CN109986477A

CN109986477A - 具有改进型防填塞组合物的涂布磨料

Info

Publication number: CN109986477A
Application number: CN201711482639.8A
Authority: CN
Inventors: 张恒
Original assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Current assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09

Abstract

本申请涉及具有改进型防填塞组合物的涂布磨料。本发明大体上涉及包括改进型防填塞组合物(anti‑loading composition)的涂布的研磨制品，以及制备和使用所述涂布的研磨制品的方法。所述防填塞组合物包含金属硬脂酸盐、性能组分和聚合物粘合剂组合物。所述防填塞组合物能够是半透明或透明的，使得其基本上不含不透明的条纹。

Description

具有改进型防填塞组合物的涂布磨料

技术领域

本发明大体上涉及包括改进型防填塞组合物(anti-loading composition)的涂布的研磨制品，以及制备和使用所述涂布的研磨制品的方法。

背景技术

研磨制品，如涂布磨料，用于各种行业中以研磨工件，如通过砂磨、研光、磨削和抛光来进行。使用研磨制品的表面处理跨越从最初粗材料去除到高精度加工的宽范围，并且以亚微米水平抛光表面。对表面进行有效和高效的研磨引起了诸多处理难题。

通常，用户试图获得达成高材料去除率的具成本效益的研磨材料和方法。然而，在获得某些所期望的表面特性时，如果不是不可能，展现高去除率的磨料和研磨方法还经常倾向于展现较差的性能。相反，产生这类所期望的表面特性的磨料经常会具有低的材料去除率，这会需要更多的时间和精力来去除足够量的表面材料。

因此，持续需要改进型研磨产品和方法，其可以增强研磨处理性能、提高效率并且改进表面质量。

发明内容

本发明涉及一种涂布的研磨制品，包含：

背衬材料；

安置于所述背衬材料上的研磨层，其中所述研磨层包含安置于聚合物初始接合涂层上或其中的研磨颗粒；

和安置于所述研磨层上的防填塞组合物，

其中所述防填塞组合物包含金属硬脂酸盐或其水合物形式和性能组分的混合物的产物。

本发明涉及一种制备涂布的研磨制品的方法，包含：

将金属硬脂酸盐、性能组分和聚合物组合物混合在一起，以形成增强型防填塞组合物；

将所述增强型防填塞组合物安置于所述涂布的研磨制品的研磨层上。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且使所属领域的技术人员明白其诸多特征和优势。

图1是包括设置作为顶胶结涂层的改进型防填塞组合物的涂布的研磨制品的一个实施例的截面视图的图示。

图2是制备包括设置作为顶胶结涂层的改进型防填塞组合物的涂布的研磨制品的方法的一个实施例的流程图的图示。

图3是制备包括改进型防填塞顶胶结层的涂布的研磨制品的方法的一个实施例的流程图的图示。

图4A是显示常规防填塞组合物的差示扫描热量测定(“DSC”)热流数据的图形。

图4B是显示改进型防填塞组合物的一个实施例的差示扫描热量测定(“DSC”)热流数据的图形。

图5是显示相较于常规涂布的研磨制品，涂布的研磨制品实施例的相对累积材料去除性能的图形。

图6是显示相较于具有透明防填塞顶胶结层的涂布磨料实施例，在左边的具有不透明防填塞顶胶结层的常规涂布的研磨制品的照片。

图7示出了对照薄片(左边)和样品薄片(右边)的外观。

图8示出了对照薄片(左上)、第一样品薄片(染成蓝色-右上)以及第二样品薄片(染成深绿色-左下)的外观。

图9示出了对照薄片(左边)和样品薄片(右边)的外观。

在不同图中使用相同参考符号指示相似或相同的物件。

具体实施方式

与图式组合提供以下描述来帮助理解本文所公开的教示内容。以下论述将集中于教示内容的特定实施方案和实施例。这一论述用于帮助描述教示内容，并且不应被解释为对教示内容范围或可应用性的限制。

术语“平均”当提及一个值时打算指的是一个平均值、一个几何平均数或一个中间值。如本文所使用，术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式打算涵盖非排它性的包括。举例来说，包含一列特征的工艺、方法、物品或设备不一定仅限于那些特征，但可以包括没有明确列出的其它特征或这类工艺、方法、物品或设备所固有的其它特征。如本文所使用，短语“基本上由……组成(consists essentially of/consisting essentially of)”意指短语所描述的主题不包括大体上影响主题特性的任何其它组分。

此外，除非有明确的相反陈述，否则“或”是指包括性的或，而非排它性的或。举例来说，条件A或B通过以下中的任一个来得到满足：A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的)以及A和B都是真的(或存在的)。

使用“一个”或“一种”是用来描述本文所描述的要素和组分。这样做仅是为方便起见和给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况，否则这一描述应该理解为包括一个/种或至少一个/种，并且单数也包括复数，或反之亦然。

此外，对以范围陈述的值的参考包括在那个范围内的每一个值。当术语“约”或“大约”先于数值时，如当描述一个数字范围时，希望还包括准确的数值。举例来说，在“约25”处开始的数字范围还打算包括在恰好25处开始的范围。此外，应了解，对以“至少约”、“大于”、“小于”或“不大于”陈述的值的参考可以包括其中所标注的一系列任何最小或最大值。

如本文所使用，短语“平均粒径”可以指代平均值、平均数或中值粒径，通常在所属领域中还称为D50。

除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的一般技术人员通常所理解相同的含义。材料、方法和实例仅仅是说明性的并且不打算是限制性的。关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的并且可以见于涂布磨料领域的教科书和其他来源中，直到本文未描述的程度。

图1显示涂布的研磨制品100实施例的截面的图示。包含研磨颗粒109的研磨层安置于背衬材料101上，所述研磨颗粒分散于聚合物初始接合涂层粘合剂层(polymeric makecoat binder layer)103上或其中。胶结涂层105安置于研磨层上(即，在初始接合涂层粘合剂和研磨颗粒上)。防填塞顶胶结涂层107安置于胶结涂层上。防填塞顶胶结涂层(在本文中也被称为“顶胶结涂层”)包含增强型防填塞组合物。在一个实施例中，增强型防填塞组合物可以包含金属硬脂酸盐、性能组分与聚合物粘合剂组合物的混合物的产物。

图2是制备包括防填塞组合物的涂布的研磨制品的方法200的一个实施例的流程图的图示。步骤202包括将金属硬脂酸盐、性能组分和任选的粘合剂组合物混合在一起，以形成增强型防填塞组合物。步骤204包括将增强型防填塞组合物安置于研磨制品的研磨层或胶结涂层上，以形成具有增强型防填塞组合物的涂布磨料。

图3是制备包括防填塞组合物的涂布的研磨制品的方法300的一个实施例的流程图的图示。步骤302包括将防填塞组合物安置于涂布的研磨制品的研磨层上，其中防填塞组合物包含金属硬脂酸盐、性能组分和粘合剂组合物的混合物的所得物。

防填塞组合物

已出人意料地发现，包含有包含金属硬脂酸盐、性能组分和任选的粘合剂组合物的混合物的所得物(本文中也被称为混合物“的产物”)的防填塞组合物向涂布的研磨制品提供未预期和有益的防填塞和研磨性能。此外，还已出人意料地发现，存在某些性能组分中的一种或多种向防填塞顶胶结涂层提供未预期和有益的视觉特性，如半透明性和/或透明性，以及控制或消除防填塞组合物中不透明图像拖尾的外观。

金属硬脂酸盐

防填塞组合物可以包含金属皂，如金属硬脂酸盐或其水合物形式。在一个实施例中，金属硬脂酸盐可以包含硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锂、其水合物形式或其组合。在一个具体实施例中，金属硬脂酸盐可以包含硬脂酸锌。

防填塞组合物中金属硬脂酸盐的量可以变化。在一个实施例中，防填塞组合物中金属硬脂酸盐的量可以不小于10wt.％，如不小于15wt.％，不小于20wt.％，不小于25wt.％，不小于30wt.％，不小于35wt.％，不小于40wt.％，不小于45wt.％，不小于50wt.％，不小于55wt.％，不小于60wt.％，不小于65wt.％，或不小于70wt.％。在另一个实施例中，防填塞组合物中金属硬脂酸盐的量可以不大于99wt.％，如不大于95wt.％，不大于90wt.％，不大于85wt.％或不大于80wt.％。金属硬脂酸盐的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，金属硬脂酸盐的量可以在以下范围内：不小于10wt.％到不大于99wt.％，如不小于20wt.％到不大于99wt.％，不小于25wt.％到不大于99wt.％，不小于40wt.％到不大于99wt.％，不小于50wt.％到不大于99wt.％，不小于55wt.％到不大于95wt.％，或不小于60wt.％到不大于90wt.％。

性能组分

防填塞组合物可以包含包括一种或多种性能组分的混合物的所得物。将认识到，有时性能组分将是混合物的可能在某种程度上完全与混合物的其它成分反应的起始成份，使得性能组分不再以单独的化学部分形式存在于所得混合物中(即，在成分已经组合到一起后)。另一方面，有时性能组分仍将在成分已经组合后以单独的化学部分形式存在于所得混合物中。因此，短语“的混合物的所得物”指示性能组分可以作为混合物的起始成份被检测。或者，可以将性能组分描述为是所得混合物的可检测部分。

在一个实施例中，性能组分可以包含金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、蜡、蜡组分、脂肪酸或其组合。在一个具体实施例中，性能组分包含金属盐。在另一个具体实施例中，性能组分包含金属氧化物。在另一个具体实施例中，性能组分包含金属氢氧化物。在另一个具体实施例中，性能组分包含金属盐和脂肪酸。在另一个具体实施例中，性能组分包含蜡、蜡组分或其组合。

性能组分的量可以变化。在一个实施例中，性能组分的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于5wt.％，不小于7wt.％，不小于9wt.％，不小于10wt.％，不小于12wt.％，不小于15wt.％或不小于20wt.％。在另一个实施例中，性能组分的量可以不大于95wt.％，如不大于90wt.％，不大于85wt.％，不大于80wt.％，不大于75wt.％，不大于70wt.％，不大于65wt.％，不大于60wt.％，不大于55wt.％，不大于50wt.％，不大于45wt.％，不大于40wt.％，不大于30wt.％，不大于25wt.％，或不大于20wt.％。性能组分的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，性能组分的量可以在以下范围内：不小于0.1wt.％到不大于95wt.％，如不小于0.1wt.％到不大于90wt.％，不小于0.1wt.％到不大于85wt.％，不小于0.1wt.％到不大于80wt.％，不小于0.1wt.％到不大于75wt.％，不小于0.1wt.％到不大于70wt.％，不小于0.1wt.％到不大于65wt.％，不小于0.1wt.％到不大于60wt.％，不小于0.1wt.％到不大于55wt.％，不小于0.1wt.％到不大于50wt.％，不小于0.1wt.％到不大于45wt.％，不小于0.1wt.％到不大于40wt.％，如不小于0.5wt.％到不大于35wt.％，或不小于1wt.％到不大于25wt.％。

金属盐

在一个实施例中，金属盐可以包含锌盐、钙盐、锂盐或其组合。在一个实施例中，锌盐可以包含硫酸锌、氯化锌、硼酸锌、碳酸锌、硝酸锌、磷酸锌、锌酸盐(即，含有四氢氧锌酸根离子(Zn(OH)₄ ^2-)的盐，其水合物形式或其组合。应了解，如本文所使用，术语“锌酸盐”还包括由溶解锌金属、氢氧化锌和/或氧化锌和/或其它锌形式、使得溶液含有四氢氧锌酸根离子Zn(OH)₄ ^2-或使得溶液含有络离子[Zn(NH₃)₄]²⁺而制备的碱金属溶液。在一个具体实施例中，锌盐包含锌酸盐。在另一个具体实施例中，锌盐可以包含硫酸锌。应了解，如本文所使用，术语“硫酸锌”还指其水合物形式，即呈六水合物ZnSO₄·6H₂O形式和呈七水合物ZnSO₄·7H₂O形式。

金属盐的量可以变化。在一个实施例中，金属盐的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于5wt.％，不小于7wt.％，或不小于10wt.％。在另一个实施例中，金属盐的量可以不大于30wt.％，如不大于25wt.％，不大于22wt.％，不大于20wt.％，不大于18wt.％，不大于16wt.％，或不大于14wt.％。金属盐的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，金属盐的量可以在以下范围内：不小于0.5wt.％到不大于25wt.％，如不小于2wt.％到不大于20wt.％，不小于3wt.％到不大于18wt.％，或不小于4wt.％到不大于16wt.％。

金属氧化物

在一个实施例中，金属氧化物可以包含氧化锌、氧化钙、氧化锂或其组合。在一个实施例中，金属氧化物可以包含氧化锌(ZnO)。

金属氧化物的量可以变化。在一个实施例中，金属氧化物的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于5wt.％，不小于7wt.％，或不小于10wt.％。在另一个实施例中，金属氧化物的量可以不大于30wt.％，如不大于25wt.％，不大于22wt.％，不大于20wt.％，不大于18wt.％，不大于16wt.％，或不大于14wt.％。金属氧化物的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，金属氧化物的量可以在以下范围内：不小于0.5wt.％到不大于25wt.％，如不小于2wt.％到不大于20wt.％，不小于3wt.％到不大于18wt.％，或不小于4wt.％到不大于16wt.％。

金属氢氧化物

在一个实施例中，金属氢氧化物可以包含氢氧化锌、氢氧化钙、氢氧化锂或其组合。在一个实施例中，金属氢氧化物可以包含氢氧化锌(Zn(OH)₂)。

金属氢氧化物的量可以变化。在一个实施例中，金属氢氧化物的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于5wt.％，不小于7wt.％，或不小于10wt.％。在另一个实施例中，金属氢氧化物的量可以不大于30wt.％，如不大于25wt.％，不大于22wt.％，不大于20wt.％，不大于18wt.％，不大于16wt.％，或不大于14wt.％。金属氢氧化物的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，金属氢氧化物的量可以在以下范围内：不小于0.5wt.％到不大于25wt.％，如不小于2wt.％到不大于20wt.％，不小于3wt.％到不大于18wt.％，或不小于4wt.％到不大于16wt.％。

蜡

在一个实施例中，蜡可以包含天然蜡、合成蜡或其组合。在一个实施例中，蜡可以包含天然蜡。在一个具体实施例中，天然蜡包含巴西棕榈蜡(carnauba wax)(又称为棕榈蜡或巴西(Brazil)蜡，其来自巴西棕榈树巴西蜡棕属(Copernicia prunifera palm)的叶子)。巴西棕榈蜡包含脂肪酸酯(80-85％)、脂肪醇(10-16％)、酸(3-6％)和烃(1-3％)。巴西棕榈蜡也可以进一步被表征为包含约20％酯化脂肪二醇、10％甲氧基化或羟基化肉桂酸和6％羟基化脂肪酸。巴西棕榈蜡具有82-86℃(180-187℉)的高熔点。

巴西棕榈蜡的量可以变化。在一个实施例中，巴西棕榈蜡的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于5wt.％，不小于7wt.％，不小于10wt.％，不小于12wt.％，不小于15wt.％，或不小于20wt.％。在另一个实施例中，巴西棕榈蜡的量可以不大于95wt.％，如不大于90wt.％，不大于88wt.％，不大于85wt.％，不大于80wt.％，不大于75wt.％，不大于70wt.％，不大于65wt.％，不大于60wt.％，不大于55wt.％，或不大于50wt.％。巴西棕榈蜡的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，巴西棕榈蜡的量可以在以下范围内：不小于5wt.％到不大于95wt.％，如不小于10wt.％到不大于90wt.％，不小于12wt.％到不大于65wt.％，或不小于15wt.％到不大于55wt.％。

蜡组分

在一个实施例中，蜡组分可包括天然或合成蜡的组分。蜡组分可以是天然的、合成的或其组合。在一个实施例中，蜡组分可包含效仿天然蜡、合成蜡或其组合的组成和/或性质的一种脂肪酸酯或多种脂肪酸酯，一种脂肪醇或多种脂肪醇，一种酸或多种酸，一种碳氢化合物或多种碳氢化合物，或其组合。在一个实施例中，蜡组分可以包含巴西棕榈蜡的一个组分或者组分的组合。在一个具体实施例中，蜡组分可以包含脂肪酸酯、脂肪醇或其组合。

脂肪酸

在一个实施例中，脂肪酸可以包含不饱和脂肪酸或具有14到22个碳原子的饱和脂肪酸或其组合，如肉豆蔻酸(CH₃(CH₂)₁₂COOH)、棕榈酸(CH₃(CH₂)₁₄COOH)、硬脂酸((CH₃(CH₂)₁₆COOH)、花生酸(CH₃(CH₂)₁₈COOH)、萝酸(CH₃(CH₂)₂₀COOH)或其组合。在一个具体实施例中，脂肪酸是硬脂酸。

脂肪酸的量可以变化。在一个实施例中，饱和脂肪酸的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.3wt.％，不小于0.5wt.％，不小于0.7wt.％，不小于1wt.％，不小于1.3wt.％，或不小于1.5wt.％。在另一个实施例中，脂肪酸的量可以不大于30wt.％，如不大于25wt.％，不大于20wt.％，不大于15wt.％，不大于10wt.％，不大于7.5wt.％，或不大于5wt.％。脂肪酸的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，脂肪酸的量可以在以下范围内：不小于0.1wt.％到不大于30wt.％，如不小于0.5wt.％到不大于25wt.％，不小于1wt.％到不大于20wt.％，或不小于1.5wt.％到不大于15wt.％。

粘合剂组合物

防填塞组合物可以包含粘合剂组合物。粘结剂组合物可以是非聚合物组合物、聚合物组合物或其组合。在一个实施例中，粘结剂组合物可以包含聚合物粘结剂组合物。通过下述方式，聚合物粘合剂组合物可以由单一聚合物或聚合物的掺合物形成：经小分子的反应形成聚合物或者聚合物的掺合物、干燥单一聚合物、干燥聚合物的掺合物或其组合。粘合剂组合物可以由以下形成：环氧树脂组合物、丙烯酸组合物、酚类组合物、聚氨基甲酸酯组合物、脲甲醛组合物、聚硅氧烷组合物或其组合。在一个具体实施例中，粘合剂组合物包含聚合丙烯酸组合物。丙烯酸组合物可以包含水性乳液。丙烯酸组合物可以包含丙烯酸共聚物，如羧化丙烯酸共聚物。丙烯酸组合物可以包含在有益的温度范围如35℃到100℃内的玻璃化转变温度(Tg)。

防填塞组合物中的聚合物粘合剂组合物的量可以变化。在一个实施例中，聚合物粘合剂组合物的量可以不小于0.1wt.％，如不小于0.3wt.％，不小于0.5wt.％，不小于1wt.％，不小于2wt.％，不小于3wt.％，不小于4wt.％，不小于5wt.％，或不小于6wt.％。在另一个实施例中，顶胶结涂层中的聚合物粘合剂组合物的量可以不大于25wt.％，如不大于23wt.％，不大于20wt.％，不大于18wt.％，不大于15wt.％，不大于13wt.％，不大于12wt.％，不大于11wt.％，不大于10wt.％，不大于9wt.％，或不大于8wt.％。聚合物粘合剂组合物的重量的量可以在包含任何对的先前上限和下限的范围内。在一个特定实施例中，聚合物粘合剂组合物的重量的量可以在以下范围内：不小于0.1wt.％到不大于25wt.％，如不小于0.5wt.％到不大于20wt.％GSM，不小于1wt.％到不大于15wt.％。

返回参看图1，研磨层安置于背衬材料101上。研磨层包含分散于聚合物粘合剂层103(也被称为初始接合涂层)上或其中的研磨颗粒109。胶结涂层105安置于研磨层上(即，在初始接合涂层粘合剂和研磨颗粒上)。防填塞顶胶结层107安置于胶结涂层上。或者，必要时，如果不存在胶结涂层，防填塞组合物可直接安置于胶结涂层的研磨层上。

背衬材料

背衬材料(在本文中也被称作“背衬”)可以是弹性或硬质的。背衬可以由任何数量的各种材料制成，包括在制造涂布磨料中常规地用作背衬的那些材料。一种例示性的弹性背衬包括聚合物膜(例如，底涂膜)，如聚烯烃膜(例如，聚丙烯，包括双轴定向的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酰胺膜或纤维素酯膜；金属箔；网状物；泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨基甲酸酯泡沫)；布(例如，由包含聚酯、尼龙、真丝、棉、聚棉、嫘萦或其组合的纤维或纱制得的布)；纸；硫化纸；硫化橡胶；硫化纤维；非编织材料；其组合；或其经处理型式。布背衬可以是编织或缝合的。在特定实例中，背衬选自由以下组成的组：纸、聚合物膜、布(例如，棉、聚棉、嫘萦、聚酯、聚尼龙)、硫化橡胶、硫化纤维、金属箔和其组合。在其它实例中，背衬包括聚丙烯膜或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。

背衬可以任选地具有饱和剂、前胶结层(也被称为“前填充层”)或背胶结层(也被称为“背填充层”)。这些层的目的通常是密封背衬或保护背衬中的纱线或纤维。如果背衬是布材料，那么通常使用这些层中的至少一个。添加前胶结层或背胶结层可以另外在背衬的前侧或背侧上产生“更光滑的”表面。也可以使用所属领域中已知的其它任选层，如粘结层。

背衬可以是纤维加固型热塑物，如描述于例如美国专利第5,417,726(Stout等人)号中；或环状无拼接带，如描述于例如美国专利第5,573,619(Benedict等人)号中。同样，背衬可以是具有从其凸出的钩连主干的聚合物衬底，如描述于例如美国专利第5,505,747(Chesley等人)号中的聚合物衬底。类似地，背衬可以是环织物，如描述于例如美国专利第5,565,011(Follett等人)号中的环织物。

研磨层

研磨层包含安置于聚合物初始接合涂层组合物(初始接合涂层)上或分散于其中的多种研磨颗粒。在一个实施例中，研磨层111包括安置于初始接合涂层组合物103上或分散于其中的研磨颗粒109。

研磨颗粒

研磨颗粒可以包括基本上单相的无机材料，如氧化铝、碳化硅、二氧化硅、二氧化铈；和更硬的高性能超研磨颗粒，如立方氮化硼和金刚石。另外，研磨颗粒可以包括复合颗粒材料。这类材料可以包括聚集体，其可以通过浆料处理路径形成，所述浆料处理路径包括通过挥发或蒸发去除液体载剂，留下未烧制的(“绿色”)聚集体，其可以任选地经历高温处置(即，烧制、熔结)以形成可用的烧制聚集体。此外，研磨区域可以包括有包括宏观结构和尤其三维结构的工程改造的磨料。

在一个实施例中，研磨颗粒与粘合剂配制物掺合以形成研磨浆料。或者，在粘合剂配制物涂布于背衬上后，研磨颗粒涂覆于粘合剂配制物上方。任选地，功能性粉末可以涂覆于研磨区域上方，以防止研磨区域粘到制作图案工具上。或者，可以在不存在功能性粉末的研磨区域中形成图案。

研磨颗粒可以由以下研磨颗粒中的任一种或组合形成：包括二氧化硅、氧化铝(熔融或烧结)、氧化锆、氧化锆/氧化铝氧化物、碳化硅、石榴石、金刚石、立方氮化硼、氮化硅、二氧化铈、二氧化钛、二硼化钛、碳化硼、氧化锡、碳化钨、碳化钛、氧化铁、氧化铬、弗林特(flint)、金刚砂。举例来说，研磨颗粒可以选自由以下组成的组：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金刚石、共熔融氧化铝氧化锆、二氧化铈、二硼化钛、碳化硼、弗林特、金刚砂、氮化铝和其掺合物。已通过使用主要包含α-氧化铝的致密研磨颗粒产生特定实施例。

磨粒也可以具有特别的形状。这类形状的一个实例包括条形、三角形、角锥形、圆锥形、实心球形、中空球形等等。或者，磨粒可以是无规形状的。

在一个实施例中，研磨颗粒的平均颗粒大小可以不大于2000微米，如不大于约1500微米，不大于约1000微米，不大于约750微米，或不大于500微米。在另一个实施例中，研磨颗粒大小是至少0.1微米，至少1微米，至少5微米，至少10微米，至少25微米，或至少45微米。在另一个实施例中，研磨颗粒大小是约0.1微米到约2000微米。研磨颗粒的颗粒大小通常被指定为研磨颗粒的最长尺寸。一般来说，存在颗粒大小的范围分布。在一些情况下，颗粒大小分布严格受到控制。

初始接合涂层-初始接合涂层组合物

初始接合涂层包含初始接合涂层组合物。经过下述的方式，初始接合涂层组合物(通常称为初始接合涂层)可以由单一聚合物或聚合物的掺合物形成：通过小分子的反应形成聚合物或者聚合物的掺合物、干燥单一聚合物、干燥聚合物的掺合物或其组合。初始接合涂层组合物可以由以下形成：环氧树脂组合物、丙烯酸组合物、酚类组合物、聚氨基甲酸酯组合物、酚类组合物、聚硅氧烷组合物或其组合。

初始接合涂层组合物通常包括聚合物基质，其将研磨颗粒粘合到背衬或粘合到贴合涂层(compliant coat)，如果这类贴合涂层存在的话。通常，粘合剂组合物由固化粘合剂配制物形成。在一个实施例中，粘合剂配制物包括聚合物组分和分散相。

初始接合涂层组合物可以包括用于制备聚合物的一种或多种反应成分或聚合物成分。聚合物成分可以包括单体分子、聚合物分子或其组合。初始接合涂层组合物可以进一步包含选自由以下组成的组的组分：溶剂、塑化剂、链转移剂、催化剂、稳定剂、分散剂、固化剂、影响分散液的流动性的反应介体和试剂。

聚合物成分可以形成热塑物或热固物。通过举例，聚合物成分可以包括用于形成以下的单体和树脂：聚氨基甲酸酯、聚脲、聚合环氧树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚硅氧烷(硅酮)、聚合醇酸树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、聚丁二烯，或一般来说用于制造热固性聚合物的反应性树脂。另一个实例包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物成分。前体聚合物成分通常是可固化有机物质(即，如下聚合物单体或物质：能够在暴露于热或其它能源如电子束、紫外光、可见光等时聚合或交联，或在添加化学催化剂、湿气、或使聚合物固化或聚合的另一种试剂时随时间推移)。前体聚合物成分实例包括用于形成以下的反应性成分：氨基聚合物或氨基塑料聚合物，如烷基化脲甲醛聚合物、三聚氰胺甲醛聚合物和烷基化苯并胍胺甲醛聚合物；丙烯酸酯聚合物，包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸烷基酯、丙烯酸化环氧树脂、丙烯酸化氨基甲酸酯、丙烯酸化聚酯、丙烯酸化聚醚、乙烯基醚、丙烯酸化油或丙烯酸化硅酮；醇酸树脂聚合物，如氨基甲酸酯醇酸树脂聚合物(urethanealkyd polymer)；聚酯聚合物；反应性氨基甲酸酯聚合物；酚类聚合物，如甲阶酚醛树脂和酚醛清漆聚合物；酚类/乳胶聚合物；环氧聚合物，如双酚环氧聚合物；异氰酸酯；异氰尿酸酯；聚硅氧烷聚合物，包括烷基烷氧基硅烷聚合物；或反应性乙烯基聚合物。初始接合涂层组合物可以包括单体、寡聚物、聚合物或其组合。在一个特定实施例中，初始接合涂层组合物包括当固化时可以交联的至少两种类型聚合物的单体。举例来说，初始接合涂层组合物可以包括当固化时形成环氧/丙烯酸聚合物的环氧成分和丙烯酸成分。

胶结涂层-胶结涂层组合物

涂布的研磨制品可以包含安置于研磨层上的胶结涂层。胶结涂层包括胶结涂层组合物。胶结涂层组合物可以与用以形成研磨层的初始接合涂层的初始接合涂层组合物相同或不同。胶结涂层可以包含所属领域中已知的可用作胶结涂层的任何常规组合物。胶结涂层可以包括一种或多种添加剂。

添加剂

初始接合涂层、胶结涂层或顶胶结涂层可以包括一种或多种添加剂。

适合的添加剂可以包括磨削助剂、纤维、润滑剂、湿润剂、触变材料、表面活性剂、增稠剂、颜料(包括金属颜料、金属粉末颜料和珠光颜料)、染料、抗静电剂、偶联剂、塑化剂、悬浮剂、pH调节剂、粘着促进剂、润滑剂、杀细菌剂、杀真菌剂、阻燃剂、脱气剂、防尘剂、双功能材料、引发剂、链转移剂、稳定剂、分散剂、反应介体、着色剂和消泡剂。可以选择这些添加剂物质的量以提供所期望的特性。这些任选的添加剂可以存在于根据本发明的实施例的涂布的研磨产品的总体系统的任何一部分中。适合的磨削助剂可以是无机类的；如卤化物盐，例如冰晶石、硅灰石和氟硼酸钾；或有机类的，如十二烷基硫酸钠，或氯化蜡，如聚氯乙烯。在一个实施例中，磨削助剂可以是环境可持续性的物质。

实例

实例1：防填塞组合物制备

通过将以下各物彻底混合在一起来制备防填塞组合物(未固化)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散液)、锌盐(七水硫酸锌)、饱和脂肪酸(硬脂酸)、聚合物粘合剂(丙烯酸聚合物乳液)和消泡剂。接着将所得未固化的防填塞组合物作为顶胶结涂层准备涂覆到涂布的研磨制品。防填塞组合物显示于下表中。

表1.防填塞组合物-锌盐和硬脂酸

实施例2：差示扫描量热法(DSC)

使用差示扫描量热法分析了实施例1的防填塞组合物(“S1”)和对照样品(“C1”)硬脂酸锌组合物。S1与C1的区别仅在于S1包括性能组分(即锌盐(七水合硫酸锌)和饱和脂肪酸(硬脂酸))。图4A示出了对照样品C1的差示扫描量热曲线。图4B示出了样品S1的差示扫描量热曲线。S1的DSC曲线相较于C的曲线显示了显著的差异。特别的，可以看出S1的第一加热曲线上有三个不同的峰，表明发生了焓变。可以理解曲线上示出的热流的值高度依赖于量热器中放入多少样品(样品的重量)。每个峰显示的焓变具有重要意义，因为焓变独立于量热法样品的重量。

在此，S1样品第一加热曲线在40至60℃的范围内(50℃峰)、90至115℃的范围内(110℃峰)以及120至130℃的范围内(125℃峰)显示峰值(焓变)，特别是吸热峰。

如下表描述的那样，样品实施例可以在加热和冷却曲线上产生峰值，表明在给定的温度范围内发生了焓变(J/g)。

表2.DSC峰

因此，例如，在一个实施例中，防填塞组合物可包含DSC数据，该DSC数据对于第一加热、第一冷却、第二加热或其组合显示在40到60℃的范围内至少5J/g的焓变，在90到115℃的范围内至少0.1至不大于100J/g的焓变，在120至130℃的范围内至少0.1至不大于100J/g的焓变，或其组合。在一个具体实施例中，防填塞组合物可包含DSC数据,该DSC数据对于第一加热、第一冷却、第二加热或其组合表明在50℃至少5J/g的焓变，在110℃至少0.1至不大于100J/g的焓变，在125℃至少0.1至不大于100J/g的焓变，或其组合。

实例3：研磨性能测试

将实例1(S1)中所制备的防填塞组合物作为顶胶结层涂覆于涂布的研磨盘的胶结涂层上。使防填塞组合物固化以形成样品研磨盘(样品1和样品2)。接着相较于对照研磨盘，使样品研磨盘经历研磨测试。样品盘与对照盘之间的唯一差异是在包含样品盘的顶胶结层的防填塞组合物中存在性能组分。换句话说，对照样品盘是使用传统的硬脂酸锌组合物作为不包含性能组分的顶胶结层来进行涂覆。第一研磨测试由使用双作用(“DA”)功率砂磨机砂磨亚克力板组成。记录从工件(总切割件)去除的材料的量并且与对照盘的性能相比较。测试结果显示于下表和图5中。

表3.相较于对照的研磨性能

	DA测试
		对照	100％
样品1	126％
		样品2	122％
样品平均值	124％

根据双作用砂磨测试，样品盘出人意料地获得了意外的改进性能，平均是对照盘的性能的124％。

实例4.防填塞组合物制备-蜡

通过将以下各物彻底混合在一起来制备防填塞组合物(未固化)(“S2”)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散液)、蜡(巴西棕榈蜡分散液)、聚合物粘合剂(丙烯酸聚合物乳液)和消泡剂。接着将所得未固化的防填塞组合物作为顶胶结涂层准备涂覆到涂布的研磨制品。防填塞组合物配制物显示于下表中。

表4.防填塞组合物-蜡

实施例5：防填塞组合物-蜡组分(预示的)

通过将以下物质完全混合在一起制备防填塞组合物(未固化)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散体)、脂肪酸酯、脂肪醇、酸、聚合物粘结剂(丙烯酸聚合物乳液)以及除泡剂。所得的未固化的防填塞组合物就准备好作为顶胶结涂层涂覆到涂布的研磨制品。下表示出了防填塞顶胶结涂层配制物。

表5.防填塞组合物-蜡组分

实施例6：防填塞组合物-无聚合物粘结剂的蜡

通过将以下物质完全混合在一起制备防填塞组合物(未固化)(S3)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散体)、蜡(巴西棕榈蜡分散体)以及除泡剂。所得的未固化的防填塞组合物就准备好作为顶胶结涂层涂覆到涂布的研磨制品。下表示出了防填塞顶胶结涂层配制物。

表6.顶胶结涂层-无聚合物粘结剂的蜡

实例7：表面透明性

将实例4(S2)中所制备的防填塞组合物作为顶胶结层涂覆于涂布的研磨薄片的胶结涂层上。使防填塞组合物固化以形成样品研磨薄片。直观地比较样品研磨薄片与对照薄片。出人意料地并且有益的是，样品薄片的顶胶结层是透明的，使得眼睛可通过顶胶结层清晰地看到背衬材料。值得注意地，顶胶结涂层无不透明的图像拖尾缺陷(通常称为“小鸡痕(chicken track)”)。将样品薄片切成样品研磨盘(样品3)。图7示出了对照薄片(左边)和样品薄片(右边)的外观。

实施例6(S3)中制备的防填塞组合物作为顶胶结层且以上述描述的样品S2相同的方式固化以形成样品研磨薄片。出人意料地并且有益的是，S2样品薄片的顶胶结层是透明的，使得用眼睛可通过顶胶结层清晰地看到背衬材料。值得注意地，顶胶结涂层无不透明的图像拖尾缺陷(通常称为“小鸡痕(chicken track)”)。

实例8：研磨性能测试

接着相较于对照研磨盘，使样品研磨盘(样品3)经历研磨测试。样品盘与对照盘之间的唯一差异是在包含样品盘的顶胶结层的防填塞组合物中存在性能组分。换句话说，对照样品盘是使用传统的硬脂酸锌组合物作为不包含性能组分的顶胶结层进行涂覆。第一研磨测试由使用双作用(“DA”)功率砂磨机砂磨亚克力板组成。第二研磨测试由非手持砂磨木材组成，由有经验的木材砂磨工人完成。记录从工件(总切割件)去除的材料的量并且与对照盘的性能相比较。测试结果显示于下表和图6中。

表7.相较于对照的研磨性能

	DA测试	非手持
			对照	100％	100％
样品3	117％	120％

对于两种测试，样品盘出人意料地获得了意外的改进性能。对于DA测试，样品盘能够获得对照性能的117％，并且对于非手持测试，能够获得对照性能的120％。

实施例9：防填塞组合物-蜡和颜色

通过将以下物质完全混合在一起制备防填塞组合物(未固化)(“S4”)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散体)、蜡(巴西棕榈蜡分散体)、聚合物粘结剂(丙烯酸聚合物乳液)、颜料以及除泡剂。所得的未固化的防填塞组合物就准备好作为顶胶结涂层涂覆到涂布的研磨制品。下表示出了防填塞顶胶结涂层配制物。

表8.防填塞组合物-颜料

实施例10：具有颜色的顶胶结表面

实施例9中制备的防填塞顶胶结涂层(S4)作为顶胶结层应用到涂布的研磨薄片的胶结涂层上。固化防填塞组合物以形成样品研磨薄片。通过视觉比较样品研磨薄片与对照薄片。令人惊讶且有益的是，样品薄片的顶胶结涂层是透明的且具有鲜艳的可见的颜色。值得注意地，顶胶结涂层无不透明的图像拖尾缺陷(通常称为“小鸡痕(chickentrack)”)。样品薄片被切割成较小的样品研磨片。图8示出了对照薄片(左上)、第一样品薄片(染成蓝色-右上)以及第二样品薄片(染成深绿色-左下)的外观。

实施例11：防填塞组合物-蜡和珍珠粉末

通过将以下物质完全混合在一起制备防填塞组合物(未固化)(“S5”)：金属硬脂酸盐(硬脂酸锌50％固体分散体)、蜡(巴西棕榈蜡分散体)、聚合物粘结剂(丙烯酸聚合物乳液)、珍珠粉末(也称为珠光颜料或闪光颜料)以及除泡剂。所得未固化的防填塞组合物就准备好作为顶胶结涂层涂覆到涂布的研磨制品。下表示出了防填塞组合物配制物。

表9.防填塞组合物-珍珠粉末

实施例12：发光表面

实施例11中制备的防填塞组合物(S5)作为顶胶结涂层应用到涂布的研磨薄片的胶结涂层上。固化防填塞顶胶结涂层以形成样品研磨薄片。用视觉比较样品研磨薄片与对照薄片。令人惊讶且有益的是，样品薄片的顶胶结涂层是透明的且具有发光表面。值得注意地，顶胶结涂层无不透明的图像拖尾缺陷(通常称为“小鸡痕(chicken track)”)。将样品薄片切割成较小的样品研磨薄片。图9示出了对照薄片(左边)和样品薄片(右边)的外观。

在前述中，对特定实施例和某些组分的连接的提及是说明性的。应了解，将组分称作偶联或连接的是打算公开如将了解的所述组分之间的直接连接或通过一种或多种插入组分的间接连接，以进行如本文所论述的方法。因而，上文所公开的主题应视为说明性而非限制性的，并且所附权利要求书意图覆盖落入本发明的真实范围内的所有这类修改、提高以及其它实施例。此外，并非在上文一般描述或实例中所描述的所有活动都是需要的，一部分具体活动可能是不需要的，并且可以执行除所述活动之外的一种或多种其它活动。又另外，所述活动列出的次序未必是其执行的次序。

本公开在以下理解的情况下提交：其将不会用于限制权利要求书的范围或含义。此外，在前述公开中，出于清楚起见，本文中在单独实施例的情形下所描述的某些特征也可以按单个实施例中的组合形式提供。相反，为了简洁起见在单个实施例的情形下所描述的各种特征也可以单独地或以任何次组合形式提供。另外，本发明主题可以被引导而比任何所公开实施例的全部特征少。

上文已相对于特定实施例描述了益处、其它优势和问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题的解决方案以及会使任何益处、优势或解决方案发生或变得更显著的任何特征不应被理解为任何或所有权利要求的关键的、所需要的或基本的特征。

因此，在法律允许的最大程度上，本发明的范围由以下权利要求和其等效物的最广泛容许解释判定，并且不应受前述实施方式约束或限制。

Claims

1.一种涂布的研磨制品，包含：

背衬材料；

和

安置于所述研磨层上的防填塞组合物，

其中所述防填塞组合物包含

金属硬脂酸盐或其水合物形式和性能组分的混合物的产物。

2.根据权利要求1所述的涂布磨料，其中所述性能组分包含金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、脂肪酸、蜡、蜡组合、或其水合物形式、或其组合。

3.根据权利要求2所述的涂布的研磨制品，其中所述性能组分包含金属盐和饱和脂肪酸。

4.根据权利要求2所述的涂布磨料，其中所述性能组分包含蜡。

5.根据权利要求1所述的涂布磨料，其中所述混合物进一步包含聚合物粘结剂。

6.根据权利要求1所述的涂布磨料，进一步包含安置于所述研磨层上的胶结涂层，其中所述防填塞组合物安置于所述胶结涂层上。

7.根据权利要求3所述的涂布的研磨制品，其中所述防填塞组合物DSC数据对于第一加热、第一冷却、第二加热或其组合在40到60℃的范围内显示至少5J/g的焓变，在90到115℃的范围内显示至少0.1至不大于100J/g的焓变，在120到130℃的范围内显示至少0.1至不大于100J/g的焓变，或其组合。

8.根据权利要求3所述的涂布的研磨制品，其中所述金属硬脂酸盐包含硬脂酸锌，并且所述金属盐包含锌盐、或其水合物形式，或其组合。

9.根据权利要求8所述的涂布的研磨制品，其中所述混合物包含：

50-95wt.％硬脂酸锌；

1-30wt.％硫酸锌；和

1-20wt.％聚合物粘合剂组合物。

10.根据权利要求9所述的涂布的研磨制品，其中所述聚合物粘合剂组合物包含丙烯酸聚合物组合物。

11.根据权利要求4所述的涂布磨料，其中所述金属硬脂酸盐包含硬脂酸锌并且所述蜡包含巴西棕榈蜡。

12.根据权利要求11所述的涂布磨料，其中所述组合物是半透明或透明的，基本上不含不透明的条纹(“小鸡痕(chicken track)”)。

13.根据权利要求12所述的涂布磨料，其中以干重计所述组合物包含：

50-95wt.％硬脂酸锌；

12-60wt.％巴西棕榈蜡(carnauba wax)；和

5-20wt.％聚合物粘合剂组合物。

14.根据权利要求7所述的涂布的研磨制品，其中所述第一加热包括在氮气条件下，以每分钟10℃从30℃加热至200℃；所述第一冷却包括在氮气条件下，在第一次加热后，立刻以每分钟10℃从200℃冷却至30℃；且所述第二加热包括在氮气条件下，在第一次冷却后，立刻以每分钟10℃从30℃加热至200℃。

15.一种制备涂布的研磨制品的方法，包含：

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述性能组分包含金属盐、金属氧化物、金属氢氧化物、饱和脂肪酸、蜡或其组合。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述金属硬脂酸盐是硬脂酸锌，所述金属盐是锌盐，所述饱和脂肪酸是硬脂酸，并且所述蜡是巴西棕榈蜡。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述防填塞组合物是透明或半透明的。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述防填塞组合物基本上不含不透明的条纹(“小鸡痕”)。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述混合在一起包含将以下混合在一起

50-95wt.％硬脂酸锌；

1-30wt.％硫酸锌；和

1-20wt.％聚合物粘合剂组合物。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述混合在一起包含将以下混合在一起

50-85wt.％硬脂酸锌；

10-50wt.％硫酸锌；和

5-20wt.％聚合物粘合剂组合物。