Модифікація поверхні абразивних зерен гідрофільним і гідрофобним силаном

Реферат: Поверхнево-модифіковане абразивне зерно включає абразивне зерно як субстрат і плівку на зерні, що включає відносно гідрофільний силановий компонент і відносно гідрофобний силановий компонент. Плівка може бути одним шаром плівки або кількома шарами плівки, де шар плівки, найбільш наближений до абразивного зерна, має переважно гідрофільний силановий компонент, а шар плівки, більш дальній від абразивного зерна, включає переважно відносно гідрофобний силановий компонент. Абразивні продукти з покриттям і абразивні продукти на зв'язці включають поверхнево-модифіковані абразивні зерна. UA 100413 C2 (12) UA 100413 C2 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Передумови винаходу Виявлено, що операції мокрого шліфування, що характеризуються процесами шліфування із застосуванням систем охолодження на основі води, ускладнюються більш коротким терміном роботи абразивного продукту в порівнянні із застосуванням сухого шліфування. Це явище зазвичай усували шляхом додавання герметика до складу синтетичної смоли, використовуваної в абразиві. Хімічні сполуки, додані до синтетичної смоли для протидії впливу води, взагалі, включають гідрофобні молекули, що збільшують гідрофільність синтетичної смоли, таким чином, щоб, зменшити захват води, затримати набрякання системи смол, що є наслідком погіршення механічних властивостей, і щоб сповільнити втрату абразивних властивостей. Приклади гідрофобних молекул типово являють собою силоксани та органо-функціональні силани (які далі в цьому описі позначаються як "силани") або інші органічні молекули, що мають гідрофобні частини, такі як вінілові зв'язки, та атоми сірки або фтору в органічній молекулі. Проте, включення гідрофобних компонентів у синтетичній смолі часто не захищає абразивні частинки при контакті з водою, тим самим дозволяючи воді при тривалих періодах використання переміщатися ближче до абразивних частинок, доки абразивний інструмент не виходить з ладу. У випадку абразивних продуктів з покриттям, контакт матеріалу підкладки з водою, використовуваною як охолоджувач, може призвести до відділення абразиву та фіксуючого покриття від матеріалу підкладки. В одному альтернативному варіанті абразивні частинки спочатку обробляють шляхом покриття їх силаном. Гідроліз силану на поверхні абразивної частинки може призвести до утворення ковалентних зв'язків, зокрема, коли абразивна частинка являє собою метал. Проте, утворення гідрофільного покриття на зернах може знижувати силу, з якою частинки утримуються на місці за допомогою фіксуючого покриття, зокрема, коли фіксуюче покриття включає гідрофобний компонент, такий як гідрофобний силановий компонент. Унаслідок цього існує потреба в абразивних частинках, абразивних продуктах з покриттям і інших шліфувальних інструментах, таких як абразивні інструменти на зв'язці, що переборюють або мінімізують вищезгадані проблеми. Короткий опис винаходу Даний винахід, в цілому, спрямовано на поверхнево-модифіковані абразивні зерна, абразивні продукти з покриттям, абразивні продукти на зв'язці та способи одержання та застосування зерен і абразивних продуктів. В одному варіанті здійснення винахід являє собою поверхнево-модифіковане абразивне зерно, що включає субстрат абразивного зерна і плівку на абразивному зерні, що включає відносно гідрофільний силановий компонент і відносно гідрофобний силановий компонент. Відносно гідрофільний силановий компонент в одному варіанті здійснення може бути одним членом, вибраним із групи, що включає аміни, діаміни, триаміни, азин, азол, уреїдо, ізоціанат, алкокси, ацетокси, оксиміно, хлор, морфолініл і піперазинілсилани, та відносно гідрофобний силан може бути одним членом, вибраним із групи, що включає вінілсилани, метакрилатсилани, сірковмісні силани, меркаптосилани, епоксисилани та фенілсилани. Плівка може бути будь-яким окремим шаром, що включає комбінацію відносно гідрофільного та відносно гідрофобного силанових компонентів. У цьому варіанті здійснення полімери відносно гідрофільного та гідрофобного компонентів можуть бути окремими полімерами або со-полімерами відносно гідрофільного та відносно гідрофобного силанових компонентів. Типово, субстрат абразивного зерна включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає оксид алюмінію, карбід кремнію, плавлені керамічні матеріали, сплавлені абразиви, золь-гелі, керамічні зерна та суперабразиви. В іншому специфічному варіанті здійснення покриття абразивних частинок включає два шари, перший з яких є найбільш наближеним до абразивної частинки та включає, щонайменше, один відносно гідрофільний силановий компонент. Другий шар є зовнішнім і, як правило, нанесеним на перший шар. Другий шар включає, щонайменше, один силановий компонент, що є гідрофобним відносно силанового компонента першого шару. В іншому варіанті здійснення даний винахід являє собою абразивний продукт з покриттям, що включає поверхнево-модифіковані абразивні зерна за винаходом. У ще одному варіанті здійснення даний винахід являє собою абразивний продукт на зв'язці, що використовує поверхнево-модифіковані абразивні частинки за винаходом. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно за даним винаходом може бути утворено, в одному варіанті здійснення, шляхом комбінування відносно гідрофільного та відносно гідрофобного силанових компонентів для утворення суміші. Суміш потім комбінують з носієм, що включає воду, для утворення розчину силану. Принаймні, частина силанового компонента є гідролізованою для утворення гідролізованого розчину, що потім змішують з компонентом 1 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 абразивного зерна для утворення, таким чином, поверхнево-модифікованого абразивного зерна. Спосіб утворення абразивного продукту з покриттям за даним винаходом включає комбінування поверхнево-модифікованих абразивних зерен за даним винаходом зі смолою та потім нанесення комбінованих поверхнево-модифікованих абразивних зерен і смоли на підкладку. Потім смола твердне, тим самим, утворюючи абразивний продукт з покриттям. Спосіб одержання абразивного продукту на зв'язці за даним винаходом включає комбінування поверхнево-модифікованих абразивних зерен за даним винаходом зі зв'язкою смолою або недокристалізованим склом поряд зі зв'язувальною речовиною. Отриману сиру сполуку пресують або надають бажану форму і згодом піддають термічному твердненню або обпалюють для одержання кінцевого продукту. Інші варіанти здійснення за даним винаходом включають шліфування або розрізання заготовки із застосуванням абразивного продукту з покриттям або зі зв'язкою за даним винаходом. Даний винахід має багато переваг. Наприклад, вважають, що відносно гідрофільний силановий компонент плівки ефективно просочується в більшість типів абразивних частинок, тим самим, полегшуючи зволоження компонента герметиком, що включає відносно гідрофільний силановий компонент. Крім того, вважають, що та ж плівка утворює ковалентні зв'язки, що міцно зв'язують герметик з частинкою. Крім того, відносний гідрофобний силановий компонент плівки може бути або змішаний з відносно гідрофільним силановим компонентом, або нанесений як окрема плівка, що щільно зв'язується з більшістю смол фіксуючого покриття, особливо з тими, що включають гідрофобний силановий компонент окремо від такого компонента плівки абразивного зерна. В результаті, плівка абразивного зерна не відокремлюється легко від частинки, або від фіксуючого покриття при контакті з водою, тим самим, значно знижуючи проникання абразивного продукту для водяних охолоджувачів, застосовуваних у ході шліфування або різання. В результаті значно зростають Питоме Знімання Матеріалу (MRR) і Сукупне Утримання Матеріалу (CMR). "Якість обробки поверхні" або "Ra" заготовки також значно поліпшується відносно тієї, яка була отримана при застосуванні абразивних продуктів, що не використовують обробку силаном або плівкою за даним винаходом. Додатково, термін застосування абразивних продуктів за даним винаходом може бути значно розширений у порівнянні з тим терміном, що міг би очікуватися для абразивних продуктів, що не застосовують поверхнево-модифіковані абразивні зерна за даним винаходом. Короткий опис графічних матеріалів ФІГ. 1 являє собою поперечний переріз абразивного продукту з покриттям заданим винаходом із застосуванням поверхнево-модифікованих абразивних частинок ФІГ. 1. ФІГ. 2 являє собою приклад абразивного інструмента на зв'язці за даним винаходом із застосуванням абразивних частинок ФІГ. 1. ФІГ. 3А являє собою таблицю результатів порівняльного дослідження, отриманих при 30 фунтах на безцентрово-шліфувальному верстаті Loesser із застосуванням варіанту здійснення даного винаходу. ФІГ. 3В являє собою графік MRR, представленого в таблиці ФІГ. 3А. ФІГ. 3С являє собою графік якості обробки поверхні, Ra, представленої в таблиці ФІГ. 3А. ФІГ. 3D являє собою графік втрати абразивних властивостей (%), представленої в таблиці ФІГ. 3А. ФІГ. 4А являє собою таблицю результатів порівняльного дослідження, отриманих при 50 фунтах на безцентрово-шліфувальному верстаті Loesser із застосуванням варіанта здійснення даного винаходу. ФІГ. 4В являє собою графік MRR, представленого у таблиці ФІГ. 4А. ФІГ. 4С являє собою графік якості обробки поверхні, Ra, представленої в таблиці ФІГ. 4А. ФІГ. 4D являє собою графік втрати абразивних властивостей (%), представленої в таблиці ФІГ. 4А. ФІГ. 5А являє собою таблицю, що підсумовує результати, представлені в таблицях ФІГ. 3А4А. ФІГ. 5В являє собою гістограму результатів, представлених на ФІГ. 5А. ФІГ. 6 являє собою фотографію варіанта здійснення даного винаходу і продукту порівняння, використовуваного для одержання результатів досліджень таблиць, представлених на ФІГ. 3A3D, 4A-4D і 5А-5В. Детальний опис винаходу Вищевикладене стане більш очевидним з наступного більш докладного опису ілюстративних варіантів здійснення даного винаходу, як проілюстровано доданими графічними 2 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 матеріалами, в яких однакові умовні позначки відносяться до однакових частин у всіх різних видах. Графічні матеріали необов'язково представлені в масштабі, замість цього особливе значення приділяється проілюстрованим варіантам здійснення даного винаходу. Даний винахід, у цілому, спрямовано на поверхнево-модифіковані абразивні зерна та на абразивні продукти з покриттям і абразивні продукти на зв'язці, що застосовують поверхневомодифіковані абразивні зерна. Поверхнево-модифіковані абразивні зерна за даним винаходом включають субстрат абразивного зерна та плівку на абразивному зерні, що включає відносно гідрофільний силановий компонент і відносно гідрофобний силановий компонент. Даний винахід також спрямований на способи одержання поверхнево-модифікованих абразивних зерен за даним винаходом, а також на абразивні продукти з покриттям і абразивні продукти на зв'язці, що застосовують поверхнево-модифіковані абразивні зерна, та на способи одержання та застосування абразивних продуктів з покриттям і абразивних продуктів на зв'язці за даним винаходом. Термін "відносно гідрофільний силановий компонент" як термін, що визначений в даному описі, означає силановий мономер, олігомер або полімер, або мономерну повторювану одиницю олігомеру або полімеру, що виявляє більшу афінність до води, ніж виявляє інший мономер, олігомер або полімер, або повторюваний мономерний силановий компонент, з яким комбінувався відносно гідрофільний силановий компонент. Приклади відносно гідрофільних силанових компонентів включають аміносилани, аміносилани, уреїдосилани, ізоціанатсилани, оксиміносилани та хлорсилани. Специфічні приклади особливо прийнятних відносно гідрофільних силанових компонентів включають 3-амінопропілтриетоксисилан, 3амінопропілтриетоксисилан, біс[(3-триетоксисиліл)пропіл]амін, 3-амінопропілтриметоксисилан, 3-амінопропілметилдіетоксисилан, 3-амінопропілметилдиметоксисилан, аміноетиламінопропілтриметоксисилан, аміноетиламінопропілтриетоксисилан, аміноетиламінопропілметилдиметоксисилан, аміноетиламінопропілметилдіетоксисилан, аміноетиламінометилтриетоксисилан, аміноетиламінометилметилдіетоксисилан, діетилентриамінопропілтриметоксисилан, діетилентриамінопропілтриетоксисилан, діетилентриамінопропілметилдиметоксисилан, діетилентриамінопропілметилдіетоксисилан, діетилентриамінометилметилдіетоксисилан, діетиламінометилтриетоксисилан, діетиламінометилметилдіетоксисилан, діетиламінометилтриметоксисилан, діетиламінопропілтриметоксисилан, діетиламінопропілметилдиметоксисилан, діетиламінопропілметилдіетоксисилан, N(N-бутил)-3-амінопропілтриметоксисилан, (Nфеніламіно)метилтриметоксисилан, (N-феніламіно)метилтриетоксисилан, (Nфеніламіно)метилметилдиметоксисилан, (N-феніламіно)метилметилдіетоксисилан, 3-(Nфеніламіно)пропілтриметоксисилан, 3-(N-феніламіно)пропілтриетоксисилан, 3-(Nфеніламіно)пропілметилдиметоксисилан, 3-(N-феніламіно)пропілметилдіетоксисилан, піперазинілпропілметилдиметоксисилан, піперазинілпропілметилдіетоксисилан, піперазинілметилметилдіетоксисилан, морфолінілпропілтриметоксисилан, морфолінілпропілтриетоксисилан, морфолінілпропілметилдиметоксисилан, морфолінілпропілметилдіетоксисилан, морфолінілметилтриметоксисилан, морфолінілметилметилдіетоксисилан, аміногексиламінометилтриметоксисилан, гександіамінометилтриетоксисилан, аміногексиламінометилтриметоксисилан, октаноїламінопропілтриетоксисилан, циклогексиламінопропілтриметоксисилан, циклогексиламінопропілтриетоксисилан, циклогексиламінопропілметилдиметоксисилан, циклогексиламінопропілметилдіетоксисилан, 3-уреїдопропілтриметоксисилан, 3уреїдопропілтриетоксисилан, 3-ізоціанатпропілтриметоксисилан, 3ізоціанатпропілтриетоксисилан, триметоксисилан, триетоксисилан, метилдиметоксисилан, метилдіетоксисилан, метилтриметоксисилан, метилтриетоксисилан, метилтрипропоксисилан, метилтрибутоксисилан, метилтрис(трет-бутилперокси)силан, диметилетоксисилан, диметилдиметоксисилан, диметилдіетоксисилан, пропілтриметоксисилан, Nбутилтриметоксисилан, N-бутилтриетоксисилан, 1-бутилтриметоксисилан, 1бутилтриетоксисилан, алілтриетоксисилан, додецилтриметоксисилан, додецилметилдиметоксисилан, октодецилтриметоксисилан, октодецилтриетоксисилан, октодецилметилдиметоксисилан, N-октилтриметоксисилан, N-октилтриетоксисилан, октил метилдіетоксисилан, циклогексилтриетоксисилан, тетраацетоксисилан, етилтриацетоксисилан, метилтриацетоксисилан, диметилдіацетоксисилан, ди-третбутокси-діацетоксисилан, фенілтрис(метилетилкетоксим)силан, тетра(метилізобутилкетоксим)силан, триметил(метилетилкетоксим)силан, диметилди(метилетилкетоксим)силан, метилтрис(метилізобутилкетоксим)силан, метилтрис(ацетоксим)силан, метилтрис(метилетилкетоксим)силан, вінілтрис(метилізобутилкетоксим)силан, 3 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 метилвінілди(циклогексаноноксим)силан, метилвінілди(метилетилкетоксим)силан, вінілтрис(метилетилкетоксим)силан. Як визначено в даному документі, термін "відносно гідрофобний силановий компонент" означає мономер, олігомерні та полімерні сполуки, що включають частини, які приводять до того, що мономер, олігомер або полімер має афінність до води, яка є меншою, ніж та, що в іншого силанового компонента, з яким він комбінується. Приклади класів відносно гідрофобних силанових компонентів включають вінілсилани, метакрилатсилани, сірковмісні силани, меркаптосилани, епоксисилани, фенілсилани. Приклади конкретних відносно гідрофобних силанових компонентів включають γ-метакрилоксипропілтриметоксисилан, вінілтриметоксисилан, вінілтриетоксисилан, вінілтрис(2-метоксіетокси)силан, вінілтрисізопропоксисилан, вінілтрис(трет-бутилперокси)силан, вінілдиметилетоксисилан, вінілметилдиметоксисилан, вінілметилдіетоксисилан, алілтриетоксисилан, вінілтриацетоксисилан, вінілтрихлорсилан, вінілдиметилхлорсилан, вінілметилдихлорсилан, вінілтрис(метилізобутилкетоксим)силан, метилвінілди(циклогексаноноксим)силан, метилвінілди(метилетилкетоксим)силан, вінілтрис(метилетилкетоксим)силан, 3метакрилоксипропілтриметоксисилан, метакрилоксипропілтрис(триметилсилокси)силан, 3метакрилоксипропілтриетоксисилан, 3-метакрилоксипропіл метилдиметоксисилан, 3метакрилоксипропілметилдіетоксисилан, метакрилоксиметилтриетоксисилан, 3меркаптопропілтриметоксисилан, 3-меркаптопропілтриетоксисилан, 3меркаптопропілметилдиметоксисилан, біс(триетоксисилілпропіл)тетрасульфід, біс(триетоксисилілпропіл)дисульфід, біс(триетоксисилілпропіл)полісульфід, тіоціанатосилан: 3тіоціанатопропілтриетоксисилан, 3-гліцидоксипропілтриметоксисилан, 3гліцидоксипропілтриетоксисилан, 3-гліцидоксипропілметилдіетоксисилан, 3гліцидоксипропілметилдиметоксисилан, вінілтриацетоксисилан. Визначення "відносно гідрофільний силановий компонент" і "відносно гідрофобний силановий компонент" означають, що включення в окремий шар або в окремі шари абразивної частинки двох силанових компонентів, які відрізняються за афінністю до води, буде являти собою наявність "відносно гідрофільного силанового компонента" та "відносно гідрофобного силанового компонента". Крім того, переважно, щонайменше, один із силанів може хімічно реагувати з компонентом зв'язувальної речовини - смоли, використовуваної для утворення абразивного продукту з покриттям або абразивного інструмента на зв'язці за даним винаходом. У більш переважному варіанті здійснення, щонайменше, один із силанів утворює ковалентний зв'язок з компонентом зв'язувальної речовини - смоли. Прийнятні смоли є такими, що відомі з рівня техніки. Типово, вагове співвідношення плівки, що включає відносно гідрофільний і відносно гідрофобний силанові компоненти, на абразивному зерні знаходиться в діапазоні від близько 1:99 до близько 99:1 відносно гідрофільного силанового компонента до відносно гідрофобного силанового компонента. У переважному варіанті здійснення співвідношення знаходиться в діапазоні від близько 1:49 до близько 49:1. В особливо переважному варіанті здійснення співвідношення знаходиться в діапазоні від близько 1:9 до близько 9:1. Вагове співвідношення плівки до абразивної частинки в абразивній частці з покриттям за даним винаходом типово знаходиться в діапазоні від близько 1:8000 до близько 1:400. У переважному варіанті здійснення вагове співвідношення складає від близько 1:6000 до близько 1:300. У ще більш переважному варіанті здійснення вагове співвідношення знаходиться в діапазоні від близько 1:4000 до близько 1:200. Товщина покриття, що включає відносно гідрофільний і відносно гідрофобний силанові компоненти, на абразивній частинці може бути, наприклад, у діапазоні від близько 1 ангстрему (Å) до 5 мікронів. У переважному варіанті здійснення товщина покриття складає від близько 10 Å до близько 2 мікронів. В іншому варіанті здійснення товщина покриття знаходиться у діапазоні від близько 15 Å до близько 1 мікрона. Загалом, будь-яка абразивна частинка, що є прийнятною як абразив у промислових або комерційних використаннях, є прийнятною для застосування у даному винаході. Прийнятний матеріал для абразивних частинок, придатний у даному винаході, може бути будь-яким традиційним матеріалом для абразивних частинок, використовуваним для утворення абразивних інструментів з покриттям. Приклади прийнятних матеріалів для абразивних частинок для застосування у даному винаході включають алмаз, корунд, наждак, гранат, кремнієвий сланець, кварц, пісковик, халцедон, кремінь, кварцит, кремнезем, польовий шпат, пемзу та тальк, карбід бору, кубічний нітрид бору, плавлений глинозем, керамічний оксид алюмінію, термічно оброблений оксид алюмінію, цирконієвий корунд, скло, карбід кремнію, 4 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оксиди заліза, карбід танталу, оксид церію, оксид олова, карбід титану, синтетичний алмаз, діоксид марганцю, оксид цирконію та нітрид кремнію. Інші прийнятні зерна включають агломерати, такі як описані в патенті США № 6797023, принципи якого включені в даний опис шляхом посилання в усій їх повноті. Абразивний продукт з покриттям за даним винаходом може включати зернистий матеріал, що містить сирий, необпалений абразив, який містить частинки шліфувальних зерен і зв'язувальну речовину з наночастинок, як описано в заявці на патент США № 12/018589, поданій 23 січня 2008 p., принципи якої включені в даний опис шляхом посилання в усій їх повноті. Абразивні матеріали можуть бути зорієнтовані або можуть наноситися на субстрат без орієнтації (тобто, довільно), у залежності від конкретних необхідних властивостей абразивних інструментів з покриттям. Під час вибору прийнятного абразивного матеріалу, як правило, приймаються до уваги характеристики, такі як розмір, твердість, сумісність із заготовками та теплопровідність. Матеріали для абразивних частинок, придатні у даному винаході, типово мають розмір частинок у діапазоні від близько 10 нанометрів (нм) до близько 6 міліметрів (мм), наприклад, від близько 100 нм до близько 3 мм, або від близько 1 мікрона (μ) до близько 600 μ. Плівка поверхнево-модифікованих абразивних частинок за даним винаходом може включати один шар або кілька шарів. В одному варіанті здійснення плівка являє собою один шар, що включає відносно гідрофільний силановий компонент і відносно гідрофобний силановий компонент. Кожний з відносно гідрофільного та відносно гідрофобного силанових компонентів може незалежно бути включений у покриття як незалежна мономерна одиниця, олігомер або полімер. Крім того, відносно гідрофільний і відносно гідрофобний силанові компоненти можуть бути компонентами олігомерів або полімерів. Полімери можуть бути сополімерами або блок-сополімерами, такими як статистичні блок-сополімери, щонайменше, одного з гідрофільних і відносно гідрофобних силанових компонентів. Подібним чином, олігомери можуть включати, щонайменше, один з відносно гідрофільних і відносно гідрофобних силанових компонентів. В іншому варіанті здійснення плівка поверхнево-модифікованого абразивного зерна за даним винаходом включає перший шар плівки, найближчий до абразивної частинки, що включає тільки, або переважно, відносно гідрофільний силановий компонент, у порівнянні з відносно гідрофобним силановим компонентом. Другий або зовнішній шар плівки переважно включає відносно гідрофобний силановий компонент у порівнянні з відносно гідрофільним силановим компонентом. Вважається, що модифікація поверхні абразивної частинки відносно гідрофільним силановим компонентом значно підвищує змочування частинки та забезпечує кращу герметизацію проти води, коли абразивний продукт, що застосовує поверхневомодифіковане абразивне зерно, знаходиться вексплуатації. Також вважають, що, типово, відносно гідрофільний силановий компонент буде утворювати відносно високу пропорцію ковалентних зв'язків із субстратом абразивного зерна. Також вважають, що відносно гідрофобний силановий компонент буде міцно зв'язуватися як з відносно гідрофільним силановим компонентом, так і з матеріалами, які, як правило, застосовуються як фіксуючі покриття абразивних продуктів з покриттям і зі зв'язувальними матеріалами абразивних продуктів на зв'язці. В одному варіанті здійснення спосіб утворення поверхнево-модифікованого абразивного зерна за даним винаходом включає комбінування відносно гідрофобного та відносно гідрофільного силанових компонентів для утворення суміші. Суміш комбінують з розчинником для утворення розчину силану. Приклади прийнятних розчинників включають ізопропіловий спирт, етанол, метанол, толуол, ацетон, воду та їх суміші. Кількість використовуваного розчинника є, щонайменше, достатньою для розчинення силанових компонентів. В одному варіанті здійснення рН розчину може бути доведений до прийнятного рН, такого як рН у діапазоні від близько 3 до близько 7 або, більш переважно, від близько 4 до близько 6. Приклад прийнятного способу, яким може бути доведений рН, являє собою додавання оцтової кислоти. Інші способи доведення рН включають, наприклад, застосування малеїнової кислоти, стеаринової кислоти, малеїнового ангідриду, слабких розчинів НСІ, HNO3, H2SO4, хлориду амонію, гідроксиду амонію, розчину гідроксиду натрію, розчину гідроксиду калію. Розчин приводять у реакцію для утворення, щонайменше, частково олігомеризованого розчину силану. Крім того, в залежності від використовуваного силанового компонента розчин може бути, щонайменше, частково гідролізовано для утворення гідролізованого розчину. Потім, щонайменше, частково олігомеризований розчин силану змішують з компонентом абразивного зерна для утворення поверхнево-модифікованого абразивного зерна. В одному варіанті здійснення поверхнево-модифіковане абразивне зерно піддають впливу навколишньої або, альтернативно, декілька підвищеної температури, або іншим прийнятним умовам, щоб, тим 5 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 самим, стверднути плівку. Переважно, поверхнево-модифіковане зерно твердне при температурі в діапазоні від близько 10°С до близько 300°С. Крім того, переважно, період часу тверднення знаходиться в діапазоні від близько 15 хвилин до близько 24 годин. В одному варіанті здійснення поверхнево-модифіковане зерно твердне при температурі близько 10°С протягом близько 24 годин. В іншому варіанті здійснення поверхнево-модифіковане зерно твердне при температурі близько 80°С протягом близько 3 годин, а в ще одному варіанті здійснення поверхнево-модифіковане зерно твердне при температурі близько 100°С протягом близько 1,5 години. В іншому варіанті здійснення поверхнево-модифіковане зерно твердне при температурі близько 200°С протягом близько 30 хвилин або при близько 300°С протягом близько 15 хвилин. У переважному варіанті здійснення відносно гідрофільний силановий компонент являє собою 3-амінопропілтриетоксисилан, відносно гідрофобний силановий компонент являє собою γ-метакрилоксипропілтриметоксисилан, і вагове співвідношення цих двох складає близько 1:1. У цьому переважному варіанті здійснення абразивне зерно являє собою керамічне зерно або порошок, отримані за золь-гель технологією з використанням затравки, що має середній діаметр частинок близько 100 мікронів. Вагове співвідношення силанового компонента до ваги абразивних частинок складає близько 1:1000. Розчинник являє собою ізопропіловий спирт, і рН доводять до діапазону близько 3-7 за допомогою льодяної оцтової кислоти. Поверхневомодифіковані абразивні частинки цього варіанта здійснення тверднуть при температурі близько 80°С протягом періоду часу близько З годин. В іншому варіанті здійснення даний винахід являє собою абразивний продукт з покриттям. Приклад абразивного продукту з покриттям за даним винаходом показаний на ФІГ. 1. Як показано там, абразивний продукт з покриттям 10 включає шар підкладки 12. Приклади прийнятних шарів підкладки включають поліефір, бавовну, полібавовну, віскозне волокно та папір/з або без карбонізації/з або без зворотної засипки/передньої засипки/нетканих продуктів/абразивів без підкладки, як відомо з рівня техніки. Фіксуюче покриття 14 на шарі підкладки 12 утворено з прийнятного матеріалу, такого як акрилового, фенольного і т. д., як відомо з рівня техніки. Поверхнево-модифіковані абразивні зерна 16 за даним винаходом заглиблені у фіксуюче покриття 14. Абразивний продукт з покриттям 10 може необов'язково включати прийнятне покриття с визначеним розміром частинок 18 і покриття великого розміру 20, як відомо з рівня техніки. Абразивні продукти з покриттям і абразивні продукти на зв'язці за даним винаходом можуть необов'язково додатково включати одну або кілька добавок, такі як наповнювачі, апретуючі агенти, волокна, мастильні засоби, поверхнево-активні речовини, пігменти, барвники, агенти, що змочують, інтенсифікатори розмелу, антинаповнювачі, антистатики та суспензійні агенти. В одному варіанті здійснення компонент-наповнювач, що може бути використаний у даному винаході, включає кріоліт і, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторфосфат, гексафторферат, гексафторцирконат і амонію тетрафторборат ((NH4)BF4). Приклади гексафторфосфатів (солей PF6 ) включають амонієву сіль ((NH4)PF6), солі лужних металів (наприклад, LiPF6, NaPF6, KPF6, CsPF6 i т. д.) і солі лужно-земельних металів (наприклад, Mg(PFs)2, Ca(PF6)2, Sr(PF6)2, Ba(PF6)2 i т. д. ), і їх змішані солі (наприклад, солі амонію та натрію, такі як (NH4)Na(PF6)2, солі амонію та калію, такі як (NH4)K(PF6)2, солі натрію та калію, такі як NaK(PF6)2, і т. д.). Специфічні приклади гексафторфосфатів включають гексафторфосфат натрію (NaPF6) і гексафторфосфат калію (KPF6), і їх комбінації. Приклади 3гексафторфератів (солей FeF6 ) включають сіль амонію ((NH4)3FeF6), солі лужних металів (наприклад, Li3FeF6, Na3FeF6, K3FeF6, Cs3FeF6 i т. д. ) і солі лужно-земельних металів (наприклад, Mg3(FeF6)2, Ca3(FeF6)2, Sr3(FeF6)2, Ba3(FeF6)2 i т. д. ), і їх змішані солі (наприклад, солі амонію та натрію, такі як (NH4)Na2FeF6 і (NH4)2NaFeF6, солі амонію та калію, такі як (NH4)K2FeF6 і (NH4)2KFeF6, солі натрію та калію, такі як K2NaFeF6 і KNa2FeF6, солі кальцію та натрію, такі як CaNaFeF6, солі кальцію та калію, такі як CaKFeF6, і т. д.). Специфічні приклади гексафторфератів включають гексафторферат амонію ((NH4)3FeF6) і гексафторферати лужних металів, такі як гексафторферат натрію (Na3FeF6) і гексафторферат калію (K3FeF6), і їх 2комбінації. Приклади гексафторцирконатів (солі ZrF6 ) включають сіль амонію ((NH4)2ZrF6), солі лужних металів (наприклад, Li2ZrF6, Na2ZrF6, K2ZrF6, Cs2ZrF6 i т. д.) і солі лужно-земельних металів (наприклад, MgZrF6, CaZrF6, SrZrF6, BaZrF6 i т. д.) і їх змішані солі (наприклад, солі амонію та натрію, такі як (NH4)NaZrF6, солі амонію та калію, такі як (NH4)KZrF6, солі натрію та калію, такі як NaKZrF6, і т. д.). Специфічні приклади гексафторцирконатів включають гексафторцирконат амонію ((NH4)2ZrF6) і гексафторцирконати лужних металів, такі як гексафторцирконат натрію (Na2ZrF6) і гексафторцирконат калію (K2ZrF6), і їх комбінації. У специфічному варіанті здійснення, щонайменше, один з гексафторфосфату, гексафторферату 6 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 та гексафторцирконату являє собою сіль амонію або сіль натрію. В іншому специфічному варіанті здійснення гексафторфосфат являє собою гексафторфосфат амонію, гексафторферат являє собою гексафторферат натрію, та гексафторцирконат являє собою гексафторцирконат натрію. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторфосфат амонію, гексафторферат натрію, гексафторцирконат натрію та тетрафторборат амонію. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторфосфат амонію, гексафторферат натрію та гексафторцирконат натрію. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторцирконат натрію та гексафторферат натрію. 3Як використовується в даному описі, "кріоліт" означає сіль гексафториду алюмінію (AIF6 ), таку як сіль лужних металів, сіль лужно-земельних металів або сіль амонію, або їх комбінацію. Приклади кріолітів включають гексафторалюмінат літію (Li3AIF6), гексафторалюмінат натрію (Na3AIF6), гексафторалюмінат калію (K3AIF6), гексафторалюмінат амонію ((NH4)3AIF6), гексафторалюмінат натрію-амонію (наприклад, K(NH4)2AIF6 або K2(NH4)AIF6), гексафторалюмінат калію-амонію (наприклад, Na(NH4)2AIF6 або Na2(NH4)AIF6), гексафторалюмінат натрію-калію-амонію (тобто, NaK(NH4)AIF6), гексафторалюмінат літіюамонію (наприклад, Li(NH4)2AIF6 або Li2(NH4)AIF6) і т. д. В одному специфічному варіанті здійснення гексафторалюмінат натрію (Na3AIF6) застосовується як кріоліт. Кріоліт звичайно є присутнім в кількості у діапазоні від близько 2 ваг. % до близько 98 ваг. %, наприклад, від близько 2 ваг. % до близько 65 ваг. %, від близько 2 ваг. % до близько 50 ваг. %, компонентанаповнювача. У специфічному варіанті здійснення кількість кріоліту знаходиться в діапазоні від близько 2 ваг. % до близько 30 ваг. % або від близько 2 ваг. % до близько 20 ваг. % компонентанаповнювача. В іншому варіанті здійснення компонент-наповнювач, що може бути використаний у даному винаході, включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторферат, гексафторфосфат і гексафторцирконат. Прийнятні приклади, що включають конкретні приклади, гексафторферату, гексафторфосфату та гексафторцирконату описані вище. В одному специфічному варіанті здійснення, щонайменше, один з гексафторферату та гексафторцирконату являє собою сіль амонію або сіль натрію. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторферат і гексафторцирконат. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач включає, щонайменше, один член, вибраний із групи, що включає гексафторферат натрію та гексафторцирконат натрію. Будь-яка прийнятна кількість гексафторферату, гексафторфосфату та гексафторцирконату може використовуватися у даному винаході. У специфічному варіанті здійснення кожний з розкритих в даному документі гексафторферату, гексафторфосфату та гексафторцирконату незалежно присутній у діапазоні від близько 2 ваг. % до близько 100 ваг. % компонента-наповнювача, наприклад, від близько 2 ваг. % до близько 98 ваг. %, від близько 35 ваг. % до близько 98 ваг. % або від близько 50 ваг. % до близько 98 ваг. % компонента-наповнювача. Альтернативно, у варіанті здійснення, що додатково використовує кріоліт, кожний з гексафторферату, гексафторфосфату і гексафторцирконату незалежно присутній у діапазоні від близько 2 ваг. % до близько 98 ваг. % компонента-наповнювача, а саме від близько 35 ваг. % до близько 98 ваг. % або від близько 50 ваг. % до близько 98 ваг. % компонента-наповнювача. В іншому специфічному варіанті здійснення компонент-наповнювач за даним винаходом присутній в кількості у діапазоні від близько 0,5 ваг. % до близько 50 ваг. %, від близько 10 ваг. % до близько 50 ваг. %, від близько 0,5 ваг. % до близько 20 ваг. % або від близько 10 ваг. % до близько 20 ваг. % від ваги абразивного компонента. В деяких варіантах здійснення компонент-наповнювач включений у компонент-зв'язку для абразивних продуктів, таких як абразивні продукти з покриттям і абразивні продукти на зв'язці. Компонент-зв'язка також включає зв'язувальну речовину. Будь-який прийнятний зв'язувальний матеріал, відомий з рівня техніки, може бути використаний для зв'язувальної речовини. Зв'язувальна речовина може бути неорганічною зв'язувальною речовиною або органічною зв'язувальною речовиною. Прийнятні приклади органічних зв'язувальних речовин включають міздровий клей, уретанові смоли, акрилатні смоли, полівінілові спирти, епоксидні смоли, фенольні смоли, сечовиноформальдегід фенольні смоли, амінопласти та меламінформальдегідні смоли та їх комбінації. Прийнятні приклади неорганічних зв'язувальних речовин включають цемент, оксид кальцію, глину, кремнезем, оксид магнію та їх комбінації. Специфічні 7 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приклади прийнятних неорганічних зв'язувальних речовин можуть бути знайдені в патентах США №№ 4543107; 4898597; 5203886; 5025723; 5401284; 5095665; 5536283; 5711774; 5863308 і 5094672, принципи яких в їх повноті включені в даний документ шляхом посилання. Специфічна зв'язувальна речовина(зв'язувальні речовини), включена в компонент-зв'язку, може бути вибрана в залежності від конкретного застосування(застосувань) компонента-зв'язки, наприклад, типів абразивних продуктів і/або покрить, що використовують компонент-зв'язку. Прийнятний спосіб виробництва абразивного продукту з покриттям за даним винаходом включає комбінування поверхнево-модифікованих абразивних зерен за даним винаходом зі смолою, що стане фіксуючим покриттям. Комбіновані поверхнево-модифіковані абразивні зерна і смолу наносять на підкладку, та смола потім твердне прийнятним способом, наприклад, опроміненням, термічним, мікрохвильовим, RF (радіочастотною) полімеризацією, або окремо в будь-якій комбінації, як відомо з рівня техніки. В іншому варіанті здійснення даний винахід являє собою абразивний продукт на зв'язці, такий як шліфувальний круг з абразивом на зв'язці 22, показаний на ФІГ. 2. Шліфувальний круг 22 включає компонент-зв'язку та компонент абразивного зерна за даним винаходом, що включає абразивне зерно та плівку на абразивному зерні, де покриття включає відносно гідрофобний силановий компонент і відносно гідрофільний силановий компонент. Спосіб виробництва абразивного продукту на зв'язці за даним винаходом включає зв'язку - смолу або недокристалізоване скло разом із зв'язувальною речовиною. Сиру сполуку пресують у формі або надають бажану форму, а потім піддають термальному твердненню або обпалюють для одержання кінцевого продукту. У ще одному варіанті здійснення даний винахід включає спосіб шліфування або різання заготовки. Спосіб включає етап застосування до заготовки абразивного продукту за даним винаходом, що включає полімеризовану комбінацію відносно гідрофільних і гідрофобних силанових компонентів. Абразивний продукт, використовуваний у способі, може, наприклад, бути або абразивним продуктом з покриттям, або абразивним продуктом на зв'язці. Наступні приклади наведені лише з метою ілюстрації і не обмежують даний винахід. Ілюстративні приклади Приклад 1 Наступні компоненти використовували для одержання зерна, обробленого силаном: - Використовуваним зерном було алюмооксидне зерно, отримане за золь-гель технологією з використанням затравки - А-174 силан → у-метакрилоксипропілтриметоксисилан - А-1100 силан → 3-амінопропілтриетоксисилан - ДІ (деіонізована) вода - Ізопропіловий спирт Процедура обробки зерна силаном: Обробка силаном абразивного зерна включала три етапи, а саме (1) одержання розчину силану, (2) змішування приготовленого розчину силану з абразивним зерном і одержання суміші, і (3) наступне тверднення обробленого силаном зерна при підвищеній температурі. Етап 1. Рецепт для одержання розчину силану був наступним: Розчин силану готували, починаючи з вимірювання 5,68 грамів γметакрилоксипропілтриметоксисилану і 5,68 грамів 3-амінопропілтриетоксисилану. Два силани змішували, використовуючи магнітну мішалку. До цієї суміші додавали 101,25 грамів ізопропілового спирту при безупинному перемішуванні суміші. Як тільки силанові суміші диспергували в ізопропіловому спирті, 11,35 грамів ДІ води додавали до суміші. Льодяну оцтову кислоту додавали до суміші для доведення рН до 5-6 і розчин залишали при перемішуванні протягом 3-4 годин для гідролізу силану. Етап 2. Обробка абразивного зерна розчином силану, отриманим на етапі 1: Для обробки абразивного зерна розчином силану, отриманим на Етапі 1, використовували V-змішувач з інтенсифікатором. У V-змішувач завантажували 9090,91 грамів зерна SG P150, отриманого золь-гель технологією з використанням затравки, відповідно до кількості розчину силану, отриманого на Етапі 1. Силан нагнітали в V-змішувач зі швидкістю приблизно 5-7 міліметрів за хвилину, доки V-змішувач був включений і обертався. Як тільки весь розчин силану, приготовлений на Етапі 1, нагнітили в V-змішувач, суміш залишали перемішуватися в Vзмішувачі протягом наступних 15-20 хвилин. Вміст V-змішувача потім відбирали з V-змішувача та обробляли на Етапі 3. Етап 3. Тверднення зерна, обробленого силаном Зерно, отримане золь-гель технологією з використанням затравки, з V-змішувача далі піддавали твердненню в печі при 80°С протягом 3 годин для одержання кінцевого зерна, 8 UA 100413 C2 обробленого силаном, яке застосовують для одержання суспензії синтетичної смоли та в електростатичному проеціюванні зерна. Приклад застосування зерна, обробленого силаном Рецепт складу № 1 5 Компонент Бісфенол-А епоксидіакрилат з 40% ТМРТА (Триметилолпропантриакрилат) Олігомер кислого акрилату (CN-147 від Cytec) Протиспінюючий агент BYK A501 (на основі полісилоксану) 2-Пдрокси-2-метил-1-феніл-пропанон Оксид біс (2,4,6триметилбензоїл)фенілфосфіну Силікат кальцію Зерно Р150 зернистості, отримане золь-гель технологією з використанням затравки (оброблене або необроблене) 10 15 20 25 30 35 40 45 Постачальник Ваг. відсоток, % Cytec 38,73% Sartomer, Cytec 2,17% BYK 0,1% Cytec, Lamberti, Ciba 1% Ciba 1% NYCO 35% Saint-Gobain 22% Інструкції змішування були наступними: 1. Додати бісфенол-А епоксидіакрилат з 40% ТМРТА сумішшю в посудину для змішування. 2. Додати олігомер кислого акрилату при перемішуванні. 3. Додати протиспінюючий агент BYK A501 при перемішуванні. 4. Додати 2-гідрокси-2-метил-1-феніл-пропанон при перемішуванні. 5. Додати оксид біс(2,4,6-триметилбензоїл)фенілфосфіну. Суміш цілком розчинити. 6. Додати воластоніт. Перемішувати 5 хвилин. 7. Додати зерно. Перемішувати протягом 30 хвилин. Одержання стрічки: Розроблені абразивні стрічки були отримані із застосуванням наступних етапів: - Покрити суспензійною сумішшю, отриманою, як описано вище, поліефірну підкладку з вагою Υ - Елекстростатично покрити зернами - Нанести малюнок - Отвердіти за допомогою УФ та перемотати - Далі отвердіти при 275°F протягом 18 годин - Зігнути полотнину та зробити 6" х 98" стрічку для випробування Протокол випробування був наступним: Машина для випробування: безцентрово-шліфувальний верстат Loeser RSP374 Шліфувальний круг: 65 Shore A 1:3 зазубрений Подавальний круг: 55 Shore A Швидкість стрічки: 7400 SFPM (окружна швидкість у футах на хвилину) Швидкість шліфувального круга: 1766 RPM (обертів на хвилину) Швидкість подавального круга: 112 RPM Натяг стрічки: 40 фунтів Кут нахилу подавального круга: 5 Кут хитання подавального круга: 2 Тиск шліфувального круга: 85 PSI Тиск подавального круга: 65 PSI Прикладені сили: 30 або 50 фунтів Охолоджувач: 2% Trimclear у ДІ воді Матеріал заготовки: 1045 CS; твердість 13,49 Rс Розмір заготовки: Ф1,5" ч 20" довжина Процедура випробування була наступною: Заготовки пропускали через безцентрово-шліфувальний верстат при заданій силі. Вагу та якість обробки поверхні частин і товщину стрічки в трьох визначених місцях брали від частини 1, 2, 5, 10, 15, 20, а потім від кожних 20 частин. Результати і висновки Дві партії стрічок одержували із застосуванням складу, показаного вище. У якості контролю використовували зерна без будь-якої обробки. У якості іншої партії використовували вищезгадані поверхнево-модифіковані зерна. Стрічки випробували на безцентровошліфувальному верстаті Loesser із прикладеною силою 30 фунтів (ФІГ. 3А-3D) або 50 фунтів 9 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 (ФІГ. 4A-4D). У цілому, обробка силаном поліпшувала якість шліфування та термін експлуатації стрічок, як при низькому, так і при високому силових навантаженнях. Як показано на ФІГ. 5А і 5В, стрічки, зроблені із зерен, оброблених силаном, показували на 49% вище середнє MRR від частини з 10 по 100 і на 39% менше втрати абразивних властивостей після шліфування 100 частин, ніж необроблені варіанти при навантаженні 30 фунтів, і при більш високому навантаженні 50 фунтів, з дотриманням подібної тенденції, як можна побачити на ФІГ. 6. Вплив на термін експлуатації стрічки можна також спостерігати за зовнішнім виглядом стрічки після 100 частин, як показано на фотографії: серйозна втрата абразивного покриття має місце на контрольній стрічці (низ) у порівнянні зі стрічками з поверхнево-модифікованим зерном (верх). Приклад 2 Методика одержання зразка для зразків іншого варіанта здійснення даного винаходу 1. Обробка поверхні абразивного зерна 1.1. Використовувані матеріали: - FRPL зерно Р800 зернистості → отримане від Treibacher - BFRPL зерно Р800 зернистості → отримане від Treibacher - А-174 силан → у-метакрилоксипропілтриметоксисилан - А-1100 силан → 3-амінопропілтриетоксисилан - А-1289 силан → біс-[триетоксисилілпропіл] тетрасульфід - Ізопропіловий спирт - Деіонізована вода Усі силани одержували від OSi Specialites Inc. На даний час вони можуть бути придбані у Momentive Performance Materials. 1.2. Етапи обробки силаном абразивного зерна: 1.2.1. Етап 1: Перший етап обробки поверхні зерна включає одержання розчину силану, щоб застосовувати його для обробки. Три обробки силаном використовували для обробки як BFRPL, так і FRPL P800 зернистості, використовуваних у цьому експерименті. Обробки силаном відрізнялися за типом силану, вибраного для обробки, та були наступними: (1) А-174 силан окремо, (2) комбінація А-174 і А-1100 силану та (3) А-1289 біс-сірковмісний силан. Кількість силан: вода: ізопропіловий спирт для кожної з вищенаведених 3 обробок для обробки партії 8 кг абразивного зерна показано в Таблиці 1. Таблиця 1 Опис співвідношень для 3 типів обробки силаном, використовуваної для обробки 8 кг BFRPL і FRPL P800 алюмооксидного абразивного зерна Тип обробки А-174 силан окремо комбінаці я А174 і А-1100 силану А-1289 силан окремо 35 40 45 Кількість А-174 силану (г) Кількість АКількість А- Ізопропіловий спирт ДІ вода 1100 силану (г) 1289 силану (г) (г) (г) 5,0 4,5 90 90 0,5 5 5 5 90 5 Для одержання розчину силану для попередньої обробки необхідну кількість силану додавали в хімічну склянку. Якщо два силани повинні були використовуватися, як у комбінації А-174 і А-1100 силану, то обидва силани додавали в кількості, що вимагається, та змішували в хімічній склянці, використовуючи мішалку зі зсувним зусиллям. До цієї суміші додавали визначену кількість ізопропілового спирту при безупинному перемішуванні. У цей момент рН доводили до 5, використовуючи льодяну оцтову кислоту. Крім того, додавали визначену кількість води при безупинному перемішуванні і розчин залишали на 3,5 години для гідролізу. 1.2.2. Етап 2: Необроблене абразивне зерно (8 кг) поміщали в V-змішувач з інтенсифікатором і розчин силану, приготовлений на етапі 2 вище, нагнітали в V-змішувач, доки відбувалося обертання і перемішування протягом 15 хвилин. V-змішувач залишали для подальшого обертання протягом наступної 1 години для забезпечення повного перемішування розчину силану з абразивним зерном. Після цього V-змішувач зупиняли та спорожняли, одержуючи зерно, оброблене силаном. 10 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 1.2.3. Етап 3: Етап 4 обробки зерна включав залишання зерна, обробленого силаном, отриманого на етапі 3, у витяжній шафі протягом ночі для того, щоб ізопропіловий спирт видалився, і потім нагрівання зерна при 200°F протягом 3 годин. 1.2.4. Етап 4: Останній етап обробки поверхні зерна являє собою обробку потоком зерна, використовуючи 0,05 ваг. % Cabosil необробленого аморфного кремнезему товарного сорту Cabosil M5, отриманого від Cabot Corporation. Це досягається шляхом змішування кількості зерна та Cabosil у V-змішувачі з інтенсифікатором і перемішування суміші протягом приблизно години для підтвердження рівномірного розподілу обробки потоком. Обробка потоком була застосована для всіх зразків, включаючи необроблене силаном зерно та оброблене силаном зерно (описане нижче), щоб забезпечити простоту проекціювання в ході наступного електростатичного проекціювання, етапу в обробці для виготовлення абразивного диска. 1.2.5. Вищеописана процедура обробки давала в результаті 6 типів абразивних зерен, а саме (1) BFRPL зерно, оброблене А-174 силаном, (2) FRPL зерно, оброблене А-174 силаном, (3) BFRPL зерно, оброблене комбінацією силанів А-174 і А-1100, (4) FRPL зерно, оброблене комбінацією силанів А-174 і А-1100, (5) BFRPL зерно, оброблене біс-сірковмісним силаном і (6) FRPL зерно, оброблене біс-сірковмісним силаном. Також були отримані ще 2 контрольні абразивні зерна, а саме (1) необроблене силаном BFRPL зерно і (2) необроблене силаном FRPL зерно. Усі перелічені вище 8 абразивних зерен були піддані обробці потоком відповідно до Етапу 4. 2. Етапи для одержання суміші синтетичної смоли 2.1. Етап 1: Біс-фенол-А-діакрилат попередньо нагрівали при 125-135°F протягом 24 годин. 1,6 Гексиндіол діакрилат, триметилолпропан триакрилат, BYK-501 протиспінюючий агент, FC171 і KR-55 зважували в їх відповідних кількостях у барабані і попередньо нагрітий біс-фенол-Адіакрилат додавали для змішування з цим протягом 30-45 хвилин, використовуючи високошвидкісний розпилювач Meyers з 8: діаметром пластини. Кількість кожного з компонентів, використовуваних вище, визначена в Таблиці 2. Перемішування припиняли, а стінки та дно барабана перевіряли на наявність нерозчиненої смоли. Якщо не було негомогенності, то розчин продовжували перемішувати, доки не одержували гомогенний розчин. Діапазон в'язкості для суміші для 80°F розчину підтримували в межах 400-500 сП. Цю суміш потім зберігали в темряві за умов навколишніх температур, переважно при 90°F ±2°F. Таблиця 2 Опис кількостей у відсотках для компонентів основної суміші смоли для синтетичної смоли Назва продукту Виробник Біс-фенол-А-діакрилат Ebecryl 3700, Cytec, Sartomer 1,6 Гексиндіол Cytec, Sartomer Триметилолпропан триакрилат Cytec, Sartomer Протиспінюючий агент BYK-501, BYK Тетра (2,2 диалілоксиметил)бутил, KR-55, Kenrich ди(дитридецил)фосфіто титанат Petrochemicals Фтористовмісна поверхнево-активна Fluorad Bran FC171, 3M речовина Опис 35 Кількість (%) 49,63 24,88 24,88 0,24 0,17 0,20 2.2. Етап 2: На другому етапі одержували розчину-каталізатор для суміші синтетичної смоли. Для цього V-пірол зважували в необхідній кількості, визначеній у Таблиці 3. З цією сумішшю змішували Irgacure 651 при помірному перемішуванні, доки не розчиниться (приблизно 20 хвилин). Цю суміш потім зберігали в прохолодному темному місці при 90°F ±2°F. 11 UA 100413 C2 Таблиця 3 Опис кількостей у відсотках для компонентів суміші-каталізатора для синтетичної смоли Назва продукту, виробник BASF, Polisciences, ISP Irgacure 651, Ciba Speciality Chemicals Опис NВініл-2-піролідон 2,2-диметокси-1,2дифенілетан-1-он 5 10 15 Кількість (%) 77,78 22,22 2.3. Етап 3: Відмірювали каталізатор з Етапу 2 і до нього додавали попередньо отриману суміш смоли з Етапу 1, причому співвідношення суміші складало 7:33 по масі для суміші з Етапу 2: Етапу 1. Перемішували при високій швидкості з розпилювачем, використовуючи 4" лезо ножа або еквівалент. Перемішування виконували при 1780 SFPM протягом приблизно 15 хвилин, або поки не одержували гомогенний розчин. Діапазон в'язкості отриманого розчину відзначався близько 150-200 сП із застосуванням віскозиметра Брукфільда. 3. Етапи одержання суміші смоли з визначеним розміром частинок 3.1. Етап 1: Для першого етапу приготування суміші смоли з визначеним розміром частинок ізопропіловий спирт змішували з водою, використовуючи невеликий повітрозмішувач у чистому контейнері. До цього повільно додавали силан А-1100, при цьому змішування з безупинним перемішуванням проводили після цього протягом наступних 20 хвилин для одержання суміші силану А-1100, використовуваної в наступному етапі. Співвідношення суміші були у відповідності з Таблицею 4. Таблиця 4 Відсотковий вміст компонентів, використовуваних для одержання суміші силану А-1100 Опис 3-амінопропілтриетокси силан Ізопропіловий спирт Вода 20 25 Назва продукту, виробник Силан А-1100, Osi Specialities 50,63 Inc. 37,11 12,26 Кількість (%) 3.2. Етап 2: Трис (2-гидроксіетил) ізоціанурат акрилат, 2-гідрокси-2-метилпропіофенон, фтористовмісна поверхнево-активна речовина FC171 і протиспінюючий агент BYK-501 перемішували разом у барабані, як визначено в Таблиці 5, протягом приблизно 20-30 хвилин при повільній швидкості 1000SFPM. До цього силану повільно додавали суміш А-1100, отриману на Етапі 1 вище, та перемішували протягом 10 хвилин при повільній швидкості. Важливо, щоб суміш силану А-1100 була додана до основної суміші смоли при перемішуванні для запобігання утворення желатину. Ця суміш має гарне збереження протягом 2 тижнів в пластиковому контейнері. 3.3. Таблиця 5 Опис кількостей у відсотках для компонентів основної суміші смоли для смоли з визначеним розміром частинок Опис Трис (2-гидроксіетил) ізоціанурат акрилат 2-Гідрокси-2-метилпропіофенон Фтористовмісна поверхнево-активна речовина Протиспінюючий агент Суміш силану А-1100 Назва продукту , виробник SR-368, Sartomer Daracure 1173, Ciba Speciality Chemicals, Lamberti, Ciba Fluorad Bran FC171, 3M BYK-501, BYK 12 Кількість (%) 94,06 3,77 0,09 0,23 1,85 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 4. Одержання абразивного матеріалу 4.1. Одержання абразивного матеріалу, з якого потім штампували шліфувальні диски, для оцінювального випробування продуктивності, починали з установки, що розмотує, де розмотували рулон 3 міл PET. На цей рулон наносили синтетичну смолу, отриману вище, для одержання синтетичної смоли вагою приблизно 0,52 фунтів/стопа. Це було В-етапним (частково стверділим) із застосуванням УФ випромінювання (D і Η лампи). Частково стверділу синтетичну смолу на 3 міл PET основі пропускали через електростатичну проекційну установку для зерна для нанесення абразивного зерна, обробленого силаном і потоком, як описано вище. 8 різних серій проводили для кожного з різних 8 зерен з обробленою поверхнею, отриманих вище. Після електростатичного проекціювання для одержання абразивного зерна одержували зерна вагою приблизно 1,7 фунтів/стопа, здійснювали повне тверднення синтетичної смоли з використанням УФ випромінювання (D і Η лампи). На стверділу синтетичну смолу та поверхню абразивного зерна наносили другий шар смоли з визначеним розміром частинок і піддавали ствердненню, використовуючи послідовність УФ випромінювань (D і Η лампа). Стверділий продукт намотували на рулон машинного намотування на намотувальному пристрої. Ці великі рулони згодом перетворювали в б" шліфувальні диски та застосовували для випробування, як описано вище. 5. Випробування абразивного виробу 5.1. DA шліфувальний інструмент застосовували для випробування характеристики вищезгаданих 8 типів дисків. Для випробування 6, 30 секундні шліфувальні цикли використовували при умовах сухого шліфування. Субстрат, що підлягає шліфуванню, вибирали у вигляді акрилової панелі, використовуючи б панелей так, щоб кожен цикл починався заново на тільки що приготовленому зразку. Після кожного 30 секундного шліфувального циклу відшліфовану панель зважували для вимірювання втрати в масі та записували знімання матеріалу. Результати і висновки Абразивні диски з покриттям були виготовлені, як описано зі зміною зерна та обробки зерна. Оброблені FRPL і BFRPL зерна, що включали окремий силан А174, біс-сірковмісний силан і комбінацію А174 і А1100, були оцінені проти контролю, що був виготовлений із сирого FRPL і BFRPL. Для обох типів зерен диски з обробкою зерна комбінацією силанів (комбінація відносно гідрофільного силанового компонента та відносно гідрофобного силанового компонента) показували найвище сукупне видалення матеріалу в порівнянні з контролем і варіантами окремо обробленого зерна (окремим силановим компонентом). Хоча CMR одного з варіантів окремої обробки силаном було близько до такого, що отримано для комбінованої обробки (відносно гідрофільним і відносно гідрофобним силановими компонентами) за даним винаходом, питоме знімання матеріалу після початкового пускового періоду, що дорівнював 30 секунд, показало велику перевагу зерна, обробленого комбінацією за даним винаходом, відносно зерна, обробленого тільки окремим силановим компонентом. Еквіваленти У той час, як даний винахід було детально показано та описано з посиланням на ілюстративні варіанти його здійснення, фахівцям у даній галузі техніки буде зрозуміло, що різні зміни у формі і деталях можуть бути зроблені в жданому винаході, не відхиляючись від об'єму даного винаходу, викладеного в доданій формулі винаходу. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно, яке містить: a) абразивне зерно; та b) плівку на абразивному зерні, де плівка включає відносно гідрофільний силановий компонент і відносно гідрофобний силановий компонент. 2. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно за п. 1, в якому відносно гідрофільний силановий компонент включає щонайменше одну сполуку зі щонайменше одного члена, вибраного з групи, яка включає аміни, діаміни, триаміни, азин, азол, уреїдо, ізоціанат, алкокси, ацетокси, оксиміно, хлор, морфолініл і піперазинілсилани. 3. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно за п. 1, в якому відносно гідрофобний силан включає щонайменше одну сполуку зі щонайменше одного члена, вибраного з групи, яка включає вінілсилани, метакрилатсилани, сірковмісні силани, меркаптосилани, епоксисилани та фенілсилани. 13 UA 100413 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно за п. 1, в якому силанові компоненти полімеризовані у вигляді окремих гідрофільних і гідрофобних полімерів, співполімеризовані або блокоспівполімеризовані. 5. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно за п. 1, де абразивне зерно являє собою алюмооксидне зерно, отримане за золь-гель технологією з використанням затравки, і плівка являє собою полісилоксан, що включає -метакрилоксипропілтриметоксисилан як відносно гідрофобний силановий компонент і 3-амінопропілтриетоксисилан як відносно гідрофільний силановий компонент. 6. Спосіб утворення поверхнево-модифікованого абразивного зерна, в якому: a) комбінують відносно гідрофільний та відносно гідрофобний силанові компоненти з утворенням суміші; b) комбінують суміш з розчинником з утворенням розчину силану; c) приводять у реакцію щонайменше частину силанових компонентів з утворенням частково олігомеризованого розчину силану; та d) змішують частково олігомеризований розчин силану з компонентом абразивного зерна з утворенням поверхнево-модифікованого абразивного зерна. 7. Спосіб за п. 6, який додатково включає етап тверднення поверхнево-модифікованого абразивного зерна. 8. Спосіб за п. 7, в якому відносно гідрофільний силановий компонент являє собою щонайменше один член, вибраний із групи, що включає аміни, діаміни, триаміни, азин, азол, уреїдо, ізоціанат, алкокси, ацетокси, оксиміно, хлор, морфолініл і піперазинілсилани. 9. Спосіб за п. 8, в якому відносно гідрофобний силановий компонент являє собою щонайменше один член, вибраний із групи, що включає вінілсилани, метакрилатсилани, сірковмісні силани, меркаптосилани, епоксисилани та фенілсилани. 10. Спосіб за п. 6, в якому силанові компоненти полімеризують у вигляді окремих гідрофільних і гідрофобних полімерів, співполімерів або блокоспівполімерів. 11. Спосіб за п. 6, в якому абразивне зерно являє собою алюмооксидне зерно, отримане за золь-гель технологією з використанням запалу, і плівка являє собою полісилоксан, що включає -метакрилоксипропілтриметоксисилан як гідрофобний компонент і 3амінопропілтриетоксисилан як гідрофільний компонент. 12. Спосіб за п. 6, в якому відносно гідрофобний компонент являє собою метакрилоксипропілтриметоксисилан, відносно гідрофільний компонент являє собою 3амінопропілтриетоксисилан, і розчинник включає деіонізовану воду та ізопропіловий спирт. 13. Абразивний продукт з покриттям, що містить: a) шар підкладки; b) фіксуюче покриття на шарі підкладки; та c) компонент абразивного зерна на фіксуючому покритті, де компонент абразивного зерна включає абразивні зерна, поверхнево-модифіковані щонайменше одним відносно гідрофільним силановим компонентом і щонайменше одним гідрофобним силановим компонентом. 14. Поверхнево-модифіковане абразивне зерно, яке містить: a) абразивне зерно; b) перший шар плівки на абразивному зерні, який включає відносно гідрофільний силановий компонент; і c) другий шар плівки на першому шарі плівки, який включає відносно гідрофобний силановий компонент. 15. Абразивний виріб на зв'язці, що містить: а) зв'язку; і b) компонент абразивного зерна, в якому компонент абразивного зерна включає абразивні зерна, поверхнево-модифіковані щонайменше одним відносно гідрофільним силановим компонентом і щонайменше одним відносно гідрофобним силановим компонентом. 14 UA 100413 C2 15 UA 100413 C2 16 UA 100413 C2 17 UA 100413 C2 Комп’ютерна верстка Шеверун Д.М. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 18