经涂布的固体颗粒制造技术

本发明专利技术涉及一种表面处理固体颗粒的方法，来改善固体颗粒在静电场中的可加工性和减少加工所述固体颗粒过程中产生的粉尘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经涂布的固体颗粒本专利技术涉及一种经涂布的固体颗粒，其选自下组刚玉、电熔刚玉、烧结刚玉、锆石刚玉、碳化硅、碳化硼、立方氮化硼、金刚石和/或它们的混合物，所述经涂布的固体颗粒具有经物理涂覆的涂层形式的表面处理。这类固体颗粒例如以不同粒度以结合(gebimdener)和松散形式用作研磨过程中的磨粒，利用所述固体颗粒可以加工所有已知材料。一般来说，在使用磨粒时要区别所谓结合磨料和基底上的磨料或柔性磨料，对于所谓结合磨料应理解为研磨盘、研磨石和研磨笔， 其中磨粒与陶瓷物质或合成树脂形成相应的研磨体并随后通过热处理来硬化；而对于基底上的磨料或柔性磨料，磨粒借助于粘合剂(通常是合成树脂)固定在基底(纸或亚麻布) 上，用这种方式得到研磨纸或研磨带。在制备基底上的磨料的过程中，磨粒涂覆在基底上，例如纸或带上，目前通常在所谓分散设备中进行，在此过程中所述磨粒尽可能均勻分布地涂覆在传送带上，将磨粒输送到静电场中，所述静电场通过在两个互相以一定距离布置的电极之间施加直流电压来形成。同时，在静电场中于具有磨粒的传送带上方，胶粘基底以反方向、以一定距离并与传送带平行地经由辊运行，使得经涂布的那侧朝向传送带方向。在静电场中，松散地位于传送带上的磨粒现在受到激发并以反电极方向加速，使得所述磨粒相对于布置在反电极前的胶粘基底跳起并粘着在所述的胶粘基底上。在此应努力得到尽可能致密且均勻覆盖的研磨带或研磨纸。在这种制备方法中经常出现的问题是，所述磨粒然后不均勻地分布在基底上，或者分散密度太低。这些问题可以部分得到解决，即通过增加电压，或者改变传送带和胶粘基底之间的距离或电极之间的距离。然而，这些也只是暂时性的解决方法，因为外部条件，例如空气湿度对磨粒的分散性能有很大的影响。虽然实现了在某种程度上在分散设备内设置恒定的气候，然而大多数情况下出于生产技术原因不可行，所述磨粒通常放置在纸袋中在气候上完全不同的条件下经过较长时期的运输和储存，在合理的时间内也完全适应了所述气候。在这方面还可以确定的是，特别是磨粒的表面电导率对磨粒在静电场中的可加工性有影响，并且有利的是，在磨粒表面上积聚水，由此改善表面电导率。在EP 0 304 616B1 中描述了一种基于氧化铝的经表面处理的磨粒，利用吸湿性和/或疏水性物质涂布，由此应在磨粒的表面上形成了永久性的湿膜，它提供了充分的表面湿度并可以在静电场中均勻地加工。在EP 0 856 037B1中描述了一种基于氧化铝的磨粒，在其表面上具有由干墨 (Tonerdehydrat)和硅酸钠组成的外壳。在这种情况下得到的磨粒，其在静电场中的可加工性很大程度地独立于分别与时间和地点相关的气候行为(空气湿度)。然而，为了改善分散能力对磨粒所做的表面处理也存在风险，即在磨粒表面上积聚过多水分和例如使磨粒的流动性变差，由此阻碍了磨粒在传送带上的理想的均勻分布。 然而，传送带上的不规律分布自动导致研磨带上的不均勻分布和由此导致产品恶化。过高的水分含量还可能对磨粒粘结到合成树脂基质中产生不利影响。过去研究了对磨粒进行表面处理来改善分散能力，并使所述表面处理最小化到如此程度，使得磨粒的流动性或在合成树脂基质中的粘结不因过强的处理受到损害。必要时通过改变场条件(距离、电压)来解决关于静电场中磨粒的可激发性的问题。磨粒静电分散时，特别是在制备研磨带时的另一个问题在于，在分散设备中填充磨粒时粉尘的产生。在此，通常将磨粒从25kg的袋子倾倒入敞口漏斗中，这时附着在磨粒上的粉尘在漏斗上方扬起尘雾，这对操作所述设备的工作人员造成很大的健康上的负担。 通过在漏斗开口区域安装抽吸装置来解决这个问题的尝试不太成功，因为要有效地吸除粉尘，所述抽吸装置必须位于相对靠近漏斗开口的位置，这会妨碍对漏斗的填充。为人员装备相应的保护设施，例如口罩、防尘面具等，也只是部分有效，因为附着在磨粒上的粉尘量通常相对大，从而很难做到充分保护。此外，这类保护措施对造成了工作的额外负担并且不是所期望的。附着在磨粒上的粉尘来源于生产过程中对磨粒的粉碎。在此过程中产生大量的细粉尘，尽管它们决大部分被吸除，但是还有相当大的量仍保持附着在磨粒上，之后例如在倒空磨粒袋的时候释放。另外还存在的问题是要得到符合下列条件的磨粒，一方面显示出在静电场中理想的分散性能和在合成树脂基质中最佳的粘结，另一方面不由粉尘对在分散设备的人员造成负担。此外，要求，为达到上述目标不必费用过高的额外处理，因为磨粒是批量产物，必须要成本合算地生产。因此不考虑例如只是简单地额外清洗磨粒来除去粉尘和随后干燥作为选择方式，因为这种操作需要相对长的时间和相对多的人力耗费，由此明显增加了磨粒的制造成本。所述问题通过具有权利要求1的技术特征的固体颗粒得以解决，所述固体颗粒选自下组刚玉、电熔刚玉、烧结刚玉、锆石刚玉、碳化硅、碳化硼、立方氮化硼、金刚石和/或它们的混合物。本专利技术的有利的实施方案是从属权利要求的主题。本专利技术的主题还有用于制备经表面处理的固体颗粒的方法，以及所述固体颗粒用于制备在基底上的磨料的用途，还有在耐磨损表面涂层中的用途。在寻找上述问题的解决方法的过程中发现，可以由此得到非常适合在静电场中加工的固体颗粒，即用多元醇的水溶液以物理方式涂覆涂层进行表面处理。在此过程中少量多元醇就足够了并且用0. 001至最多5重量％的多元醇进行处理，就已经足以得到最佳效果。在本专利技术的优选实施方案中，使用基于未经处理的所述固体颗粒计为约0. 01至约1. 0 重量％的多元醇。作为适合的多元醇考虑具有两个至最多6个碳原子的线型或分支的多元醇。在本专利技术意义上特别优选的多元醇是短链多元醇，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇和甘油。所述表面处理可以是简单的，其中将所述固体颗粒置于混合器中，随后在混合期间喷洒至少一种多元醇的水溶液。水溶液中很少比例的多元醇就已经足以达到效果，从而多元醇水的优选用量比例优选2 1至约1 40。在此应提到，用未稀释的乙二醇的实验示出，还可以使用纯的多元醇来改善分散能力，然后，实现与固体颗粒的理想的均勻混合经常是个问题。在本专利技术的一个有利的实施方案中，水性涂层溶液额外包含用水稀释的水玻璃，水玻璃的量有利地基于未经处理的磨粒计为0. 001至2. 0重量％。另一有利的实施方案中设计为，事先用有机硅烷作为增附剂处理所述固体颗粒。 用有机硅烷进行处理改善了固体颗粒在合成树脂基质中粘结的强度，但是这种处理同时也恶化了固体颗粒的分散性能。利用常规的亲水性或吸湿性物质进行额外处理来改善分散能力可以进一步抵消这种恶化，然而却又进一步损害了结合强度，特别是湿强度。现在令人惊奇地发现，为了改善结合而用有机硅烷处理的固体颗粒的分散性能通过随后用多元醇水溶液处理可以持续得到改善，而之后不会对结合造成损害。明显地，在封闭型交联时通过缩聚协调了多元醇与合成树脂的结合。适合用于改善结合的硅烷是具有通式(RO)3-Si-(CH2)n-X的有机硅烷，其中R是选自甲基、乙基、异丙基和甲氧基甲基的有机残基，η是0至12的整数，X是选自乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基和/或胺的官能团。对于上述应用优选的硅烷选自3-氨基丙基-三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷，其中有机硅烷的量基于未经处理的固体颗粒计优选为0. 0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种选自下组的固体颗粒：刚玉、电熔刚玉、烧结刚玉、锆石刚玉、碳化硅、碳化硼、立方氮化硼、金刚石和／或它们的混合物，所述固体颗粒具有经物理涂覆的涂层形式的表面处理，其特征在于，所述涂层包含至少一种多元醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·富克斯，
申请(专利权)人：研磨剂与耐火品研究与开发中心CARRD有限公司，
类型：发明
国别省市：AT