專利名稱：：磨料組合物的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種磨料組合物，特別是涉及適合汽車涂膜表面拋光研磨(buffabrading)用的磨料組合物。
背景技術(shù)：
：被汽車事故等所損壞的汽車外板部分如罩蓋和門，可以用專利文獻1所述的方式修復。首先，將損壞引起的凹陷部分敲出，在表面上施加油灰，并對其噴涂頭二道混合底漆，從而使表面平坦。然后，用噴槍對其噴涂底涂層和保護涂層油漆。之后，用很細的防水砂紙除去灰塵和污垢，通過防水砂紙或以微細化合物的拋光研磨而進行質(zhì)地(texture)調(diào)整，并用極細/超細粒子化合物進一步進行磨光(polishing),使最后產(chǎn)生光澤。目前，由于保護涂層油漆被噴槍霧化并噴涂到待涂布的表面上，油漆干燥和固定后，不可避免地在涂膜表面上產(chǎn)生凹凸。這是因為，當霧化的油漆粒子再次與涂膜表面上的其他粒子結(jié)合時，它們根據(jù)下列各種條件形成各種形狀油漆的粘度、表面張力和流動性，溶劑的蒸發(fā)速度和噴槍的直徑，空氣的壓力和流速，油漆的流速，待涂布的表面的距離，噴涂角度，操作時的溫度和濕度等。涂膜表面的凹凸通常稱作"油漆皺皮(orangepeel)"。在修理過程中，新修部分的油漆皺皮狀態(tài)需要在凹凸的間距和高度上與涂膜表面上的初始油漆皺皮一致；但是，它們通常隨上述條件的變更而不同。為了使上述油漆皺皮彼此一致，對修理的部分用防水砂紙、化合物等研磨，使之接近于周圍部分。這個過程稱作質(zhì)地匹配(texturematching)。在油漆皺皮比周圍部分粗糙的情況下，通常通過用防水砂紙#1000(P1000)至弁3000(P3000)研磨凸起部分而進行質(zhì)地匹配，從而使涂膜表面t的凹凸間距和高度與周圍部分一致。然后，用微細化合物進行拋光研磨以除去防水砂紙的研磨痕跡，然后用極細化合物通過拋光研磨進行質(zhì)地匹配，從而除去微細化合物的拋光痕跡。最后用超細化合物進行精整(finishing)過程從而提供光澤。涂布和修理商很少具有配備理想空氣凈化器的涂布工棚，因而當在簡易工棚或沒有工棚的條件下進行涂布時，空氣中很細的污物或灰塵會粘住和吸附涂料，從而產(chǎn)生堆積和粗糙度。用防水砂紙將其除去會在上面留下研磨痕跡。此外，防水砂紙不能除去凸起部分上的粗糙度。因此，研磨痕跡或粗糙度不得不用化合物結(jié)合質(zhì)地匹配而擦去。拋光研磨中，采用了具有約1500至3000rpm轉(zhuǎn)速的電動或氣動磨光器，并且將毛巾拋光輪、羊毛拋光輪、燈芯絨拋光輪、海綿拋光輪等用于要和涂膜表面接觸的表面。將液體化合物滴到拋光輪的接觸面上，并對涂膜表面進行拋光研磨。用于拋光研磨過程的傳統(tǒng)化合物含有磨料粒子、以及溶解在石油溶劑中的油和脂肪，其在水中以表面活性劑乳化或分散。例如，專利文獻2記載了水性磨料組合物，其含有潤滑油如二元酸酯和磷酸酯。專利文獻3記載了水性磨料組合物，其含有塑料粒子。目前防水砂紙#2000具有最細的間距，但是會形成研磨痕跡。因此研磨痕跡必須用拋光輪和化合物擦去，但是由于自由粒子而使研磨效率差，從而使該操作費力耗時。盡管砂布-紙?zhí)峁┝烁哐心バ剩心サ暮圹E變粗了。另外，砂布-紙只能研磨油漆皺皮的凸起部分，不能研磨凹陷部分。[專利文獻]日本專利Kokai公開No.123065/1997[專利文獻2]日本專利Kokai公開No.2004-25323[專利文獻3]日本專利Kokai公開No.2004-89907發(fā)明的公開內(nèi)容發(fā)明要解決的問題本發(fā)明解決了上述常規(guī)問題，其目的在于提供研磨能力優(yōu)異的磨料組合物，并能在短時間內(nèi)擦去涂膜上形成的研磨痕跡。解決問題的手段本發(fā)明提供了磨料組合物，其至少包含水、磨料粒子、石油基溶劑、表面活性劑和增稠劑，進一步包含0.1-20重量％的增塑劑，并由此實現(xiàn)本發(fā)明目的。發(fā)明的效果本發(fā)明的磨料組合物由于是液體，因而不太可能使油漆皺皮的凹凸混亂，研磨能力優(yōu)異從而能在短時間內(nèi)擦去涂膜上形成的研磨痕跡，并且研磨后的表面具有極好的光滑度。具體實施例方式本發(fā)明的磨料組合物是水基組合物，其至少包含水、磨料粒子、石油基溶劑、表面活性劑、增稠劑和增塑劑。增塑劑增塑劑優(yōu)選對涂膜的溶脹和潤滑性能優(yōu)異。這是因為涂膜的表面被軟化，從而改進了研磨能力。已發(fā)現(xiàn)增塑劑具有8.7至11、優(yōu)選9至10的溶解度參數(shù)(SP值)。本文所指的溶解度參數(shù)(5j)是由Small公式計算的數(shù)值。計算方法示于PolymerHandbookForthEdition(聚合物手冊第四版)的VII/6S2至VII/6S5中。優(yōu)選的增塑劑例子包括療檬酸乙?；□?，擰檬酸乙?；阴ィ瑱幟仕崛阴?，磷酸三丁氧酯，戊二酸二甲酯，以及戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯和琥珀酸二甲酯的混合物，等等。特別優(yōu)選的增塑劑包括檸檬酸乙?；□ァ：械脑鏊軇┦鼓チ辖M合物的增塑劑濃度為0.1-20重量％，優(yōu)選0.5-5重量o/。。當磨料組合物中增塑劑的濃度少于0.1重量％時，研磨效率不會充分改進；濃度超過20重量％可以導致涂膜的劣化。磨料粒子本發(fā)明所用的磨料粒子優(yōu)選平均粒徑在0.5-50Mm之間。特別是，在拋光研磨的粗略研磨步驟中平均粒徑優(yōu)選為10-50/mi，而在精整研磨步驟中則優(yōu)選約0.5至約10/mi。當磨料粒子的平均粒徑在0.5Mm以下，研磨能力太弱；如果平均粒徑超過50/xm，則研磨的刮痕太深，從而要耗很多時間擦去。由所用磨料粒子構(gòu)成的研磨材料的硬度大致為3-10舊莫氏硬度，優(yōu)選為4-10。舊莫氏硬度少于3，研磨能力太弱。磨料的例子包括公知的天然磨料和人造磨料。適用的天然磨料包括(燒結(jié)的)硅藻土、硅藻石(tripoli)、(燒結(jié)的)高嶺土、二氧化硅粉等；適用的人造磨料包括氧化鋁磨料(如燒結(jié)的氧化鋁磨料，褐色氧化鋁磨料/白色氧化鋁磨料/粉紅色氧化鋁磨料/單晶熔融氧化鋁磨料等)、膠態(tài)二氧化硅、合成的二氧化硅、碳酸鈣、氧化錫等。在本發(fā)明中，這些磨料可以單獨使用或者不少于兩種組合使用。以磨料組合物的總重量為100%計，磨料粒子的適用含量為1-60重量％。當磨料粒子的含量少于1重量％時，研磨能力太弱；當含量超過60重量°/。時，則精整太差，并且操作中粉末散播增加。石油基溶劑石油基溶劑代表由石油分餾得到的有機溶劑。用于本發(fā)明的石油基溶劑有利地包含沸點為12(TC或更高的飽和脂族烴和/或飽和脂環(huán)烴，其改進了磨料組合物對涂膜的潤濕度，從而改進了磨料粒子的研磨能力，或者a有如使涂膜略微軟化的作用。當石油基溶劑的沸點在120'c以下吋，則由于干燥太快，不能充分獲得石油基溶劑的作用和乳化液的穩(wěn)定性。所述石油基溶劑的粒子包括石油基脂族溶劑如煤油、石腦油溶劑、Stoddard溶劑；飽和脂族烴如壬烷、癸垸和十二烷；蔽基溶劑如樟腦油、松節(jié)油和松油；萜如松萜和雙蒎烯等。這些可以單獨使用或者不少于兩種組合使用。芳族烴具有芳香環(huán)，因此對人體有害，并且其氣味過強，因而對環(huán)境具有有害作用。因此，優(yōu)選不使用芳族烴。石油基溶劑的用量占磨料組合物的10-60重量％，優(yōu)選占20-40重量％。當石油基溶劑的含量在10重量％以下時，磨料組合物干燥太快，因而不具有足夠的磨料量。當石油基溶劑超過60重量％時，磨料組合物緩慢干燥，長時間保持濃稠，從而難以注意到操作的停止時間。表面活性劑表面活性劑降低了分散相與其分散介質(zhì)之間的界面張力，是分散磨料粒子、乳化溶劑等的必要成分。表面活性劑的例子包括由脂肪酸如油酸和硬脂酸制成的肥皂、聚氧乙烯烷基醚等。增稠劑為了增加和控制磨料組合物的粘度，可以加入增稠劑。磨料組合物的粘度過低往往導致組合物從汽車的垂直表面流下，因而使工人不能用該組合物合適地研磨汽車。因而，增稠劑用于調(diào)整磨料組合物的粘度。增稠劑的典型例子包括水合硅酸鋁、蒙脫石粘土的二甲基雙十八垸基鹽、堿溶性丙烯酸聚合物乳液、膠態(tài)二氧化硅、和重金屬皂如油酸鉛、油酸鋅、硬脂酸鋅和硬脂酸鋁。本發(fā)明優(yōu)選使用的增稠劑包括堿溶性丙烯酸聚合物的水性乳液。此外，可以使用觸變劑。觸變劑為膠態(tài)溶液，當對其施加外力時，溶液從凝膠變成溶膠，從而表現(xiàn)出流動性。當使溶膠靜止，它就再次回復為最初的凝膠。觸變劑的例子包括無機物質(zhì)如無水硅酸鋁、粘土和細云母粉，和有機物質(zhì)如脂肪酸衍生物和氫化蓖麻油。其它添加劑為了抑制磨料組合物中細菌生長的目的，可以采用穩(wěn)定劑和防腐劑。典型例子包括對羥基苯甲酸甲酯、對羥基苯甲酸乙酯、對羥基苯甲酸丙酯、對羥基苯甲酸丁酯、山梨酸鉀、山梨酸和鄰苯基苯酚。顏料、染料和香料也可任選添加到本發(fā)明的磨料組合物中。磨料組合物的制備用水混合上述成分可以得到本發(fā)明的磨料組合物?？墒褂玫乃睦影ㄗ詠硭?、蒸餾水和去離子水。優(yōu)選去離子水。這是因為從中除去了促進磨料組合物中微生物生長的離子和其它物質(zhì)，從而導致微生物生長的可能性低。水的用量占磨料組合物的10-60重量％，優(yōu)選20-40重量％。當制備磨料組合物時，舉例來說，將混合物持續(xù)攪拌，同時向水中加入各成分例如表面活性劑、增稠劑、增塑劑、添加劑、石油基溶劑和磨料粒子。此后，用高剪切攪拌機將磨料組合物混合，直至形成均勻的分散體。精整涂膜表面的過程根據(jù)本發(fā)明精整涂膜表面的過程，首先，對已經(jīng)噴霧涂布的涂膜表面上的灰塵、涂層塊、涂層缺陷等，用磨料粒度5-15Ami(根據(jù)JISR6001，#1000至#3000)的防水砂紙和水去除。然后，對防水砂紙、彈性研磨材料等產(chǎn)生的研磨痕跡，用本發(fā)明的磨料組合物擦除。具體是，將本發(fā)明的磨料組合物放在硬型拋光輪如羊毛拋光輪上，并用其研磨其上形成有研磨痕跡的涂膜表面?？捎玫难心スぞ甙ㄅ溆杏残椭虚g拋光墊的單動砂磨機、單動磨光機等。然后，用海綿拋光輪和磨料粒度約2-3/xm的液體磨料組合物，進行磨光而實現(xiàn)精整目的。增塑劑通常揮發(fā)性差，因而修理后，留在涂膜組織中的增塑劑對涂膜的物理性能可具有不利影響。因此，當用本發(fā)明的磨料組合物擦除研磨痕跡時，優(yōu)選通過進一步進行上述的磨光來完全除去與增塑劑接觸的涂膜。下面的實施例進一步說明本發(fā)明，但是，不能解釋成將本發(fā)明限制在這些實施例的具體細節(jié)。實施例1稱重離子交換水和表面活性劑，然后對所得溶液均勻攪拌。在該混合物中加入磨料粒子，然后攪拌直至得到均一的分散體。將石油基溶劑和剩余成分加入其中，同時攪拌速度逐漸增加，直至成為均一的乳液以得到磨料組合物。這種磨料組合物的組成示于表1。增塑劑的濃度是0.99重量％。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>a:檸檬酸乙?；□?SP值9.06)b:平均粒徑20/mi的氧化鋁對所得磨料組合物的研磨能力和精整能力進行評價。評價過程如下1.研磨能力用噴槍對600mmx450mm和0.8mm厚的粘貼鋼板(bondesteelplate)施加NipponPaintK.K.制造的黑色油漆"SUPERIO480"，使形成20-30jum厚的干涂膜。涂膜干燥過夜后，將NipponPaintK.K.制造的"SUPERIO240CLEAR"噴涂在其上，使形成20-40/mi厚的干涂膜，然后產(chǎn)物在60。C烤箱中固化1小時，得到測試片。將5g磨料組合物置于測試片的涂膜表面上，然后用HitachiK.K.制造的電動單動磨光機，對測試片以1500轉(zhuǎn)每分鐘進行研磨50秒。這時用的拋光輪是3M公司制造的分離型羊毛拋光輪"SEPARATEWOOLBUFF5760"，其通過"分離型拋光墊5743(SEPARATEBUFFCUSHIONPAD5743)"和"錐形拋光墊5718(TAPEREDBUFFPAD5718)"與磨光機連接。測量研磨前后測試片的重量改變，從而確定涂膜的磨料量。結(jié)果示f表4。2.精整能力1將3M公司制造的"扇形盤(SCALLOPDISK)#1200"應用于"扇形墊(SCALLOPPAD)"，并將它們手動在測試片的涂膜表面來回30次，形成研磨痕跡。將3g磨料組合物置于測試片的涂膜表面上，然后用HitachiK.K.制造的電動單動磨光機在1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度下來回研磨10次，以擦除研磨痕跡。這時用的拋光輪是"分離型羊毛拋光輪5760("SEPARATEWOOLBUFF5760)"，由3M公司制造，其通過"分離型拋光墊5743(SEPARATEBUFFCUSHIONPAD5743)"與磨光機連接。表面元件換成3M公司制造的"分離型軟海綿拋光輪5764(SEPARATESOFTSPONGEBUFF5764)"，將3M公司制造的超細粒子化合物"HARD2L"置于涂膜表面上，并進行磨光。磨光后，涂膜表面的表面粗糙度(Ra)用KosakaKenkyushoK.K.制造的"SURFCORDERSE1700a"測量。重復測量5次，取平均值作為評價值。3.精整能力2將3M公司制造的"401Q水磨片(401QWATERABRASIVESHEET)"弁1500置于4kg重的測試片的涂膜表面上，使它們來回20次而形成研磨痕跡。將3g磨料組合物置于測試片的涂膜表面上，然后用HitachiK.K.制造的電動單向磨光機在1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度下對測試片來回研磨10次，從而擦除研磨痕跡。這時用的拋光輪是3M公司制造的"分離型羊毛拋光輪5760"，其通過"分離型拋光墊5743"與磨光機連接。將表面元件換成3M公司制造的"分離型軟海綿拋光輪5764"，將3M公司制造的超細粒子化合物"HARD2L"置于涂膜表面上，并進行磨光。磨光后，涂膜表面的表面粗糙度(Ra)用KeyenceK.K.制造的激光顯微鏡"VK-9500"測量。重復測量5次，取平均值作為評價值。實施例2根據(jù)實施例1所述基本相同的方式制備磨料組合物，除了增塑劑的含量為4.76重量％。該磨料組合物的組成示于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>a:檸檬酸乙?；□?SP值9.06)b:平均粒徑20pm的氧化鋁對所得磨料組合物根據(jù)實施例1所述基本相同的方式評價研磨能力。結(jié)果示于表4。實施例3-6根據(jù)實施例1所述基本相同的方式制備磨料組合物，除了采用表5所示的增塑劑。對所得磨料組合物根據(jù)實施例1所述基本相同的方式評價精整能力。結(jié)果示于表5。比較例根據(jù)實施例1所述基本相同的方式制備磨料組合物，除了不用增塑劑。該磨料組合物的組成示于表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>b:平均粒徑20jtmi的氧化鋁對所得磨料組合物根據(jù)實施例1所述基本相同的方式評價研磨能力和精整能力。結(jié)果示于表4和表5。[表4]研磨能力的評價結(jié)果<table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4的結(jié)果顯示實施例的磨料組合物在硏磨能力上與對比例相比是優(yōu)異的。精整能力的評價結(jié)果<table>complextableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>a:擰檬酸乙酰基三正丁酯("CITROFLEXA-4"，MorimumShojiK.K.制造)b:三乙酸甘油酯("TRIACETINE"，DaihachiKagakuK.K.制造)c:己二酸二辛酯("SANSOSIZERDOZ"，ShinNipponRikaKK.制造)d:己二酸二異壬酯("DINA"，DaihachiKagakuK,K.制造)e:磷酸三甲苯酯("TCP",DaihachiKagakuK.K.制造)表5的結(jié)果顯示，通過用實施例的磨料組合物擦除研磨痕跡而精整的表面，與對比例的表面相比，有優(yōu)異的平滑度。權(quán)利要求1.一種磨料組合物，其至少包含水、磨料粒子、石油基溶劑、表面活性劑和增稠劑，并進一步包含0.1-20重量％的增塑劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1的磨料組合物，其中所述增塑劑具有的溶解度參數(shù)為8.7-11。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項的磨料組合物，其中所述增塑劑是選自如下的至少一種檸檬酸乙?；□?，檸檬酸乙?；阴?，檸檬酸三乙酯，磷酸三丁氧酯，戊二酸二甲酯，以及戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯和琥珀酸二甲酯的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的磨料組合物，其中所述磨料粒子具有的平均粒徑為2-30/zm。全文摘要本發(fā)明提供一種研磨能力優(yōu)異、并能在短時間內(nèi)擦除涂膜上形成的研磨痕跡的磨料組合物。本發(fā)明提供一種磨料組合物，其至少包含水、磨料粒子、石油基溶劑、表面活性劑和增稠劑，并進一步包含0.1-20重量％的增塑劑。文檔編號B24B37/00GK101098944SQ200680001743公開日2008年1月2日申請日期2006年1月12日優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日發(fā)明者堂越茂明申請人:3M創(chuàng)新有限公司