye al menos un acrilato, y granos abrasivos.

Por lo tanto, se proporcionan abrasivos de adhesión fenólicos de color estabilizado y un método para preparar los abrasivos que resiste el cambio de color con el tiempo y tras la exposición a temperaturas elevadas y que mantiene la resistencia mecánica de una resina fenólica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Lo sucesivo resultará aparente a partir de la siguiente descripción más concreta de algunos ejemplos de modalidades de la invención, según se ilustra en las figuras que la acompañan, en los cuales se hace referencia a las mismas partes en diferentes perspectivas a modo de referencia. Las figuras no están necesariamente a escala, en cambio se pone énfasis en ilustrar las modalidades de la presente invención.

La FIG. l es una representación esquemática de una vista transversal de una modalidad de herramientas abrasivas recubiertas de la invención.

La FIG. 2 es una representación esquemática de una vista transversal de otra modalidad de herramientas abrasivas recubiertas de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los principios de todas las patentes, solicitudes publicadas y referencias citadas en la presente se incorporan a modo de referencia en su totalidad. En particular, el documento de EE. UU. N. ° 61/199.472, titulado "Carboxylic Acid Ester Color-stabilized Phenolic Bound Abrasive Products and Methods for Making Same", de Everts et al., cuya solicitud se presenta simultáneamente con la presente, se incorpora a modo de referencia en la presente en su totalidad .

La presente invención se refiere a artículos abrasivos que incluyen un aglutinante de resina fenólica cuyo color se estabiliza con acrilatos. El artículo abrasivo de color estabilizado incluye además un colorante y granos abrasivos. Según se utiliza en la presente, se considera que una resina o artículo abrasivo es de "color estable" si tiene esencialmente el mismo color después de curarlo durante aproximadamente 8 horas a aproximadamente 455°C (235 °F) que después de curarlo durante aproximadamente 2 horas a aproximadamente 455°C (235 °F).

La expresión "resina fenólica" se refiere a cualquier producto de reacción resinoso de un fenol, tal como fenol, resorcinol, fenol sustituido con alquilo tal como cresol, xilenol, p- ert-butilfenol y p-fenilfenol, y análogos, con un aldehido, tal como formaldehido, acetaldehído, furfuraldehido y análogos . La expresión "resina fenólica de color estabilizado obtenida por catálisis con hidróxidos de metales alcalinos" se refiere a una resina fenólica curada obtenida por catálisis con hidróxidos de metales alcalinos cuyo color se ha estabilizado con un agente estabilizante del color.

Los productos abrasivos se caracterizan por que tienen un aglutinante de resina fenólica, uno o más estabilizantes del color de acrilato, uno o más colorantes opcionales, granos abrasivos, un miembro de apoyo o protector, y pueden incluir además agentes de curado, resinas termoplásticas no reactivas, rellenos, agentes para facilitar la molienda y otros aditivos.

Estructura del artículo abrasivo y métodos para prepararlo En una modalidad, el artículo abrasivo de color estable incluye un aglutinante de resina fenólica, un estabilizante del color y un material abrasivo. El artículo abrasivo de color estable puede ser un abrasivo tanto de adhesión como estructurado o recubierto.

Las herramientas abrasivas recubiertas de la invención pueden incluir un sustrato, un material abrasivo y al menos un aglutinante de resina fenólica para mantener el material abrasivo unido al sustrato. Según se utiliza en la presente, la expresión "herramienta abrasiva recubierta" engloba una herramienta abrasiva no tejida. El material abrasivo, tal como granos abrasivos, partículas o conglomerados de estos, puede estar presente en una capa (por ejemplo, la capa de resina-material abrasivo) o en dos capas (por ejemplo, en la primera capa y en la capa intermedia) de las herramientas abrasivas recubiertas. En la FIG. 1 y 2 se muestran algunos ejemplos de las herramientas abrasivas recubiertas que se pueden producir mediante los métodos de la invención. Con relación a la FIG. 1, en la herramienta abrasiva recubierta 10, el sustrato 12 se trata con una capa anterior 16 opcional y una capa de base 18 opcional. De manera superpuesta a la capa de base 18 opcional, se encuentra la primera capa 20, en la cual se aplica el material abrasivo 14, tal como granos o partículas abrasivas. Opcionalmente, se aplica la capa intermedia 22 sobre la primera capa 20 y el material abrasivo 14. De manera superpuesta a la capa intermedia 22, se encuentra la capa superior 24 opcional. Dependiendo de sus aplicaciones específicas, la herramienta abrasiva recubierta 10 puede incluir o no la capa anterior 16 y/o la capa de base 18. Del mismo modo, dependiendo de sus aplicaciones específicas, la herramienta abrasiva recubierta 10 puede incluir o no la capa intermedia 22 y/o la capa superior 24.

En la FIG. 2 se muestra un ejemplo de herramientas abrasivas recubiertas que se pueden producir mediante los métodos de la invención, donde la herramienta abrasiva recubierta 30 incluye una única capa de aglutinante/material abrasivo 32 de un material abrasivo y adhesivo (s) y una capa anterior 16 opcional. Opcionalmente , se pueden incluir la capa de base 18, la capa intermedia 22 y la capa superior 24, según se muestran en la FIG. 1, en la herramienta abrasiva recubierta 30. El artículo abrasivo recubierto puede incluir un aglutinante de resina fenólica de color estable en al menos una de las capas seleccionadas del grupo que consiste en una capa de aglutinante-material abrasivo, una capa anterior, una capa de base, una primera capa, una capa' intermedia y una capa superior.

En las modalidades que incluyen capas intermedias y capas superiores, tales como la que se muestra en la FIG. 1, los materiales abrasivos se pueden aplicar de manera separada por gravedad, deposición electrostática, corriente de aire o como una suspensión junto con las composiciones adhesivas de poliuretano. La primera capa 20 adhiere el material abrasivo a la superficie del sustrato y se puede formar impregnando el sustrato soporte con el aglutinante de resina fenólica sin granos abrasivos.

En la modalidad de la FIG. 2, el sustrato soporte se puede impregnar con una suspensión de resina/material abrasivo que incluye un material abrasivo y una composición de resina que incluye un aglutinante de resina fenólica y un estabilizante del color, para formar una capa de aglutinante/material abrasivo 32.

En una modalidad, un método para preparar un artículo abrasivo de color estable incluye: mezclar un resol y un estabilizante del color que comprende al menos un acrilato para formar una composición de resol; poner en contacto una pluralidad de partículas abrasivas con la composición de resol; y curar la composición de resol para producir el producto abrasivo de color estable. Además de los abrasivos recubiertos descritos anteriormente, los artículos abrasivos de color estable formados mediante este método incluyen, por ejemplo, abrasivos estructurados y abrasivos de adhesión.

Con relación a los abrasivos estructurados, el artículo se produce mediante cualquiera de las técnicas conocidas en la materia en las que las estructuras abrasivas se conforman antes del curado. Las técnicas incluyen, por ejemplo, las técnicas de troquelado. En una modalidad, por ejemplo, se puede poner en contacto una mezcla de aglutinante de resina fenólica, estabilizante del color de acrilato, colorantes opcionales y granos abrasivos, con un protector y una herramienta de producción, donde la mezcla se adhiere a una superficie del protector. De este modo, se forman las estructuras abrasivas que tienen la forma de una superficie interna de la herramienta de producción.

Un artículo abrasivo de adhesión se puede formar preparando un conglomerado que incluya el aglutinante de resina fenólica, el estabilizante del color de acrilato, colorantes opcionales y granos abrasivos. A continuación, el conglomerado se conforma utilizando cualquiera de las técnicas conocidas en la materia para preparar un abrasivo de adhesión. Las técnicas adecuadas para preparar abrasivos de adhesión se describen de manera adicional en, por ejemplo, las patentes de EE . UU. N.os 5.738.696 de Wu; 5.738.697 de Wu et al.; y 6.679.758 de Bright et al.; y la publicación de patente de EE. UU. N.° 2003/0192258 Al de Simón, los contenidos completos de cada una de estas se incorporan a la presente a modo de referencia.

Una superficie de trabajo se erosiona aplicando el artículo abrasivo de color estable a la superficie de trabajo con un movimiento erosionante para eliminar una porción de la superficie de trabajo.

Aglutinante de resina fenólica Las resinas fenólicas habituales empleadas en la presente invención son los resoles, que se obtienen de la reacción entre fenol y formaldehído catalizada por un hidróxido de un metal alcalino, con una relación molar de fenol : formaldehído de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:3 mol y una relación molar de fenol : hidróxido de metal alcalino de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 100:1. El color del resol, o resina fenólica obtenida por catálisis con base, se estabiliza mediante la adición de uno o más acrilatos. La resina Durez Varcum N.° 94908, fabricada por Durez Corporation, es un ejemplo de una resina fenólica líquida basada en agua y de fase única que se puede utilizar como aglutinante. En la Tabla 1 a continuación se proporcionan otros ejemplos.

Tabla 1; Aglutinantes de resina fenólica Estabilizante del color Los estabilizantes del color empleados en la presente invención incluyen los acrilatos. Los ejemplos de acrilatos incluyen acrilato de etilo, epoxiacrilato, pentacrilato y triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) . Dependiendo de la presencia de otros componentes en la formulación, la cantidad óptima de acrilato presente en la formulación de aglutinante puede variar. En ciertas modalidades, el porcentaje de la resina de acrilato puede estar entre aproximadamente el 2% y aproximadamente el 60% en peso de la resina fenólica, entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 60% en peso de la resina fenólica, entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 60% en peso de la resina fenólica o entre aproximadamente el 7% y aproximadamente el 15% en peso de la resina fenólica.

Por ejemplo, en las modalidades en que la formulación de resina fenólica incluye peróxido o un fotoiniciador ultravioleta, según se describe adicionalmente más adelante, el acrilato se encuentra presente preferentemente en un porcentaje mayor, tal como entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 60% en peso. En las modalidades en que la resina de acrilato puede reaccionar con la resina fenólica, el porcentaje de acrilato se puede encontrar entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 60% en peso.

En una modalidad, el estabilizante del color consiste en una o más resinas de acrilato con una elevada funcionalidad de grupos acrílicos, tales como pentacrilato y triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) . Otras resinas adecuadas incluyen lactato de metilo, lactato de etilo, lactato de n-propilo, lactato de butilo, epoxiacrilato y lactato de 2-etilhexilo.

En otra modalidad, las resinas de acrilato son resinas hidrosolubles , tal como TMPTA etoxilada. Según se describe en la presente, el término "hidrosoluble" significa completamente miscible en agua. En otra modalidad más, las resinas de acrilato no son hidrosolubles . La resina de acrilato insoluble puede estar presente en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 2% y aproximadamente el 15% en peso. En algunas modalidades, la composición incluye además un codisolvente , tal como el glicol. Opcionalmente , se puede añadir una cantidad de las vitaminas E y C que oscila entre el 1% y el 20% en peso de la resina.

Existe constancia de que los acrilatos confieren estabilidad al color de las resinas fenólicas debido a que reaccionan con radicales fenoxi que de lo contrario se oxidarían y formarían estructuras de quinina de color oscuro. Las reacciones 1 y 2 representan un ejemplo del mecanismo que se cree que tiene lugar cuando no hay ningún acrilato en la resina fenólica, mientras que la reacción 3 representa una alternativa a la reacción 2 que tiene lugar cuando hay un acrilato .

En la reacción 1, el fenol se ioniza en medio básico y forma un ión fenolato y la estructura resonante de radical fenoxi correspondiente.

En la reacción 2, el radical fenoxi sufre rápidamente una oxidación en medio básico para formar una estructura de quinona de color oscuro.

En la reacción 3, el triacrilato de trimetilolpropano reacciona con el radical fenoxi y evita la formación del resto de quinina de color oscuro, lo que proporciona una resina de color estable. También se ha demostrado que la incorporación de la unidad de repetición de acrilato en la red de la resina fenólica confiere dureza al polímero.

Colorante El producto abrasivo puede incluir un colorante, por ejemplo, tintes o pigmentos. Generalmente, una porción del colorante puede resultar visible a través de la resina curada. En algunas modalidades, se incluye una porción del colorante en la resina curada, en un sustrato soporte opcional y/o en un recubrimiento entre el sustrato soporte opcional y la resina curada. En modalidades particulares, el colorante puede incluir tintes orgánicos policíclicos, tintes orgánicos monoazo, tintes orgánicos diazo, complejos organometálicos, pigmentos inorgánicos tales como óxidos o complejos metálicos. Los tintes pueden ser perinona, antraquinona, tintes de complejos azo y tioindigoides .

Un colorante fluorescente es un tinte o pigmento que contiene una molécula orgánica fluorescente. Para una descripción detallada de los colorantes fluorescentes, remítase a "Color Chemistry: Synthesis, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments" de H. Zollinger, 2.a edición, VCH, Nueva York, 1991, cuyos principios se incorporan en su totalidad a la presente a modo de referencia. Según se utiliza en la presente, un colorante fluorescente puede ser, por ejemplo, un xanteno, tioxanteno, fluoreno (por ejemplo, fluoresceínas , rodaminas, eosinas, floxinas, uraninas, succineínas, sacareínas, rosaminas y rodóles) , naftilamina, naftilimida, naftolactama, azalactona, metino, oxazina, tiazina, benzopirano, cumarina, aminocetona, antraquinona, isoviolantrona, antrapiridona, piranina, pirazolona, benzotiaceno, perileno o tioindigoide . Más preferentemente, se selecciona un colorante fluorescente del grupo que consiste en xantenos, tioxantenos, benzopiranos, cumarinas, aminocetonas , antraquinonas , isoviolantronas , antrapiridonas, piraninas, pirazolonas, benzotiacenos , tioindigoides y fluorenos. Aun más preferentemente, el colorante fluorescente es un tioxanteno o tioxanteno.

Un experto en la materia entenderá que, en el caso de muchos colorantes que se pueden adquirir de proveedores comerciales, puede ocurrir que la estructura química específica de los derivados individuales dentro de una clase, por ejemplo, los derivados de tipo tioxanteno, no se encuentre públicamente disponible. Por lo tanto, se suele hacer referencia a los colorantes fluorescentes específicos mediante su nombre del índice de color (I.C.), según se definió en "Colour Index International", 4.a edición, Asociación Americana de Químicos Textiles y Coloristas, Research Triangle Park, NC, 2002. El índice de color también se encuentra disponible en línea en www.colour-index.org. Todos los principios del índice de color se incorporan a la presente a modo de referencia.

Los ejemplos de colorantes fluorescentes preferidos incluyen el I.C. Disolvente naranja 63 (Hostasol rojo GG, Hoechst AG, Frankfurt, Alemania), el I.C. Disolvente amarillo 98 (Hostasol amarillo 3G, Hoechst AG, Frankfurt, Alemania) y el I.C. Disolvente naranja 118 (FL naranja SFR, Keystone Aniline Corporation, Chicago, Illinois) .

La cantidad de colorante que se debe emplear depende de las características particulares del uso deseado, las características del colorante, los otros componentes de la composición y análogos. El experto en la materia sabrá cómo valorar estos factores para determinar la cantidad de colorante para un uso particular. Normalmente, la cantidad de colorante será una fracción del peso de la composición total de entre aproximadamente el 0.01 y aproximadamente el 2%, más preferentemente de entre aproximadamente el 0.05 y aproximadamente el 0.5% y aun más preferentemente de aproximadamente el 0.2%.

En modalidades específicas, el colorante es un colorante rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo o violeta. En modalidades específicas, el colorante es fluorescente, por ejemplo, un rojo fluorescente, naranja fluorescente (jblaze orange) , amarillo fluorescente, verde fluorescente o análogos .

El colorante se puede emplear para identificar el producto abrasivo, por ejemplo, para indicar la marca comercial, para utilizar indicaciones tales como húmedo, seco, madera, metal o análogos, para identificar el tamaño de grano, o análogos.

Granos abrasivos Los granos abrasivos pueden incluir cualquier tipo de granos o una combinación de estos, que incluyen, sin carácter limitante, sílice, alúmina (fundida o sinterizada) , zirconia, óxidos de zirconia/alúmina, carburo de silicio, granate, diamante, nitruro de boro cúbico (CBN) , nitruro de silicio, óxido de cerio, dióxido de titanio, diboruro de titanio, carburo de boro, óxido de estaño, carburo de tungsteno, carburo de titanio, óxido de hierro, óxido de cromo, sílex y esmeril. Por ejemplo, los granos abrasivos se pueden seleccionar de un grupo que consiste en sílice, alúmina, zirconia, carburo de silicio, nitruro de silicio, nitruro de boro, granate, diamante, alúmina y zirconia fundidas conjuntamente, óxido de cerio, diboruro de titanio, carburo de boro, sílex, esmeril, nitruro de alúmina y una mezcla de estos. En algunos casos, se pueden utilizar granos abrasivos densos que comprenden principalmente alúmina alfa y/o alúmina gamma .

Los granos abrasivos también pueden incluir granos de conglomerados abrasivos, que también se conocen como granos abrasivos conglomerados. Los granos de conglomerados abrasivos incluyen partículas abrasivas adheridas entre sí con un material aglutinante de partículas . Las partículas abrasivas presentes en los granos de conglomerados abrasivos pueden incluir uno o más de los abrasivos conocidos por su uso en herramientas abrasivas tales como, por ejemplo, sílice, alúmina (fundida o sinterizada) , zirconia, óxidos de zirconia/alúmina, carburo de silicio, granate, diamante, nitruro de boro cúbico (CBN) , nitruro de silicio, óxido de cerio, dióxido de titanio, diboruro de titanio, carburo de boro, óxido de estaño, carburo de tungsteno, carburo de titanio, óxido de hierro, óxido de cromo, sílex, esmeril y combinaciones de estos. Las partículas abrasivas pueden tener cualquier tamaño o forma. Los granos de conglomerados abrasivos se pueden adherir entre sí con un material aglutinante de partículas tal como, por ejemplo, un material metálico, orgánico o vitreo, o una combinación de los materiales. Los granos de conglomerados abrasivos adecuados para utilizar en la presente invención se describen adicionalmente en la patente de EE . UU. N.0 6.797.023 de Knapp et al., cuyos contenidos se incorporan en su totalidad a la presente a modo de referencia.

Los granos abrasivos pueden tener una o más formas particulares. Los ejemplos de las formas particulares incluyen barras, triángulos, pirámides, conos, esferas sólidas, esferas huecas y análogos. Como alternativa, los granos abrasivos se pueden conformar aleatoriamente.

Los granos abrasivos suelen tener un tamaño de grano medio menor de 2000 mieras tal como, por ejemplo, menor de aproximadamente 1500 mieras. En otro ejemplo, el tamaño de grano abrasivo es menor de aproximadamente 750 mieras, tal como menor de aproximadamente 350 mieras. En algunas modalidades, el tamaño de grano abrasivo puede ser de al menos 0.1 mieras, tal como de aproximadamente 0.1 mieras a aproximadamente 1500 mieras y, más habitualmente , de aproximadamente 0.1 mieras a aproximadamente 200 mieras o de aproximadamente 1 miera a aproximadamente 100 mieras. El tamaño de grano de los granos abrasivos se suele especificar como la dimensión más grande del grano abrasivo. Generalmente, existe un intervalo de distribución de tamaños de grano. En algunos casos, la distribución del tamaño de grano se controla estrictamente.

Miembro de apoyo/protector Los artículos abrasivos pueden incluir un miembro de apoyo o protector. El protector puede ser flexible o rígido. El protector puede estar hecho de un número cualquiera de materiales diferentes, que incluyen los que se utilizan convencionalmente como protectores en la fabricación de abrasivos recubiertos. Los protectores adecuados pueden incluir películas poliméricas (por ejemplo, una película preparada) , tales como películas de poliolefina (por ejemplo, polipropileno que incluye polipropileno orientado de forma biaxial) , películas de poliéster (por ejemplo, tereftalato de polietileno) , películas de poliamida o películas de éster de celulosa; láminas metálicas; mallas; espumas (por ejemplo, espuma de poliuretano o material de esponja natural) ; telas (por ejemplo, tejidas, no tejidas, de lana, cosidas o acolchadas, o telas hechas de fibras o hilos que comprenden poliéster, nailon, seda, algodón, polialgodón o rayón) ; papel; papel vulcanizado; goma vulcanizada; fibra vulcanizada; materiales no tejidos; un protector tratado de estos; o cualquier combinación de estos.

El protector puede tener al menos una de las siguientes capas: una capa saturante, una capa de base o una capa anterior. El propósito de estas capas suele ser sellar el protector o proteger los hilos o fibras del protector. Si el protector es un material de tela, se suele utilizar al menos una de estas capas. La adición de la capa de base o la capa anterior puede generar adicionalmente una superficie "más lisa" ya sea en la parte delantera o trasera del protector. Se pueden utilizar otras capas opcionales conocidas en la materia (por ejemplo, una capa ligante; remítase a la patente de EE. UU. N. ° 5.700.302 de Stoetzel et al., cuyos contenidos se incorporan en su totalidad a la presente a modo de referencia) .

En algunas modalidades, los artículos abrasivos están diseñados para ser utilizados como materiales de molienda de calidad y, por lo tanto, se prefiere una superficie muy lisa. Los ejemplos de los protectores de superficie lisa incluyen papel finamente calandrado, películas de plástico o telas con recubrimientos de superficie lisa.

El protector puede tener propiedades antiestáticas . La adición de un material antiestático puede reducir la tendencia del artículo abrasivo a acumular electricidad estática cuando se lije madera o materiales similares a la madera. Para obtener más detalles sobre los protectores y tratamientos protectores antiestáticos, remítase a, por ejemplo, las patentes de EE. UU. N.os 5.108.463 de Buchanan, et al.; 5.137.542 de Buchanan, et al.; 5.328.716 de Buchanan; y 5.560.753 de Buchanan, et al., cuyos contenidos se incorporan en su totalidad a la presente a modo de referencia .

El protector puede incluir un termoplástico reforzado fibroso según se describe, por ejemplo, en la patente de EE. UU. N.° 5.417.726 de Stout et al., o una cinta sin empalmes ni extremos según se describe, por ejemplo, en la patente de EE. UU. N.° 5.573.619 de Benedict et al., cuyos contenidos se incorporan en su totalidad a la presente a modo de referencia. Asimismo, el protector puede incluir un sustrato polimé ico con vástagos de anclaje que se proyectan desde estos, tales como los descritos, por ejemplo en la patente de EE. UU. N.° 5.505.747 de Chesley et al., cuyo contenido se incorpora en su totalidad a la presente a modo de referencia. De forma similar, el protector puede incluir una tela bucle, tal como la que se describe, por ejemplo, en la patente de EE. UU. N.° 5.565.011 de Follett et al., cuyo contenido se incorpora en su totalidad a la presente a modo de referencia.

Otros componentes Los artículos abrasivos de la presente invención también pueden incluir otros componentes diferentes, tales como aditivos de curado, resinas termoplásticas no reactivas, rellenos, agentes para facilitar la molienda y otros aditivos .

En algunas modalidades, el artículo abrasivo incluye un aditivo de curado, tal como un fotoiniciador, que genera radicales libres cuando se expone a la radiación, por ejemplo, la radiación UV. Los generadores de radicales libres pueden incluir peróxidos orgánicos, compuestos azo, quinonas, benzofenonas, compuestos de tipo nitroso, haluros de acrilo, hidrozonas, compuestos de tipo mercapto, compuestos de tipo pirilio, triacrilimidazoles, bisimidazoles, cloroalquiltriazinas , éteres de benzoina, cetales de bencilo, tioxantonas y acetofenonas, incluidos los derivados de los compuestos. Entre estos, los fotoiniciadores empleados con más frecuencia son los cetales de bencilo tales como 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (comercializada por Ciba Specialty Chemicals con la marca registrada IRGACURE* 651) y los derivados de la acetofenona tales como 2,2-dietoxiacetofenona ( "DEAP" , comercializada por First Chemical Corporation), 2-hidroxi-2-metil-l-fenil-propan-l-ona ( "HMPP" , comercializada por Ciba Specialty Chemicals con la marca registrada DAROCUR® 1173), 2 -bencil-2 -N, N-dimetilamino-1- (4-morfolinofenil) -1-butanona, (comercializada por Ciba Specialty Chemicals con la marca registrada IRGACURE* 369) ; y 2-metil-l- (4- (metiltio) fenil) -2-morfolinopropan-l-ona, (comercializada por Ciba Specialty Chemicals con la marca registrada IRGACURE* 907) .

Los artículos abrasivos pueden incluir una resina termoplástica no reactiva tal como, por ejemplo, polipropilenglicol , polietilenglicol y copolímero en bloque de polioxipropileno-polioxieteno .

Los rellenos incluyen rellenos orgánicos, rellenos inorgánicos y nanorellenos . Los ejemplos de rellenos adecuados incluyen, sin carácter limitante, carbonatos metálicos tales como carbonato de calcio y carbonato de sodio,- sílices tales como cuarzo, microesferas de vidrio, burbujas de vidrio; silicatos tales como talco, arcillas, metasilicato de calcio; sulfatos metálicos tales como sulfato de bario, sulfato de calcio, sulfato de aluminio; óxidos metálicos tales como óxido de calcio, óxido de aluminio; trihidrato de aluminio, y combinaciones de estos.

Los artículos abrasivos pueden incluir un agente para facilitar la molienda que aumente la eficacia de la molienda y la velocidad de corte. Algunos agentes útiles para facilitar la molienda pueden ser inorgánicos, tales como sales de tipo haluro, por ejemplo, criolita de sodio y tetrafluoroborato de potasio; o de base orgánica, tales como ceras cloradas, por ejemplo, cloruro de polivinilo. En otra modalidad particular, el artículo abrasivo incluye criolita y tetrafluoroborato de potasio con un tamaño de partícula que oscila entre aproximadamente 1 miera y aproximadamente 80 mieras, más habitualmente entre aproximadamente 5 mieras y aproximadamente 30 mieras. Generalmente, la concentración del agente para facilitar la molienda en la primera capa es menor de aproximadamente el 50% en peso, por ejemplo, la concentración del agente para facilitar la molienda suele ser de aproximadamente el 0.1% en peso al 50% en peso, y más habitualmente es de aproximadamente el 10% en peso al 30% en peso (todos los % en peso se basan en el peso de la primera capa incluidos los granos abrasivos) .

Los ejemplos de aditivos adicionales incluyen agentes de acoplamiento tales como „ agentes de acoplamiento de tipo silano, por ejemplo, A-174 y A-1100 comercializados por Osi Specialties, Inc., titanato y zircoaluminatos ; agentes antiestáticos tales como grafito, negro de carbón y análogos; agentes de suspensión tales como sílice fumada, por ejemplo, Cab-O-Sil M5, Aerosil 200; agentes anticarga tales como estearato de zinc y estearato de calcio; lubricantes tales como cera, PTFE en polvo, polietilenglicol, polipropilenglicol y polisiloxanos ; agentes humectantes; pigmentos; dispersantes; y desespumantes.

EJEMPLOS A continuación, la invención se describirá específicamente y con más detalle mediante los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser limitantes.

Ejemplo 1; Se formularon cuatro composiciones de resina fenólica. Cada una de las composiciones contenía los compuestos mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2 Además, cada una de las formulaciones 2-4 contenía la misma cantidad de un acrilato diferente. La Tabla 3 a continuación indica la cantidad de acrilato presente en cada una de las formulaciones .

Tabla 3 N.0 de Tipo de acrilato Cantidad Color después ensayo añadido a la de del curado formulación de resina acrilato durante 10 h a fenólica presente 250°F (121.1°C) 1 ninguno 0% negro 2 Epoxiacrilato (Ebecryl 10% rojo 3700) 3 Pentacrilato 10% marrón claro- amarillo 4 TMPTA 10% marrón claro- amarillo La tabla muestra que las composiciones que contienen los acrilatos fueron resistentes al oscurecimiento tras la exposición al calentamiento durante el curado. En particular, se demostró que el pentacrilato y el TMPTA fueron los más eficaces para la estabilización del color de la resina fenólica .

Equivalentes Aunque esta invención se ha demostrado y descrito particularmente con referencias a los ejemplos de las modalidades de esta, los expertos en la materia entenderán que se pueden llevar a cabo varios cambios en la forma y los detalles de la presente sin alejarse del alcance de la invención que se engloba en las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose . descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un articulo abrasivo de color estable, caracterizado porque comprende: a) un aglutinante que comprende una resina fenólica; b) un estabilizante del color que incluye al menos un acrilato; y c) granos abrasivos.

2. El articulo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la resina fenólica es un resol.

3. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estabilizante del color está presente en una cantidad de entre aproximadamente el 2% y aproximadamente el 60% en peso.

4. El artículo abrasivo de color " estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estabilizante del color está presente en una cantidad de entre aproximadamente el 7% y aproximadamente el 15% en peso.

5. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estabilizante del color es un acrilato seleccionado del grupo que consiste en acrilato de etilo, epoxiacrilato, pentacrilato y triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) .

6. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estabilizante del color incluye el acrilato triacrilato de trimetilolpropano etoxilado.

7. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además un codisolvente glicólico.

8. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el estabilizante del color incluye una resina de acrilato insoluble en agua presente en una cantidad de entre aproximadamente el 2% y aproximadamente el 15% en peso.

9. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el acrilato está presente en una cantidad de entre aproximadamente el 5% y aproximadamente el 60% en peso.

10. El articulo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el acrilato está presente en una cantidad de entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 60% en peso.

11. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la resina de acrilato es capaz de reaccionar con la resina fenólica .

12. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque no muestra ningún cambio de color visualmente perceptible después de aproximadamente 8 horas de curado a aproximadamente 455°C (235 °F) con relación al mismo artículo después de aproximadamente 2 horas de curado a aproximadamente 455°C (235 °F).

13. El artículo abrasivo de color estable de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglutinante de resina fenólica y el estabilizante del color están presentes en al menos una capa seleccionada del grupo que consiste en una capa de aglutinante-material abrasivo, una capa anterior, una capa de base, una primera capa, una capa intermedia y una capa superior.

14. Un método para preparar un artículo abrasivo de color estable, caracterizado porque comprende los pasos de: a) mezclar un resol y un estabilizante del color que comprende al menos un acrilato para formar una composición de resol; b) poner en contacto una pluralidad de partículas abrasivas con la composición de resol; y c) curar la composición de resol para producir el artículo abrasivo de color estable.

15. Un método para erosionar una superficie de trabajo, caracterizado porque comprende aplicar el artículo abrasivo de color estable a una superficie de trabajo con un movimiento erosionante para eliminar una porción de la superficie de trabajo, donde el producto abrasivo incluye: a) un aglutinante que comprende una resina fenólica; b) un estabilizante del color que incluye al menos un acrilato; y c) granos abrasivos.