酚醛樹脂配製品以及用於磨料產品的塗層的製作方法

2023-10-24 02:49:42 3

專利名稱：酚醛樹脂配製品以及用於磨料產品的塗層的製作方法
相關申請
本申請根據35 U.S.C.§119或365要求於2007年9月21日提交的美國臨時申請號60/994,743的優先權。以上申請的全部傳授內容通過引用結合在此。
背景技術：
甲階酚醛樹脂是可溶於鹼和醇中的可融合樹脂並且是通過苯酚與一種醛的鹼進行縮合以形成一種酚醛樹脂來形成的。酚醛樹脂通常用於對紙和織物進行層壓和浸漬，並且用於形成用於磨料產品的塗層。游離甲醛通常是形成酚醛樹脂的一種副產物，它可以在塗覆有酚醛樹脂的磨料產品的製造期間釋放出來。甲醛可代表一種潛在的健康危害。
取決於應用，已經採用聚丙烯醯胺、脲以及其他化合物來清除甲醛，以便由此將其在酚醛樹脂的加工和使用期間的釋放減到最小。然而，已知的清除劑可有害地影響它們與之組合的樹脂的操縱特性，並且可以限制摻有此類樹脂的產品的性能。
因此，存在著酚醛樹脂配製品的需求(特別是就磨料產品的塗層而言)，此類酚醛樹脂配製品將與甲醛釋放相關的潛在危害減到最小或消除，而不減弱摻有酚醛樹脂的產品的性能。
發明概述 本發明是針對形成一種具有減小的甲醛含量的酚醛樹脂的方法，並且針對磨料產品以及製造磨料產品的方法，這些磨料產品摻入了具有減小的甲醛含量的酚醛樹脂配製品。
在一個實施方案中，本發明是針對形成一種具有減小的甲醛含量的改性酚醛樹脂的方法。該方法包括使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應。當該反應混合物的耐水性在約150％和約1000％之間的範圍內時終止該反應，由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
在另一個實施方案中，本發明是一種改性酚醛樹脂組合物，該組合物是通過以上描述的本發明的一種方法形成的。
在又一個實施方案中，一種磨料物品是通過以下方法形成的，該方法包括形成包括一種改性酚醛樹脂組合物的一種可固化的樹脂組合物，使多個磨料顆粒與該可固化的樹脂組合物相接觸，並且將該可固化的樹脂組合物固化以生產該磨料產品。該改性酚醛樹脂組合物是通過將一種鹼性催化劑、甲醛、水以及苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應而形成的。該反應是當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時被終止的，以便由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
在又一個實施方案中，本發明是通過以上描述的本發明的方法形成的一種磨料產品。
在又一個實施方案中，一種塗覆的磨料產品是通過以下方法形成的，該方法包括使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及苯類酚相結合來形成一種反應混合物從而進行化學反應。當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時終止該反應，由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂。將包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂的一個塗層施用到一種磨料產品上，並且然後將該塗層固化以形成塗覆的磨料產品。
在又一個實施方案中，一種塗覆的磨料產品是通過以下方法形成的，該方法包括使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應。當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時終止該反應，以便由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物。然後向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，以便由此形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂。將包括該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一個塗層施用到一種磨料產品上，並且然後將該塗層固化以形成該塗覆的磨料產品。
在又一個實施方案中，本發明是通過以上描述的本發明的方法形成的一種塗覆的磨料產品。
在又一個實施方案中，一種粘結的磨料產品是通過以下方法形成的，該方法包括使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應。當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時終止該反應，以便由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂。將包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種可固化的樹脂組合物與磨料顆粒進行混合，並使該混合物形成一種所希望的形狀。然後將該可固化的樹脂組合物固化以形成該粘結的磨料產品。
在又一個實施方案中，一種粘結的磨料產品是通過以下方法形成的，該方法包括使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應。當該反應混合物的耐水性在約150％和約1000％之間的範圍內時終止該反應，以便由此形成一種中間組合物。然後向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物。然後向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂進行化學反應，以便由此形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂。將包括該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種可固化的樹脂組合物與磨料顆粒進行混合，並使該混合物形成一種所希望的形狀。然後將該可固化的樹脂組合物固化以形成這種粘結的磨料產品。
在又一個實施方案中，本發明是一種通過以上描述的本發明的方法形成的粘結的磨料產品。
在本發明的仍然另一個實施方案中，一種具有減小的甲醛含量的間苯二酚改性的酚醛樹脂是通過以下方式而形成使水中的甲醛、與甲醛的摩爾比在約1∶1和約1∶2.3之間的範圍內的苯酚、以及量值按苯酚的重量計在大約1％和大約5％之間的範圍內的氫氧化鈉相結合，以便由此形成一種反應混合物從而進行化學反應。將該反應混合物的溫度調節至具有在大約85℃和大約95℃之間的範圍內的一個溫度。當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時，通過將溫度降低為等於或小於約50℃的溫度而終止該反應混合物的反應，以便由此形成一種中間組合物。向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯酚量值的大約1wt％和大約15wt％之間的範圍內。將該間苯二酚與該中間組合物的混合物的溫度調節為在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應。將來自反應混合物(產生自與間苯二酚的反應)的至少一部分水通過真空蒸餾除去，以便由此得到一種間苯二酚改性的酚醛樹脂配製品，該配製品具有的粘度在約25℃下在大約2,000cps和大約20,000cps之間的範圍內。
在本發明的仍然另一個實施方案中，一種具有減小的甲醛含量的間苯二酚烷醇胺改性的酚醛樹脂是通過以下方式形成的使水中的甲醛、與甲醛的摩爾比在約1∶1和約1∶2.3之間的範圍內的苯酚、以及量值按苯酚的重量計在大約1％和大約5％之間的範圍內的氫氧化鈉相結合，以便由此形成一種反應混合物從而進行化學反應。將該反應混合物的溫度調節至具有在大約85℃和大約95℃之間的範圍內的溫度。當該反應混合物的耐水性在約150％和約1000％之間的範圍內時，通過將其溫度降低至等於或小於大約50℃的溫度下而終止該反應混合物的反應，以便由此形成一種中間組合物。向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在為了形成該反應混合物而結合的苯酚量值的大約1wt％和大約15wt％之間的範圍內。將該間苯二酚與該中間組合物的混合物的溫度調節為在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物。然後向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的的重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的範圍內。將該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的混合物的溫度調節為在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂配製品，該配製品具有的粘度在25℃下在約2,000cps和約20,000cps之間的範圍內。
本發明具有許多優點。例如，可以將甲醛的含量從大約1.2％的量(這在已知的酚醛樹脂組合物中是常見的)降低至小於約0.3％，而不影響該樹脂的特性。另外，該反應混合物的耐水性可以相對高，以便由此導致膠凝時間稍高於普遍已知的樹脂。另外，本發明的改性酚醛樹脂配製品經延長的時間段內在室溫下具有相對穩定的粘度。因此，使用本發明的改性酚醛樹脂配製品可以形成塗覆的磨料產品，而沒有與甲醛釋放相關的多種加工上的憂慮，並且不減弱該樹脂的穩定性或其他特性。另外，用本發明的改性酚醛樹脂配製品塗覆的磨料產品可具有優於採用已知酚醛樹脂的塗覆產品的性能特徵。
附圖簡要說明

圖1是本發明的一種塗覆的磨料產品的一個實施方案的一個截面圖的示意圖。
圖2是本發明的一種塗覆的磨料產品的另一個實施方案的一個截面圖的示意圖。
圖3是示出了間苯二酚改性的酚醛樹脂中的甲醛減小效果的曲線圖，該間苯二酚改性的酚醛樹脂是通過本發明的方法的一個實施方案製造的。
圖4是示出了間苯二酚改性的酚醛樹脂的拉伸強度的曲線圖，該間苯二酚改性的酚醛樹脂是通過本發明的方法的一個實施方案製造的。
發明詳細說明 本發明的上述的以及其他的目的、特徵以及優點從以下對本發明優選實施方案的更具體的描述中將是清楚的，如在附圖中所說明，其中貫穿不同視圖的相同參考符號是指相同的部分。這些圖不必是按比例的，而是對本發明的原理加以強調。
本發明總體上涉及用於製備一種穩定的改性酚醛樹脂配製品的一種方法，該配製品包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂或一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂，是用於磨料產品並且用於減小在這些磨料產品的製造和/或貯存期間的甲醛釋放。本發明還涉及一種改性酚醛樹脂，該樹脂是用於改善磨料產品的機械和熱特性。儘管不希望受任何具體的機理所限制，人們相信作為本發明的方法的部分所加入的間苯二酚和/或烷醇胺在樹脂的合成期間作為一種甲醛清除劑起作用，以便由此產生一種相對穩定的配製品，並且該配製品減小了在該樹脂產品的後續加工過程中的甲醛釋放。
形成一種具有減小的甲醛含量的改性酚醛樹脂配製品的方法包括形成一種包括甲醛(優選在一種水溶液中)、一種苯類酚以及一種鹼性催化劑的反應混合物。如在此使用的，一種「苯類酚」是指一種由選自下組的結構式所代表的酚型化合物，該組的構成為
其中每個R獨立地是-H或一個任選取代的C1-C6烷基；每個n獨立地是1、2或3；並且每個x是1、2或3。優選地，每個R獨立地是-H或一個未取代的C1-C6烷基，諸如-CH3或-C2H5。環A可任選地被一個或多個除-OH之外的取代基所取代。合適的取代基包括滷素(例如，F、Cl、Br、I)、一個C1-C5烷基基團(例如，甲基、乙基、叔丁基、正戊基等等)、苯基以及苄基。酚型化合物的合適的具體實例包括苯酚(即，C6H4OH)、對叔丁基苯酚、對戊基苯酚、CH2(C6H4OH)2或C(CH3)2(C6H4OH)2。在一個具體的實施方案中，環A是未取代的。優選地，該苯類酚是一種由結構式(A)所代表的酚型化合物。可替代地，該苯類酚是一種由結構式(B)所代表的酚型化合物，其中每個R獨立地是-H或一個未取代的C1-C6烷基，諸如-CH3或-C2H5。可替代地，該苯類酚是一種由結構式(B)所代表的酚型化合物，其中每個R獨立地是-H或一個未取代的C1-C6烷基，諸如-CH3或-C2H5，並且x是1或2。更優選地，該苯類酚是一種由結構式(A)所取代的酚型化合物並且環A是未取代的。甚至更優選地，該苯類酚是苯酚(即，C6H5OH)。在一個實施方案中，該苯類酚是工業級的酚，具有大約94％的最低純度。
甲醛通常以幾種形式存在，包括由H2CO所代表的單體形式、環狀三聚物(三噁烷(troxane))以及多聚物的形式(多聚甲醛)。另外，在水中，它作為水合物H2C(OH)2存在。如在此使用的，一種「甲醛」包括所有這些形式。在本發明中可以使用任何合適的可商購的甲醛，包括甲醛溶液。在一個實施方案中，在本發明中採用了一種甲醛水溶液，其中該甲醛水溶液具有在大約30wt％和大約38.5wt％之間、並且優選在大約35wt％和大約38.5wt％之間的甲醛含量，諸如大約35wt％、大約36.5wt％、大約37wt％、大約37.5wt％、38wt％以及大約38.3wt％。在一個優選的實施方案中，向該甲醛溶液中加入甲醇以使該甲醛穩定並避免多聚甲醛的形成。在一個特別優選的實施方案中，該水溶液中的甲醇的量是在1wt％和約5wt％之間的範圍內，並且更優選是3.5wt％。在另一個實施方案中，本發明中採用多聚甲醛。
典型地，該苯類酚(諸如苯酚)在反應混合物中存在的量為與甲醛的摩爾比在大約1∶1和大約1∶2.3之間的範圍內，並且優選為大約1∶1.73的摩爾比。
在本發明中可以使用在酚醛樹脂領域已知的任何合適的鹼性催化劑。在一個實施方案中，一種合適的鹼性催化劑是選自下組，其構成為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鋇以及它們的水合物。還可以使用這些催化劑的組合，例如，氫氧化鋇和氫氧化鋰的混合物。在一個優選的實施方案中，該鹼性催化劑是氫氧化鈉。典型地，氫氧化鈉催化劑的量是在該混合物中的苯類酚(如苯酚)量值的大約1wt％和大約5wt％之間的範圍內。在一個具體的實施方案中，氫氧化鈉催化劑的量為該混合物中的苯類酚(諸如苯酚)的量的大約2wt％。典型地，該反應混合物中的苯類酚的量是基於該苯類酚的一個來源的濃度或純度而計算的。
在一個實施方案中，將該反應混合物(包括甲醛和一種苯類酚)加熱至具有在約40℃和約50℃之間的範圍內的一個溫度，諸如大約在約45℃和約50℃之間(例如，大約45℃)。然後向該反應混合物中加入一種鹼性催化劑。在一個具體的實施方案中，該反應混合物(鹼性催化劑被加入其中)的溫度不超過大約50℃。優選地，將該反應混合物的溫度控制在約1℃。在另一個具體的實施方案中(其中採用了多聚甲醛形式的甲醛)，將所產生的包括甲醛、一種苯類酚以及一種鹼性催化劑的反應混合物在約40℃和約50℃之間的範圍內的溫度諸如大約在約45℃和約50℃之間(例如，約45℃)下保持至少約30分鐘，諸如至少1小時，或至少約2小時(例如，保持約2.5小時)。
在一個實施方案中，然後將所產生的包括甲醛、苯類酚以及一種鹼性催化劑的反應混合物加熱至具有在約50℃和約90℃之間的範圍內的一個溫度。在一個具體的實施方案中，使該反應混合物的溫度以在大約1℃/min和大約10℃/min之間的範圍內的速率增加。該反應是放熱的，並且優選地，一旦達到所希望的最大反應溫度，則控制在+/-1℃以內。優選地，所希望的最大反應溫度是在約80℃和約95℃之間的範圍內，諸如在80℃和約90℃之間以及在約85℃和約95℃之間。該反應混合物在所希望的最大溫度下維持的時間的量可以改變，這取決於該反應的規模並且取決於所希望的耐水性，這是本領域的技術人員考慮到本申請的傳授內容而不需要過度實驗就可以確定的。典型地，該反應混合物在所希望的最大溫度下維持的時間的量小於大約1.5小時，並且最優選是大約1小時。在一個優選的實施方案中，將該反應混合物在大約85℃和大約95℃之間、或在大約85℃和大約90℃之間的溫度下，維持在大約0.5小時和大約1.5小時之間的範圍內的一個反應時段。優選地，使用一種浴(諸如水浴)來控制該反應混合物的溫度。
該範圍混合物的pH優選是在大約8.3和大約9.3之間的範圍內，並且最優選為大約8.9。可以使用一種合適的酸、或通過加入一種合適的鹼來調節該反應混合物的pH。在本發明中可以使用本領域中已知的任何合適的酸和鹼。酸類的合適的實例包括磺酸類，諸如對甲苯磺酸類、酚類磺酸、異丙苯磺酸類和甲磺酸類，以及磷酸類。鹼類的合適的實例包括鹼和/或鹼金屬氫氧化物，諸如NaOH、LiOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2和Ba(OH)2、以及它們的組合物，如Ba(OH)2和Li(OH)的混合物。
在該苯類酚與甲醛的反應時段間酚醛樹脂的分子量增加，並且該反應的進程可由耐水性指示。耐水性總體上指示了來自該苯類酚與甲醛之間的反應的這種酚醛樹脂的近似分子量。一旦該反應進行，則撤出該反應混合物的一部分，例如大約10至20ml的該反應混合物，用於一個耐水性測試。將撤出的混合物(重量為W1)倒進一個載體中，諸如一個玻璃燒杯。然後向該載體中加入去離子水(重量為W2)直到出現混濁度。一旦混濁度形成，則可按如下計算其耐水性 ％耐水性＝(W2)/(W1)*100。(1) 當耐水性已經達到一個合適的百分比時，終止該苯類酚與甲醛之間的反應，以便由此形成一種中間組合物。合適的耐水性的一個實例是在大約150％和1000％之間的範圍內的耐水性。優選地，該耐水性在大約150％和大約800％之間的範圍內。更優選地，該耐水性在大約150％和大約600％之間的範圍內。甚至更優選地，該耐水性在大約300％和大約500％之間、或在大約200％和大約400％之間的範圍內。在一個特別的實施方案中，一旦該反應混合物終止，耐水性為大約390％。該反應的終止是通過將該反應混合物的溫度調節至具有等於或小於大約50℃、優選等於或小於大約40℃的一個溫度而實現的。在一個優選的實施方案中，該反應混合物的溫度在大約85℃和大約95℃之間、更優選在大約90℃和大約95℃之間的範圍內，並且一旦已經達到目標耐水性，此後將該反應混合物冷卻至大約40℃或以下。該反應溫度的降低可以按本領域中已知的任何合適的方法完成。在一個實施方案中，該溫度是通過使該反應容器經受冷卻液體(如水)、通過施加真空(例如，200-700mm Hg)、和/或通過使用一種蒸發技術來降低的。優選地，通過使該反應容器經受一種冷卻液體(如冷卻水)、和/或通過使用減壓(即，通過施加真空)而終止該反應。優選地，在冷卻期間持續攪動該反應混合物。冷卻的速率優選是在大約5℃/min和大約1℃/min之間的範圍內，並且最優選為大約2℃/min。
在將該反應混合物冷卻從而形成一種中間組合物之後，向該中間組合物中加入合適量的間苯二酚，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂。優選地，該中間組合物的含水量為該中間組合物總重量的至少約50wt％。更優選地，該中間組合物的含水量在該中間組合物總重量的大約50wt％和大約60wt％之間的範圍內。甚至更優選地，該中間組合物的含水量在該中間組合物總重量的大約50wt％和大約55wt％之間的範圍內。間苯二酚可以按任意形式與該中間組合物混合。在一個實施方案中，向該中間組合物中以一種水溶液的形式加入間苯二酚。優選地，該水溶液包括量值在該總溶液的大約50wt.％和大約99wt.％之間的間苯二酚，該溶液的餘量包括水。可替代地，在本發明的方法中還可以採用基本上純的間苯二酚。
在一個實施方案中，然後將含該反應混合物與間苯二酚一起加熱至在大約50℃和大約70℃之間的範圍內、優選在大約55℃和大約65℃之間、並且更優選為大約60℃的一個溫度，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂。在一個優選的實施方案中，將該提升溫度維持一個反應時段，以允許間苯二酚與該中間組合物(例如，存在於該中間組合物中的至少一部分甲醛)進行反應。用於該反應時段的任何具體應用的一個最佳值可以取決於該反應的規模而改變，這是本領域的技術人員不需要過度實驗就可以發現的。在一個具體的實施方案中，該反應時段是在大約45分鐘和大約90分鐘的範圍內，並且更確切地說在大約45分鐘和大約75分鐘之間。在一個更具體的實施方案中，將該反應溫度在約60℃下維持大約60分鐘的一個時間段。
可以任選用一種烷醇胺將該間苯二酚改性的酚醛樹脂進一步改性，以形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂。在一個實施方案中，該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂是通過將一種烷醇胺加入包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物中而形成的。在一個具體的實施方案中，包括間苯二酚改性的酚醛樹脂的這種組合物可以是產生自一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的形成過程中的一種組合物。基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量，所加入的烷醇胺的量為在大約0.1wt％和大約15wt％之間(諸如大約0.1wt％和大約10wt％之間、或大約0.1wt％和大約5wt％之間、大約0.1wt％和大約3wt％之間、大約1wt％和大約10wt％之間、大約1wt％和大約5wt％之間、或大約1wt％和大約3wt％之間)的一個量，由此該烷醇胺與該包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的組合物進行化學反應，由此形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂。如在此使用的，一種「烷醇胺」是指NR′(3-x)(R″OH)x所代表的一種化合物，其中x是1、2或3，特別是1；R′是-H或一個C1-C10烷基基團，特別是-H；並且R″是一個C1-C10亞烷基基團。每個由R′和R″分別代表的烷基基團和亞烷基基團可以獨立地被一個或多個取代基所取代。合適的取代基的實例包括滷素(例如，F、Cl、Br、I)、C1-C6烷氧基、C1-C6滷代烷氧基、C1-C6滷烷基、苯基以及苄基。在一個具體的實施方案中，R′是-H或一個C1-C6烷基基團(例如，-CH3或C2H5)，特別是-H；並且R″是一個C1-C6亞烷基基團。在一個更具體的實施方案中，x是1；R′是-H或一個C1-C6烷基基團(例如，-CH3或C2H5)，特別是-H；並且R″是一個C1-C6亞烷基。在另一個具體的實施方案中，該烷醇胺是NR′(3-x)(C2H5OH)x所代表的一種乙醇胺，其中x是1、2或3，特別是1；並且R′是-H或一個C1-C10烷基基團。在另一個具體的實施方案中，該乙醇胺是NR′(3-x)(C2H5OH)x所代表的，其中x是1、2或3，特別是1；並且R′是-H或一個C1-C6烷基基團，特別是-H。在又一個具體的實施方案中，該乙醇胺由NH2(C2H5OH)或NH(C2H5OH)2代表。
在形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一個優選實施方案中，將包括該烷醇胺和該間苯二酚改性的酚醛樹脂的反應混合物維持在大約50℃和大約70℃之間的範圍內、優選在大約55℃和大約65℃之間的範圍內、並且更優選為大約60℃的溫度下。在一個優選的實施方案中，將該溫度維持一個反應時段，例如，至少一部分的甲醛存在於該中間組合物中。該反應時段的任何特殊應用的最佳值可以取決於該反應的規模而改變，這是本領域的技術人員不需要過度實驗就可以發現的。在一個具體的實施方案中，該反應時段是在大約25分鐘和大約60分鐘的範圍內，並且更具體地說在大約25分鐘和大約45分鐘之間。在一個更具體的實施方案中，將該反應溫度在約60℃下維持大約30分鐘的一個時間段。
在又一個具體的實施方案中，在形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂過程中的間苯二酚的反應之後，或者在形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂過程中的烷醇胺的反應之後，通過一種合適的方法除去至少一部分存在的水。在一個更具體的實施方案中，通過一種合適的方法，諸如通過真空蒸餾，將大約60wt％和大約80wt％之間的存在的水除去。在一個甚至更具體的實施方案中，真空蒸餾是在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度下進行。優選地，真空蒸餾是在大約60℃的溫度下進行。
在又一個具體的實施方案中，在形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂過程中的間苯二酚的反應之後，或者在形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂過程中的烷醇胺的反應之後，以一種合適的方法除去至少一部分存在的水。在一個具體的實施方案中，通過一種合適的方法，諸如通過真空蒸餾，除去在大約60wt％和大約80wt％之間的存在的水。在一個實施方案中，真空蒸餾是在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度下進行。優選地，真空蒸餾是在大約60℃的溫度下進行。
優選地，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度以及該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的粘度獨立地是在大約25℃的溫度下在2,000cps和大約20,000cps之間的範圍內。優選地，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度以及該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的粘度獨立地是在大約2,000cps和大約10,000cps之間的範圍內，更優選是在大約2,000cps和大約5,000cps之間的範圍內，諸如大約3,000cps。該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度以及該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的粘度獨立地並且典型地在至少約1小時內保持實質恆定。如在此使用的，「實質恆定」的粘度是指粘度隨時間的改變小於初始粘度的大約10％。優選地，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度至少約3小時保持實質恆定。
優選地，該間苯二酚改性的酚醛樹脂以及該間苯二酚-烷醇胺的改性酚醛樹脂獨立地具有在至少約1小時內實質恆定的耐水性。如在此使用的，「實質恆定」的耐水性是指耐水性隨時間的改變小於初始耐水性的大約10％。優選地，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的耐水性以及該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的耐水性獨立地是樹脂，持續至少約3小時保持實質恆定。
在一個實施方案中，該間苯二酚改性的樹脂以及該間苯二酚-烷醇胺改性的樹脂的游離甲醛含量典型地是各自獨立地小於100g該樹脂的大約0.3wt％，諸如在100g該樹脂的大約0.1wt％和大約0.295wt％之間，或在100g該樹脂的0.1wt％和大約0.2wt％之間。可以通過優化該樹脂形成期間的間苯二酚荷載以及耐水性而將產生的樹脂的游離甲醛含量減小至小於100g該樹脂的大約0.05wt％。在另一個實施方案中，本發明的改性酚醛樹脂組合物(包括該間苯二酚改性的樹脂或該間苯二酚-烷醇胺改性的樹脂)，各自獨立地具有小於100g該樹脂的大約0.3wt％，諸如在100g該樹脂的大約0.1wt％和大約0.295wt％之間、或在100g該樹脂的大約0.1wt％和大約0.2wt％之間的的範圍內的游離甲醛含量。甲醛的含量可以通過本領域中已知的任何合適的方法進行測量。例如，可以通過用羥胺(NH2HOH)，諸如鹽酸羥胺(NH2HOH·HCl)滴定游離甲醛(HCHO)來測量，如以下反應所示 HCHO+NH2HOH·HCl→H2O+CH2NOH+HCl(2) 反應(2)中形成的鹽酸用一種試劑等級的NaOH溶液用電位法進行測定。
單獨使用的或作為一個更大部分(諸如「烷氧基」、「滷烷基」等等)的部分使用的術語「烷基」，包括(如在此使用的含義)飽和的直鏈、環狀或支鏈的脂肪烴基。典型地，一個烷基基團包括1至10個碳原子。在一些實施方案中，一個烷基基團包括1至6個碳原子，確切地，1至5個碳原子。可替代地，一個烷基基團包括1至4個碳原子。
術語「烷氧基」是指-O-烷基。
術語「滷烷基」和「滷代烷氧基」是指烷基或烷氧基，在這種情況下可能是被一個或多個滷素原子所取代。術語「滷素」是指F、Cl、Br或I。滷烷基或滷代烷氧基中的滷素優選是F或Cl。
一個「亞烷基基團」由-[CH2]z-代表，其中z是一個正整數，如從一至十、從一至六、或從一至四。
本發明的一種可固化的樹脂組合物包括用以上描述的一種方法製備的一種間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物或一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂組合物。如在此使用的，一種未固化的或未交聯的「樹脂」是一種用於固化或交聯的組合物，包括一種或多種選自單體、低聚物、以及多聚物的組分，並且可任選地包含其他添加劑類，諸如著色劑類、穩定劑類、增塑劑類、填充劑類、溶劑類、抗填充劑類、以及類似物。總體而言，一種樹脂包括在固化時硬化的多個部分地聚合的組分的一個混合物，該樹脂典型地是交聯反應的結果。未固化的或未交聯的樹脂可以通過用光、電子束輻射、酸、鹼、熱以及它們的組合的引發而進行固化。
本發明的可固化的樹脂組合物(包括通過以上描述的一種方法製備的一種間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物、或一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂組合物)可以作為磨料產品中的一種樹脂粘合劑採用，這些磨料產品是諸如粘結的磨料產品(例如，磨輪、磨盤以及珩磨石(horns))以及塗覆的磨料產品(例如，磨料膜和紙)。在一個實施方案中，本發明的磨料產品包括許多磨料顆粒以及由該樹脂組合物固化而來的一種樹脂粘合劑。該樹脂組合物可與多個磨料顆粒共混，或在替代方案中，被施用在多個磨料顆粒上，並且然後進行固化，以形成在一個磨料產品的基底層和多個磨料顆粒之上的一個製作塗層或一個膠料塗層。在施用該樹脂組合物之後，作為一種粘合劑、一個製作塗層或一個膠料塗層，將該樹脂組合物在適合的條件(如一種本領域中已知的條件)下固化。
在一個實施方案中，本發明的磨料產品是一種塗覆的磨料產品，該產品包括一個基底層、多個磨料顆粒、以及將這些磨料顆粒粘附在該基底層上的一個樹脂塗層。該樹脂塗層是由以上描述的本發明的一種可固化的樹脂組合物固化而來的。在另一個實施方案中，本發明的磨料產品是一種粘結的磨料產品，該產品包括多個磨料粉末以及由以上描述的一種可固化的樹脂組合物固化而來的一種樹脂粘合劑。在這種粘結的磨料產品中，這些磨料粉末典型地是通過使用該樹脂粘合劑粘合在一起的，並形成一種三維形狀，如一個輪。
本發明的塗覆的磨料產品總體上包括一個基質(即，基底層)、多個磨料顆粒以及將該磨料顆粒保持在該基質上的至少一種粘合劑。如在此使用的，術語「塗覆的磨料產品」包括一種非紡織的磨料產品。圖1和圖2展示了本發明的塗覆的磨料產品10和30。參照圖1，在塗覆的磨料產品10中，用任選的背膠料塗層16和任選的預膠料塗層18處理基質12。覆蓋任選的預膠料塗層18的是製作塗層20，製作塗層上施用了研磨材料14，諸如磨料粒料或顆粒。將膠料塗層22任選施用在製作塗層20和磨料顆粒14之上。覆蓋膠料塗層22的是任選的超級膠料塗層24。塗覆的磨料產品10取決於它們的具體應用可以包括或不包括背膠料塗層16和/或預膠料塗層18。同樣，取決於塗覆的磨料產品10具體應用，它們可以包括或不包括膠料塗層22和/或超級膠料塗層24。圖2中示出的是塗覆的磨料產品30，它包括磨料顆粒14和一種或多種添加劑的一個單一的層(粘合劑-磨料層32)以及任選的背膠料塗層16。任選地，如圖1所示，在塗覆的磨料產品30中可以包括預膠料塗層18、膠料塗層22以及超級膠料塗層24。
在一些實施方案中，本發明的一種可固化的樹脂組合物是用於形成至少一個選自下組的層，該組的構成為粘合劑-磨料層32、背膠料塗層16、預膠料塗層18、製作塗層20、膠料塗層22以及超級膠料塗層24。在一個具體的實施方案中，本發明的一種可固化的樹脂組合物是用於形成至少一個選自下組的粘合劑層，該組的構成為預膠料塗層18、製作塗層20以及膠料塗層22。在一個優選的實施方案中，本發明的一種可固化的樹脂組合物是用來形成一種用於將磨料顆粒14固定在基質12上的粘合劑，例如，用於形成粘合劑-磨料層32或塗層20(製作塗層)和22(膠料塗層)中的至少一個。在一個特別優選的實施方案中，本發明的可固化的樹脂組合物是用來形成一種用於粘合劑-磨料層32的粘合劑。在這些實施方案中，磨料顆粒14可以通過重力、靜電沉積或在空氣流中單獨施用，或與該可固化的樹脂組合物作為淤漿一起施用。
基質12可以或者用一種樹脂-磨料淤漿或一種不含磨料粒料的樹脂粘合劑進行浸漬，這取決於該最終的塗覆的研磨工具(如以上所描述的)所要求的侵入性能(aggressiveness)。在本發明中有用的基質12可以是剛性的，但總體上是柔性的。基質12可以是紙、布、膜、纖維、聚合物材料、非紡織材料、固化橡膠或纖維，等等，或者是這些材料中的一種或多種的一個組合，或者是它們的經過處理的形式。該基質材料的選擇總體上取決於有待形成的該塗覆的研磨工具的預期的應用。在一個優選的實施方案中，基質12是一種非紡織的材料。如在此使用的，「非紡織的」是指以機械、化學或物理方式或它們的任何組合保持在一起的隨機的或定向的纖維的網。非紡織的材料的實例包括形成一種非紡織的網的纖維，這種非紡織的網提供了一個三維整合的網絡結構。已知的在非紡織的研磨工具中有用的任何纖維均可用在本發明中。這類纖維總體上是由不同的聚合物形成的，這些聚合物包括聚醯胺類、聚酯類、聚丙烯、聚乙烯以及它們的不同的共聚物。棉、毛的防暴纖維以及不同的動物毛也可用於形成非紡織的纖維。在一些應用中，該非紡織的基質可以包括鬆散纖維的一種集合，向其中加入磨料顆粒14以提供具有遍布的磨料顆粒14的一種磨料網。
取決於本發明的可固化的樹脂組合物被用於哪個或哪些粘合劑層，在將該可固化的樹脂組合物施用在一個基質上之前、之後或與此同時，將磨料顆粒14施用在該基質之上。可以通過噴射(通過重力、靜電沉積或氣流)或通過塗覆將磨料顆粒14施用在基質12之上。在一個具體的實施方案中，將磨料顆粒14與該可固化的樹脂組合物同時使用在基質12之上。在該實施方案的一個實例中，如圖2所示，將該可固化的樹脂組合物與磨料顆粒混合在一起以形成一種粘合劑-磨料組合物淤漿，並將該淤漿施用在基質12之上以形成單獨的粘合劑-磨料組合物層32。在另一個具體的實施方案中，將磨料顆粒14施用在該可固化的樹脂組合物的一個塗層之上。在該實施方案的一個實例中，將該可固化的樹脂組合物用於形成背膠料、預膠料以及製作塗層中的至少一種。在還有另一個實施方案中，在該可固化的樹脂組合物施用在基質12上之前施用磨料顆粒14。在該實施方案的一個實例中，該可固化的樹脂組合物是被用於形成膠料和超級膠料塗層中的至少一種。
在本發明中有用的磨料顆粒14的一種合適的材料可以是在塗覆的研磨工具的形成中所利用的任何常規的磨料顆粒材料。用於本發明的合適的磨料材料包括金剛石、剛玉、金剛砂、石榴石、含雜燧石、石英、砂巖、玉髓、燧石、石英巖、矽石、長石、浮石和滑石、碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理的氧化鋁、氧化鋁氧化鋯、玻璃、碳化矽、氧化鐵類、碳化鉭、二氧化鈰、氧化錫、碳化鈦、合成金剛石、二氧化錳、氧化鋯以及氮化矽。取決於這些塗覆的研磨工具的具體的所希望的特性，這些研磨材料可以被定向地或者無定向地(即，隨機地)施用在該基質上。在選擇一種合適的研磨材料時，總體上要考慮多種特徵，諸如尺寸、硬度、與工件的相容性以及熱傳導性。在本發明中有用的研磨材料典型地具有範圍從大約0.1微米至大約1,500微米，諸如從大約10微米至大約1000微米的粒度。
塗覆的磨料產品10和30的一個或多個粘合層可以通過任何合適的方法(如本領域中普遍已知的一種)來製備。在一個實施方案中，將任選的背膠料塗層16和任選的預膠料塗層18(不含磨料顆粒14)塗覆在基質12上並通過暴露於熱量下進行固化以賦予基質12足夠的強度用於進一步處理。然後，將製作塗層20施用在基質12上以將磨料顆粒14遍布基質12進行固定，並且當該塗層仍然發粘時，將磨料顆粒14施用在製作塗層20之上。隨後將該製作塗層固化以將磨料顆粒14保持在原位。此後，將膠料塗層22施用在基質12之上，並且然後固化。膠料塗層22的主要作用總體上是將磨料顆粒14錨定在原位並允許它們磨削工件而並不在它們的研磨能力耗盡之前從該塗覆的磨料結構中拉出。在另一個實施方案中，將一種磨料顆粒14的淤漿以及以上描述的一種樹脂粘合劑組合物施用在基質12之上，任選地在基質12之上的預膠料塗層18上，並且然後固化。
在一些情況下，超級膠料塗層24被沉積在膠料塗層22之上。超級膠料塗層24可以使用或不使用一種粘合劑(如上所描述)來沉積。總體而言，超級膠料塗層24的作用是在塗覆的研磨材料14的表面上放置一種添加劑，該添加劑提供特別的特徵，如提高的研磨能力、表面潤滑作用、防靜電特性或抗填充特性。合適的研磨助劑的實例包括KBF4和碳酸鈣。適合於超級膠料塗層24的潤滑劑的實例包括硬脂酸鋰。合適的抗靜電劑的實例包括鹼金屬磺酸鹽、叔胺、以及類似物。適當的抗荷載劑的實例包括脂肪酸的金屬鹽類，例如，硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋰、月桂硫酸鈉、以及類似物。陰離子的有機表面活性劑也可以用作有效的抗填充劑。這類陰離子表面活性劑以及包含這樣一種陰離子表面活性劑的抗荷載組合物的多種實例描述在美國專利申請公開號2005/0085167A1中，其全部傳授內容通過引用結合在此。適當的抗荷載劑的其他實例包括無機的抗荷載劑類，如金屬矽酸鹽類、矽酸鹽類、金屬碳酸鹽類、以及金屬硫酸鹽類。這類無機抗填充劑的實例可在WO 02/062531中找到，其全部傳授內容通過引用結合在此。
在一些具體的實施方案中，本發明的塗覆的磨料產品包括一種非紡織的基質，諸如用一種在本領域中熟知的氣流鋪置法(air-laid process)製造的一種非紡織基質。該非紡織基質用一種以上所描述的塗覆組合物、以及一種研磨材料(諸如精細的磨料顆粒)浸漬。將該未固化的、浸漬的非紡織基質螺旋纏繞以形成一個圓木狀。可替代地，將該未固化的浸漬的非紡織基質切成片並且將這些片堆疊在兩個金屬板之間以形成一個平板。然後將該圓木狀或平板加熱以形成非紡織的研磨工具。可任選地，將固化的圓木狀或平板轉換為通常用於金屬或木材工業中的拋光、清理毛刺、或最終處理應用的一種最終形狀。
本發明的可固化的樹脂組合物可任選地進一步包括一種或多種添加劑，諸如填充劑類、偶聯劑類、纖維類、潤滑劑類、表面活性劑類、顏料類、染料類、溼潤劑類、研磨助劑類、抗荷載劑類、抗靜電劑類以及助懸劑類。可以取決於該樹脂組合物所用於的一個或多個粘合層(例如，圖1和圖2中的塗層16、18、20、22、24和32)來選擇包含在該樹脂組合物中的一種或多種具體的添加劑。例如，如以上所討論的，預膠料塗層24可以包括一種或多種抗荷載劑。在膠料塗層22和/或製作塗層20中可以包含一種或多種研磨助劑。這些材料的量的選擇取決於有待實現的所希望的特性。
本發明的磨料產品總體上可以採用片、盤、帶、條以及類似的形式，它們可進一步被調適為安裝在滑輪、車輪、或鼓輪上。本發明的塗覆的磨料產品可以用於對例如鋼和其他金屬、木材、木材樣的疊層板、塑料、纖維玻璃、皮革或陶器的不同的表面進行砂磨、研磨或拋光。在一個實施方案中，本發明的磨料產品是用於通過以研磨運動來應用該磨料產品而對工件表面進行研磨，以除去該工件表面的一部分。
以下實例代表本發明，並且無意以任何方式加以限制。
實例 實例1本發明的改性PF樹脂的合成 A.原材料的規格 苯酚 酚的取用量＝500gm 總體工業級的苯酚，具有最小94％的確定純度 凝固點＝40.9℃ 沸點為181.1℃ 比重＝1.0563 甲醛溶液 甲醛作為一個水溶液使用，該溶液濃度為38.3％。向甲醛中加入高達5wt％的甲醇來使甲醛穩定並避免多聚甲醛的形成。
甲醛取用量＝(500*0.94*1.73*30*100)/(94*38.3)＝677.546g 多聚甲醛 多聚甲醛作為固體粉末使用，具有96％的純度 多聚甲醛取用量＝(500*0.94*1.73*30*100)/(94*96) ＝270.316g NaOH催化劑 基於該實例中取用的苯酚重量的2％ NaOH取用量＝0.94*500*0.02 ＝9.4gm，溶解於9.4gm水中 間苯二酚 在該實例中使用5wt％的間苯二酚，這是基於該實例中取用的苯酚重量。在獲得具體的耐水性之後，向酚醛樹脂中以一種水溶液加入間苯二酚，以減小該酚醛樹脂中存在的游離甲醛。
間苯二酚取用量＝0.94*500*0.05 ＝23.5gm，溶解於23.5gm水中 一乙醇胺(MEA) 最小純度＝98％ 硫酸灰分最大0.1％ 凝固點＝9-10.5℃ 一乙醇胺(MEA)＝0.94*500*0.004 ＝1.88g B.酚醛樹脂的合成 B1.間苯二酚改性的酚醛樹脂 間苯二酚改性的酚醛樹脂按如下方法製備 將500gm苯酚、福馬林(38.3％)677.546g以及基於苯酚重量的2％份鹼性催化劑裝入一個裝配有一個攪拌器和一個冷凝器的反應釜中。加入該鹼性催化劑並確定該批次的pH。通過在一個水浴中將混合物進行外部加熱並直接控制該水浴的溫度來將該反應的溫度控制在大約1℃。
通過觀察該釜中的溫度而使水浴設定溫度從50℃至大約90℃逐步改變。存在著充分放熱的反應，因而在該反應溫度到達60℃至70℃時停止對反應釜加熱。在所希望的耐水性之處停止該反應。耐水性指示了該甲階酚醛樹脂的近似分子量。在該實例中，在大約390％的耐水性之處停止該反應。按照以上說明中所描述的測量耐水性。
然後將該反應混合物冷卻至40℃。向該混合物中加入一種新鮮製備的間苯二酚溶液(23.5g水中23.5g)。然後允許該反應混合物在60℃下反應大約1小時。然後在60℃的真空蒸餾下將該反應混合物中存在的一部分水進行蒸餾，以得到所希望的粘度。一種確定合適的粘度的方法是通過測定總體與粘度成比例的折光率。在該實例中，從該樹脂中蒸餾出大約324ml水。在蒸餾之後，該樹脂在25℃的粘度為3000cps。還測量了該樹脂的膠凝時間、游離甲醛含量以及耐水性。
B1.間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂 間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂按如下方法製備 將大約500gm苯酚、多聚甲醛(96％)270.316g裝進裝配有一個攪拌器和一個冷凝器的反應器中，將該反應混合物維持在45℃。將鹼性催化劑(NaOH催化劑)分成四等份，每隔半小時加入反應混合物中。控制反應溫度不超過50℃。通過對混合物在一個水浴中進行外部加熱並直接控制該水浴的溫度來將該反應的溫度控制在大約1℃。
在完成催化劑的加載之後，將該反應混合物在50℃下另外保持21/2小時，以完全放熱的反應減小。然後將反應溫度從50℃逐步升高至90℃。在大約390％的耐水性之處停止該反應。按照以上說明中所描述的測量耐水性。
然後將該反應混合物冷卻至40℃。向該混合物中加入一種新鮮製備的間苯二酚溶液(23.5g水中23.5g)。然後允許該反應混合物在60℃下反應大約1小時。並且然後，加入1.88g MEA，並且將該反應混合物在60℃下保持半小時。在反應之後，該樹脂在25℃的粘度為2400cps。還測量了該樹脂的膠凝時間、游離甲醛含量以及耐水性。
C1.游離甲醛含量 基於鹽酸羥胺與甲醛的反應，測定了一種常規的PF甲階酚醛樹脂、以及間苯二酚改性的和間苯二酚-烷醇胺改性的樹脂中的游離甲醛含量，如反應(2)所示 CH2O+NH2HOH·HCl→H2O+CH2NOH+HCl(2)。
用試劑級別的NaOH溶液用電位法測定了該反應中形成的鹽酸。在一個實例中，稱量3g的這種樹脂加入玻璃燒杯中，並向該燒杯中逐漸加入50ml的甲醇，同時連續攪拌。將測量裝置的電極用去離子水和丙酮清潔幾次並立即將pH電極放入溶液中。然後通過使用1N的鹽酸將該溶液中和，直到毫伏讀數接近標準值123(標準值123與pH為4等效)。然後，向該溶液中加入25ml的羥基氯化銨。在大約5分鐘之後，使用0.5N的NaOH滴定該溶液，直到該溶液的pH達到標準值(pH 4)。使用相同的試劑和條件但省略了樣品運行一個空白試驗，並用作參比值(空白值)。在正常條件下，空白滴定度典型地是小於0.1ml並且認為它為0。基於這些滴定結果，計算出了游離甲醛的含量(FFC)，如下所示 F.F.C＝((滴定值-空白值)*3.003*NaOH的當量濃度)/樹脂重量(3) 在裝配有一個攪拌器以及一個冷凝器的三頸圓底燒瓶(反應釜)中，通過一種如以上描述的分批方法製備了對照的常規酚醛樹脂，除間苯二酚改性的步驟之外。
表1示出了該間苯二酚改性酚醛樹脂、間苯二酚-MEA改性酚醛樹脂以及常規的酚醛樹脂的某些特性。如表1所示，間苯二酚改性的酚醛樹脂以及間苯二酚-MEA改性的酚醛樹脂中的游離甲醛含量相當大地低於對照的常規酚醛樹脂。
表1常規的以及間苯二酚改性的酚醛樹脂的特性 實例2甲醛減小對比(VS)間苯二酚荷載量 如實例1中描述的製備了多種間苯二酚改性的酚醛樹脂(「LTR」)，這些樹脂基於用來製備該間苯二酚改性的酚醛樹脂的苯酚的重量具有2.5wt％的間苯二酚、5wt％的間苯二酚、7.5wt％的間苯二酚以及10wt％的間苯二酚。
圖3示出了間苯二酚荷載量對於減小該間苯二酚改性的酚醛樹脂中的游離甲醛的效果。如圖3所示，隨著間苯二酚的荷載量增加，游離甲醛(FFC)的量減小。在圖3中，常規的對照樣品用字符「std.」指示。
該間苯二酚改性的酚醛樹脂以及該對照樹脂的拉伸強度在圖4中示出(std常規樹脂；LTR 2.52.5wt％的間苯二酚改性的樹脂；LTR 55wt％的間苯二酚改性的樹脂；LTR 7.57.5wt％的間苯二酚改性的樹脂；LTR 1010wt％的間苯二酚改性的樹脂)。如圖4所示，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的拉伸強度與對照樹脂是可比較的、或甚至更大(在2.5wt％的間苯二酚、5wt％的間苯二酚以及7.5wt％的間苯二酚改性的樹脂中)。
該常規的酚醛樹脂以及5wt％的間苯二酚改性的酚醛樹脂的不同的機械特性概述在下表2中。如表中所示，5wt％的間苯二酚改性的酚醛樹脂的機械強度大於該常規的酚醛樹脂。
表2間苯二酚改性的酚醛樹脂和對照的常規酚醛樹脂的機械特性 *熱撓曲溫度 實例3採用了間苯二酚改性的酚醛樹脂粘合劑的塗覆的磨料產品的性能 製備了一種塗覆的磨料產品，它採用如實例1中的描述而製備的5wt％的間苯二酚改性的酚醛樹脂(「LTR」樹脂2)用於它的預膠料、製作以及膠料塗層。還製備了一種對照的塗覆的磨料產品，它採用從West CoastPolymers，Ltd可商購的常規酚醛樹脂CGF-1(「標準樹脂1」)和CGF-2(「標準樹脂2」)用於它的預膠料、製作以及膠料塗層。用於本發明的磨料產品(「間苯二酚改性的產品」)以及對照磨料產品(「標準磨料產品」)的預膠料、製作和膠料塗層的規格概述在下表3中。
在該實例中，使用一種半成品的(飽和的並且回填布的)滌棉布作為基質。對於間苯二酚改性的以及標準的磨料產品兩者，將預膠料塗層初始時固化至30％的水平，並且然後將製作塗層施用於其上。然後將該製作塗層初始時固化至約70％的程度。在該製作塗層仍然發粘時，使用磨料粉末(氧化鋁，ALO 50#)。在這些磨料粉末之上，施用膠料塗層並且然後將其固化。在間苯二酚改性的以及標準的磨料產品都完全固化(例如，在115℃固化8小時)之後，將這些產品放置一天並用38mm的鋼杆在50psi下使其彎曲。然後測試這些產品的以下特性 1.室溫下的基礎粘附力(冷基礎粘附力)以及110℃下持續2小時的熱基礎粘附力。
2.50X200皮帶試驗，使用6mm厚度的鋁 350X2000皮帶試驗，使用12mm厚度的EN-8。
試驗結果概述在下表4中。如表4所示，間苯二酚改性的磨料產品顯示出與這種標準磨料產品可比較的冷基礎粘附力。同樣，間苯二酚改性的磨料產品顯示出以這種標準磨料產品相比改善的熱基礎粘附力。在對鋁和軟鋼的研磨性能上，間苯二酚改性的磨料產品顯示出比這種標準磨料產品改善的性能。這些結果表明，本發明的間苯二酚改性的PF樹脂性能等於或優於該標準PF樹脂。
表4粘附力與材料去除特性 實例4採用了間苯二酚改性的酚醛樹脂粘結的塗覆磨盤的性能 在該實例中，用以下配製品製備了ZC 5(鋯石盤36)產品，該產品採用氧化鋁作為磨料粒料。一種間苯二酚改性的磨盤採用了如實例1中製備的5wt％的間苯二酚改性的PF樹脂(「LTR」)與從West Coast Polymers，Ltd可商購的常規HT PF樹脂的一個共混物用於其製作和膠料塗層。一個對照的標準磨盤採用了從WestCoast Polymers，Ltd可商購的常規LT和HT PF樹脂用於它的製作和膠料塗層。
表5用於本發明的磨盤以及對照磨盤的製作和膠料塗層的說明 將這些配製品用手塗覆在纖維上並且然後旋轉，以得到標準的製作添加物。根據標準規範完成重力作用和UP塗層。使這些磨盤通過OLC進行乾燥(標準停留時間)。然後在塗膠料之前將這些盤冷卻。將這些膠料配製品用手塗覆在弄乾的產品上。使這些盤旋轉以得到所要求的添加物。
在鋁和軟鋼(「MS」)上測試了標準研磨產品和間苯二酚改性的磨盤的研磨性能。其結果概述在下表6中。
表6本發明的磨盤和對照盤的性能 如表6所示，採用了本發明的間苯二酚改性PF樹脂的間苯二酚改性磨盤，顯示出與標準對照磨盤相當的並且甚至更優的材料去除性能。具體地說，間苯二酚改性產品在軟鋼和鋁試驗兩者中的脫落值(粘結退化)都小於標準產品。這些結果表明，間苯二酚改性的PF樹脂粘結提供了與該標準PF樹脂粘結相當的或改善的性能。
等效物 雖然通過參考本發明的示例性實施方案對本發明進行了具體的展示和說明，但本領域中的普通技術人員應當理解，在不背離所附的權利要求書所涵蓋的本發明的範圍的前提下，可以在形式和細節上對這些實施方案作出不同的變更。
權利要求
1.一種形成具有減小的甲醛含量的改性酚醛樹脂組合物的方法，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的範圍內時，終止該反應混合物的化學反應，以便由此形成一種中間組合物；並且
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
2.如權利要求1所述的方法，其中，該苯類酚是苯酚。
3.如權利要求1所述的方法，進一步包括，將存在於該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中的至少一部分水除去。
4.如權利要求1所述的方法，其中，該甲醛是在一種水溶液中或是多聚甲醛。
5.如權利要求4所述的方法，其中，該甲醛的水溶液包括在大約30wt％和大約38.5wt％之間的甲醛。
6.如權利要求1所述的方法，其中，該鹼性催化劑是選自下組，其構成為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鋇及其水合物、以及它們的一個組合。
7.如權利要求6所述的方法，其中，該鹼性催化劑是氫氧化鈉。
8.如權利要求7所述的方法，其中，該氫氧化鈉的量是在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的量的大約1wt％和大約5wt％之間。
9.如權利要求8所述的方法，其中，該氫氧化鈉的量是為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的量的大約2wt％。
10.如權利要求1所述的方法，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚是在一種水性介質中。
11.如權利要求10所述的方法，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚的量是在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的量的大約5wt％和大約10wt％之間的範圍內。
12.如權利要求11所述的方法，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚的量是為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的量的大約5wt％。
13.如權利要求1所述的方法，其中，該反應混合物的化學反應是通過將該反應混合物的溫度調節為等於或小於大約50℃的一個溫度而終止的。
14.如權利要求13所述的方法，其中，該反應混合物的溫度被調節為等於或小於大約40℃的一個溫度。
15.如權利要求1所述的方法，其中，該化學反應是在當該反應混合物的耐水性是在大約300％和大約500％之間的範圍內時而終止的。
16.如權利要求1所述的方法，其中，該反應混合物的化學反應是通過將該反應混合物暴露於在大約50℃和大約90℃之間的範圍內的一個溫度下而引發的。
17.如權利要求16所述的方法，其中，該反應混合物被維持在大約85℃和大約95℃之間的一個溫度下持續大約0.5小時和大約1.5小時之間的範圍內的一個反應時段。
18.如權利要求17所述的方法，其中，允許該間苯二酚與該中間組合物在大約50℃和大約70℃之間的範圍內的一個溫度下進行反應。
19.如權利要求18所述的方法，其中，該溫度被維持在持續大約45分鐘和大約90分鐘之間的範圍內的一個反應時段。
20.如權利要求19所述的方法，其中，將該間苯二酚與該中間組合物的混合物被維持在大約60℃的一個溫度下持續大約60分鐘的一個時間段。
21.如權利要求20所述的方法，其中，水通過至少一種選自下組的方法從該反應混合物中被除去，該組的構成為真空蒸餾以及閃蒸。
22.如權利要求21所述的方法，其中，水通過真空蒸餾從該反應混合物中被除去。
23.如權利要求3所述的方法，其中從該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中除去的水的量使所得到的間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的粘度在大約25℃下處於大約2,000cps和大約20,000cps之間的範圍內。
24.如權利要求23所述的方法，從該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中除去的水的量使所得到的間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的粘度在大約25℃下為大約3,000cps。
25.如權利要求1所述的方法，其中，該中間組合物的含水量為該中間組合物的總重量的至少約50wt％。
26.如權利要求1所述的方法，進一步包括，d)向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入烷醇胺，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量在大約1wt％和大約15wt％之間的範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，由此形成包括一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
27.如權利要求26所述的方法，其中，該烷醇胺是NH2(C2H5OH)或NH(C2H5OH)2。
28.如權利要求26所述的方法，其中，該烷醇胺的量是基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的量在大約0.1wt％和大約5wt％之間的範圍內。
29.如權利要求26所述的方法，其中，包括該烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的混合物的溫度被調節為在大約50℃和大約70℃之間的範圍內的一個溫度。
30.如權利要求29所述的方法，其中，包括該烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的混合物的溫度被維持在持續大約45分鐘和大約90分鐘之間的範圍內的一個反應時段。
31.如權利要求30所述的方法，其中，包括該烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的混合物的溫度在60℃下被維持大約60分鐘的一個時間段。
32.如權利要求26所述的方法，進一步包括，將存在於該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂組合物中的至少一部分水除去。
33.一種改性酚醛樹脂組合物，該組合物通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性是在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，以便由此形成一種中間組合物；並且
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物。
34.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中該苯類酚是苯酚。
35.如權利要求34所述的樹脂組合物，其中該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
36.如權利要求34所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的耐水性保持實質恆定持續至少約1小時。
37.如權利要求34所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
38.如權利要求37所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
39.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該方法進一步包括將存在於該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中的至少一部分水除去。
40.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該鹼性催化劑是選自下組，其構成為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鋇及其水合物、以及它們的一個組合。
41.如權利要求40所述的樹脂組合物，其中，該鹼性催化劑是氫氧化鈉。
42.如權利要求41所述的樹脂組合物，其中，該氫氧化鈉的量是在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚量的大約1wt％和大約5wt％之間。
43.如權利要求42所述的樹脂組合物，其中，該氫氧化鈉的量是為了形成該反應混合物而結合的苯類酚量值的大約2wt％。
44.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚是在一種水性介質中。
45.如權利要求44所述的樹脂組合物，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚的量在為了形成該反應混合物而結合的苯類酚量值的大約5wt％和大約10wt％之間。
46.如權利要求45所述的樹脂組合物，其中，向該中間組合物中加入的間苯二酚的量是為了形成該反應混合物而結合的苯類酚量值的大約5wt％。
47.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該反應混合物的化學反應是通過將該反應混合物的溫度調節為等於或小於約50℃的一個溫度而終止的。
48.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該化學反應是當該反應混合物的耐水性在大約300％和大約500％之間的範圍內時而終止的。
49.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該化學反應是通過將該反應混合物暴露於大約50℃和大約90℃之間的範圍內的一個溫度下而引發的。
50.如權利要求49所述的樹脂組合物，其中，允許該間苯二酚與該中間組合物在大約50℃和大約70℃之間的範圍內的一個溫度下進行反應。
51.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該中間組合物的含水量為該中間組合物的總重量的至少約50wt％。
52.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該改性酚醛樹脂具有在25℃下大約2,000cps和大約20,000cps之間的範圍內的一個粘度。
53.如權利要求33所述的樹脂組合物，其中，該方法進一步包括向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間，由此該烷醇胺與該間苯二酚-改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種組合物。
54.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，該烷醇胺是NH2(C2H5OH)或NH(C2H5OH)2。
55.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，該烷醇胺的量是在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚量的大約0.1wt％和大約5wt％之間的一個範圍內。
56.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，相結合的烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的溫度被調節為在大約50℃和大約70℃之間的範圍內的一個溫度。
57.如權利要求56所述的樹脂組合物，其中，相結合的烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的溫度被維持在持續大約45分鐘和大約90分鐘之間的範圍內的一個反應時段。
58.如權利要求57所述的樹脂組合物，其中，相結合的烷醇胺以及該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物的溫度被維持在大約60℃下保持實質恆定持續大約60分鐘的時間段。
59.如權利要求57所述的樹脂組合物，其中，該方法進一步包括將存在於該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂組合物中的至少一部分水除去。
60.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚-乙醇胺改性的酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
61.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚-乙醇胺改性的酚醛樹脂的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
62.如權利要求53所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚-乙醇胺改性的酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
63.如權利要求62所述的樹脂組合物，其中，該間苯二酚-乙醇胺改性酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
64.製備一種磨料產品的一種方法，包括以下步驟
a)形成一種可固化的樹脂組合物，該組合物包括一種通過以下方法形成的改性酚醛樹脂組合物，該方法包括
i)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
ii)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物，以及
iii)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物；
b)使多個磨料顆粒與該可固化的樹脂組合物相接觸；並且
c)將該可固化的組合物固化以生產該磨料產品。
65.如權利要求64所述的方法，其中，形成該改性酚醛樹脂配製品的方法進一步包括向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
66.一種磨料產品，該磨料產品通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)形成一種可固化的樹脂組合物，該組合物包括一種通過以下方法形成的改性酚醛樹脂組合物，該方法包括
i)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
ii)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；並且
iii)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物；
b)使多個磨料顆粒與該可固化的樹脂組合物相接觸；並且
c)將該可固化的組合物固化以生產該磨料產品。
67.如權利要求66所述的磨料產品，其中，該苯類酚是苯酚。
68.如權利要求66所述的磨料產品，其中，形成該改性酚醛樹脂組合物的方法進一步包括向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，從而形成包括一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種改性酚醛樹脂組合物。
69.如權利要求66所述的磨料產品，其中該改性酚醛樹脂組合物的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
70.如權利要求66所述的磨料產品，其中，該改性的酚樹脂組合物的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
71.如權利要求66所述的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂組合物具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
72.如權利要求66所述的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂組合物具有100g該樹脂在大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
73.形成一種塗覆的磨料產品的一種方法，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂；
d)向一種磨料產品上塗覆一個可固化的塗層，該塗層包括該改性酚醛樹脂；並且
e)將該塗層固化，由此形成該塗覆的磨料產品。
74.形成一種塗覆的磨料產品的一種方法，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物；
d)向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，由此形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂；
e)向一種磨料產品上塗覆一個可固化的塗層，該塗層包括該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂；並且
f)將該塗層固化，由此形成該塗覆的磨料產品。
75.一種塗覆的磨料產品，該產品是通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性是在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂；
d)向一種磨料產品上塗覆一個可固化的塗層，該塗層包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂；並且
e)將該塗層固化，由此形成這種塗覆的磨料產品。
76.如權利要求75所述的塗覆的磨料產品，其中，該苯類酚是苯酚。
77.如權利要求75所述的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
78.如權利要求75所述的塗覆的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
79.如權利要求75所述的塗覆的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
80.如權利要求79所述的塗覆的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂具有在100g該樹脂大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
81.一種塗覆的磨料產品，該產品通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物；
d)向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，從而形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂；
e)向一種磨料產品上塗覆一個可固化的塗層，該塗層包括該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂；並且
f)將該塗層固化，由此形成該塗覆的磨料產品。
82.如權利要求81所述的塗覆的磨料產品，其中，該苯類酚是苯酚。
83.如權利要求81所述的塗覆的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
84.如權利要求81所述的塗覆的磨料產品，其中，該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
85.如權利要求81所述的塗覆的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
86.如權利要求85所述的塗覆的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
87.一種粘結的磨料產品，該產品通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂；
d)將包括該間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種可固化的樹脂組合物與多個磨料顆粒相結合；
d)使該可固化的樹脂組合物與多個磨料顆粒的混合物形成一種所希望的形狀；並且
e)將該可固化的樹脂組合物固化，由此形成該粘結的磨料產品。
88.如權利要求87所述的粘結的磨料產品，其中，該苯類酚是苯酚。
89.如權利要求87所述的粘結的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
90.如權利要求87所述的粘結的磨料產品，其中，該間苯二酚改性的酚醛樹脂的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
91.一種粘結的磨料產品，該產品通過以下方法形成，該方法包括以下步驟
a)將一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚相結合以形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時終止該反應混合物的化學反應，由此形成一種中間組合物；
c)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應，以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物；
d)向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，由此形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂；
e)將包括該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的一種可固化的樹脂組合物與多個磨料顆粒相結合；
f)使該可固化的樹脂組合物與多個磨料顆粒的混合物形成一種所希望的形狀；以及
g)將該可固化的樹脂組合物固化，由此形成該粘結的磨料產品。
92.如權利要求91所述的粘結的磨料產品，其中，該苯類酚是苯酚。
93.如權利要求91所述的粘結的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂的粘度保持實質恆定持續至少約1小時。
94.如權利要求91所述的粘結的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂的耐水性獨立地保持實質恆定持續至少約1小時。
95.如權利要求91所述的粘結的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.01wt％和大約0.3wt％之間的一個游離甲醛含量。
96.如權利要求95所述的粘結的磨料產品，其中，該改性酚醛樹脂具有100g該樹脂在大約0.05wt％和大約0.2wt％之間的一個游離甲醛含量。
97.形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂配製品的一種方法，該配製品具有一個減小的甲醛含量，該方法包括以下步驟
a)使以下物質相結合，
i.在水中的甲醛
ii.苯酚，它與甲醛的摩爾比在大約1∶1和1∶2.3之間的範圍內，
iii.氫氧化鈉，其量值在按苯酚重量計的大約1％和約5％之間的範圍內，
由此形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)將該反應混合物的溫度調節至具有在大約85℃和大約95℃之間的範圍內的一個溫度；
c)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時，通過將該溫度降低至等於或低於大約50℃的溫度下而終止該反應混合物的反應，以便由此形成一種中間組合物；
d)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間；
e)將該間苯二酚與該中間組合物的混合物的溫度調節至在大約55℃和大約65℃之間的一個溫度，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應；並且
f)通過真空蒸餾從一種從步驟e)得到的反應混合物中除去至少一部分水，由此得到一種間苯二酚改性的酚醛樹脂配製品，該配製品在大約25℃下具有在大約2000cps和大約20,000cps之間的一個粘度，由此形成這種間苯二酚改性的酚醛樹脂配製品。
98.形成一種烷醇胺-間苯二酚改性的酚醛樹脂配製的一種方法，該配製品具有一個減小的甲醛含量，該方法包括以下步驟
a)使以下物質相結合，
i.多聚甲醛，
ii.苯酚，它與甲醛的摩爾比在大約1∶1和1∶2.3之間的範圍內，
iii.氫氧化鈉，其量值在按苯酚重量計的大約1％和約5％之間的範圍內，
由此形成一種反應混合物從而進行化學反應；
b)將該反應混合物的溫度調節為具有在大約85℃和大約95℃之間的範圍內的一個溫度；
c)當該反應混合物的耐水性在大約150％和大約1000％之間的一個範圍內時，通過將該溫度降低至等於或低於大約50℃的溫度而終止該反應混合物的反應，以便由此形成一種中間組合物；
d)向該中間組合物中加入間苯二酚，其量值在基於為了形成該反應混合物而結合的苯酚重量的大約1wt％和大約15wt％之間；
e)將該間苯二酚與該中間組合物的混合物的溫度調節至在大約55℃和大約65℃之間的一個溫度，由此該間苯二酚與該中間組合物進行化學反應以形成包括一種間苯二酚改性的酚醛樹脂的一種組合物；
f)向該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物中加入一種烷醇胺，其量值為基於為了形成該反應混合物而結合的苯類酚的重量的大約0.1wt％和大約15wt％之間的一個範圍內；並且
g)將該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物相結合的混合物的溫度調節至在大約55℃和大約65℃之間的範圍內的一個溫度，由此該烷醇胺與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行化學反應，由此得到一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂配製品，該酚醛樹脂配製品具有在大約25℃下在大約2,000cps和大約20,000cps之間的範圍內的一個粘度。
全文摘要
通過使一種鹼性催化劑、甲醛、水以及一種苯類酚進行反應以形成一種中間組合物、隨後向該中間組合物中加入間苯二酚以減小游離甲醛的存在而形成一種間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物。可任選地，可以結合一種烷醇胺並使其與該間苯二酚改性的酚醛樹脂組合物進行反應以形成一種間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂組合物。該間苯二酚改性的酚醛樹脂的以及該間苯二酚-烷醇胺改性的酚醛樹脂的組合物可以用於塗覆具有相對低的游離甲醛含量的磨料產品。
文檔編號C09D161/14GK101802036SQ200880106651
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月19日 優先權日2007年9月21日
發明者A·H·普利巧拉, A·K·賽斯胡, K·M·達斯, J·弗馬, O·P·Y·莫爾, P·埃斯皮爾德 申請人:聖戈班磨料磨具有限公司, 法國聖戈班磨料磨具公司