Способ формирования структурированного абразивного изделия

Способ формирования структурированного абразивного изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение в целом имеет отношение к созданию способов и систем для формирования структурированных абразивных изделий.

Предпосылки к созданию изобретения

Абразивные изделия, такие как абразивные гибкие инструменты (абразивы, нанесенные на подложку) и связанные абразивы (абразивы на связке), используют в различных отраслях промышленности для различной механической обработки заготовок, такой как притирка, шлифовка или полировка. Механическая обработка с использованием абразивных изделий получила широкое промышленное распространение начиная от оптической промышленности, ремонта и окраски в автомобильной промышленности и заканчивая производством металлов. В каждом из этих примеров производственное оборудование с абразивами используют для снятия слоя материала заготовки или изменения характеристик поверхности изделий.

Характеристики поверхности включают в себя блеск, текстуру и однородность. Например, изготовители металлических компонентов используют абразивные изделия для очистки и полирования поверхностей, и часто желают получить равномерно (однородно) гладкую поверхность. Аналогично изготовители оптических компонентов используют абразивные изделия для изготовления не имеющих дефектов поверхностей, чтобы исключить дифракцию и рассеяние света.

Изготовители также желают иметь абразивные изделия, которые обеспечивают высокую интенсивность съема припуска в некоторых применениях. Однако часто приходится искать компромисс между интенсивностью съема припуска и качеством поверхности. Абразивные изделия с мелким зерном (тонкозернистые абразивные изделия) обычно позволяют получать более гладкие поверхности, однако они обеспечивают более низкую интенсивность съема припуска. Более низкая интенсивность съема припуска ведет к снижению производительности и повышает издержки производства.

Изготовители абразивных изделий, особенно абразивных гибких инструментов, применяют поверхностные структуры для улучшения интенсивности съема припуска при одновременном сохранении высокого качества поверхности. Абразивные гибкие инструменты, имеющие поверхностные структуры или рисунок в виде выступающих абразивных слоев, которые часто называют конструированными или структурированными абразивами, типично обладают повышенной эксплуатационной долговечностью.

Однако типичные технологии формирования структурированных абразивных изделий являются ненадежными и страдают качественными ограничениями. Типичный процесс формирования структурированного абразивного изделия предусматривает покрытие подложки вязким связующим материалом, покрытие вязкого связующего материала функциональным порошком и тиснение или накатку структурных рисунков в вязком связующем материале. Функциональный порошок не позволяет прилипать связующему материалу к инструментам для нанесения рисунка. После проведения указанных операций производят отверждение связующего материала.

Дефекты покрытия вязкого связующего материала функциональным порошком ведут к прилипанию связующего материала к инструментам для нанесения рисунка. Прилипание связующего материала приводит к получению плохих структур, что ведет к ухудшению характеристик продукта и к потере продукта.

Выбор связующих материалов, подходящих для типичных технологий формирования структурированных абразивов, ограничен технологическим процессом. Типичные связующие материалы содержат большую загрузку (имеют высокое содержание) традиционных наполнителей, что повышает вязкость связующего материала. Такие традиционные наполнители воздействуют на механические характеристики связующего материала. Например, большая загрузка традиционных наполнителей может отрицательно влиять на такие характеристики связующего материала, как предел прочности при растяжении, модуль Юнга и относительное удлинение при разрыве. Плохие механические характеристики связующего материала, допускающие потерю абразивных зерен, ведут к появлению царапин и матовости на поверхностях и снижают срок службы абразивного изделия.

Потеря зерен также ухудшает рабочие характеристики абразивных изделий, что повышает частоту замены изделий. Частая замена абразивного изделия дорого обходится предприятиям-изготовителям. Таким образом, желательно иметь улучшенные абразивные изделия и способы изготовления абразивных изделий

Сущность изобретения

Предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает покрытие подложки композицией связующего материала, частичное отверждение композиции связующего материала и формирование (образование) рисунка в частично отвержденной композиции связующего материала.

В соответствии с другим вариантом предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает покрытие подложки абразивной суспензией, которая содержит связующий материал и абразивные зерна, частичное отверждение абразивной суспензии и образование рисунка в частично отвержденной абразивной суспензии.

В соответствии с еще одним вариантом предлагается способ формирования структурированного абразивного изделия, который предусматривает частичное отверждение композиции связующего материала до индекса вязкости по меньшей мере около 1.1, образование рисунка структур в частично отвержденной композиции связующего материала и дополнительное отверждение частично отвержденной композиции связующего материала.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано примерное абразивное изделие.

На фиг.2 показано примерное устройство для изготовления структурированного абразивного изделия.

Подробное описание изобретения

Предлагается способ формирования абразивного изделия, такого как структурированное абразивное изделие, который предусматривает покрытие подложки композицией связующего материала, частичное отверждение композиции связующего материала и образование рисунка в частично отвержденной композиции связующего материала. Композиция связующего материала может быть введена в абразивную суспензию, которая содержит композицию связующего материала и абразивные зерна. Суспензия может быть нанесена на покрытие. В соответствии с примерным вариантом композицию связующего материала частично отверждают до индекса вязкости по меньшей мере около 1.1. Способ дополнительно может предусматривать полное отверждение имеющей рисунок (фигурной) и частично отвержденной композиции связующего материала. В примерном варианте композиция связующего материала представляет собой нанокомпозитную композицию связующего материала.

Конструированные или структурированные абразивы обычно содержат рисунок абразивных структур, расположенных на подложке или опоре. Примерные структурированные абразивы раскрыты в патенте США No. 6,293,980. Примерный вариант конструированного или структурированного абразива показан на фиг.1. Структурированный абразив имеет подложку 102 и слой 104, содержащий абразивные зерна. Как правило, слой 104 является фигурным для образования поверхностных структур 106.

Подложка 102 может быть гибкой или жесткой. Подложка 102 может быть изготовлена из любого числа различных материалов, в том числе и таких, которые обычно используют в качестве подложек при изготовлении абразивных гибких инструментов. Примерная гибкая подложка содержит полимерную пленку (например, пленку с печатью), такую как полиолефиновая пленка (например, из полипропилена, в том числе из биаксиально ориентированного полипропилена), полиэфирную пленку (например, из полиэтилен терефталата), полиамидную пленку или целлюлозную эфирную пленку; металлическую фольгу; сетку; вспененный материал (например, природный пористый материал или пеноуретан); ткань (например, ткань, изготовленную из волокон или пряжи, содержащих полиэфир, найлон, шелк, хлопок, поли-хлопок или искусственное волокно); бумагу; вулканизированную бумагу; вулканизат; фибру, нетканый материал; или их комбинации; или их обработанные варианты. Подложка из ткани может быть тканой или соединенной стежками. В соответствии со специфическими примерами подложку выбирают из группы, в которую входят бумага, полимерная пленка, ткань, хлопок, поли-хлопок, искусственное волокно, полиэфир, поли-найлон, вулканизат, фибра, металлическая фольга, а также их комбинации. В соответствии с другими примерами, подложка содержит пленку из полипропилена или пленку из полиэтилен терефталата (PET).

Подложка 102 при необходимости может иметь по меньшей мере один слой, выбранный из группы, в которую входят насыщенный слой, передний размерный слой или задний размерный слой. Эти слои типично служат для уплотнения подложки 102 или для защиты пряжи или волокон в подложке 102. Если подложка 102 изготовлена из тканного материала, то типично используют по меньшей мере один из указанных слоев. Добавление переднего размерного слоя или заднего размерного слоя позволяет дополнительно получить более гладкую поверхность на передней или задней стороне подложки. При необходимости могут быть также использованы и другие известные слои (например, слой стяжки; см., например, патент США No. 5,700,302).

Антистатический материал может быть включен в средства обработки ткани для подложки. Добавление антистатического материала снижает тенденцию накопления абразивным гибким инструментом статического электричества при обработке дерева и других аналогичных материалов. Дополнительная информация относительно антистатических подложек и их обработки может быть почерпнута, например, в патентах США Nos. 5,108,463; 5,137,542; 5,328,716; и 5,560,753.

Подложка 102 может быть изготовлена из упрочненного волокном термопласта, что описано, например, в патенте США No. 5,417,726; или может быть выполнена в виде бесконечного не имеющего сращиваний ремня, что описано, например, в патенте США No. 5,573,619. Аналогично подложка 102 может быть выполнена в виде полимерной основы, имеющей выступающие из нее крючки, что описано, например, в патенте США No. 5,505,747. Аналогично подложка 102 может быть выполнена в виде петли ткани, что описано, например, в патенте США No. 5,565,011.

В соответствии с некоторыми другими примерами чувствительный к давлению клей введен в заднюю сторону абразивного гибкого инструмента, так что полученный абразивный гибкий инструмент может быть закреплен на подушке. Примерный чувствительный к давлению клей содержит каучуковый латекс, канифоль, акриловый полимер или сополимер, в том числе полиакрилат эфир (например, поли(бутил акрилат)), винил эфир (например, поли(винил n-бутил эфир)), алкидный клей, резиновый клей (например, натуральный каучук и хлоркаучук) или их смеси.

Примерная жесткая подложка содержит металлическую пластину, керамическую пластину или другой аналогичный элемент. Другой пример подходящей жесткой подложки описан, например, в патенте США No. 5,417,726.

Слой 104 может быть образован в виде одного или нескольких слоев покрытия. Например, слой 104 может содержать структурное покрытие и, возможно, размерное покрытие. Слой 104 обычно содержит абразивные зерна и связующий материал. В соответствии с одним примерным вариантом абразивные зерна перемешаны с композицией связующего материала для образования абразивной суспензии. Альтернативно абразивные зерна наносят (вводят) в связующий материал после нанесения связующего материала в виде покрытия на подложку 102. При необходимости функциональный порошок может быть нанесен поверх слоя 104, чтобы исключить прилипание слоя 104 к инструменту, создающему рисунок. Альтернативно рисунок может быть образован в слое 104, не содержащем функционального порошка.

Связующий материал структурного покрытия или размерного покрытия может быть образован из одного полимера или из смеси полимеров. Например, связующий материал может быть образован из эпоксидной смолы, полиакрилата или их комбинации. Кроме того, связующий материал может содержать наполнитель, такой как наноразмерный наполнитель, или комбинацию наноразмерного наполнителя и микроноразмерного наполнителя. В соответствии со специфическим вариантом связующий материал представляет собой коллоидный связующий материал, в котором композиция, которую отверждают для образования связующего материала, представляет собой коллоидную суспензию, содержащую порошковый наполнитель. Альтернативно или дополнительно связующий материал может быть нанокомпозитным связующим материалом, который содержит субмикронный порошковый наполнитель.

Структурированное абразивное изделие 100 при необходимости может содержать податливое покрытие и заднее покрытие (не показаны). Эти покрытия могут выполнять описанную здесь выше функцию и могут быть образованы из композиций связующего материала.

Связующий материал обычно имеет полимерную матрицу, которая связывает абразивные зерна с подложкой или податливым покрытием, если оно есть. Типично связующий материал образован из отвержденной композиции связующего материала. В соответствии с примерным вариантом композиция связующего материала содержит полимерный компонент и дисперсную фазу.

Композиция связующего материала может содержать одну или несколько реакционных структурных составляющих или полимерных структурных составляющих для приготовления полимера. Полимерная структурная составляющая может содержать мономерные молекулы, полимерные молекулы, а также их комбинации. Композиция связующего материала может дополнительно содержать компоненты, выбранные из группы, в которую входят растворители, пластификаторы, агенты переноса цепи, катализаторы, стабилизаторы, диспергирующие агенты, отверждающие агенты, медиаторы реакции и агенты изменения текучести дисперсии.

Полимерные структурные составляющие могут образовывать термопласты или реактопласты. В качестве примера можно указать, что полимерные структурные составляющие могут содержать мономеры и смолы для образования полиуретана, полимочевины, полимеризованной эпоксидной смолы, полиэфира, полиимида, полисилоксанов (силиконов), полимеризованного алкида, сополимера бутадиена и стирола, сополимера акрилонитрила и бутадиена или, вообще говоря, химически активных смол для производства термореактивных полимеров. В качестве другого примера можно указать, что структурные составляющие содержат акрилатную или метакрилатную полимерную структурную составляющую. Предшественник полимерных структурных составляющих типично представляет собой отверждаемый органический материал (то есть полимер, мономер или материал, способный к полимеризации или сшиванию при воздействии теплоты или другого источника энергии, такого как электронный пучок, ультрафиолетовое излучение, излучение в видимой области спектра и т.п., или со временем при добавлении химического катализатора, влаги или другого агента, который заставляет полимер отверждаться или полимеризоваться). Примерный предшественник полимерной структурной составляющей содержит реактивную структурную составляющую для образования амино полимера или аминопласт полимера, такую как алкилированный форм-мочевина полимер, форм-меламин полимер и алкилированный форм-бензогуанамин полимер; акрилат полимер, который содержит акрилат и метакрилат полимер, алкил акрилат, акрилатную эпоксидную смолу, акрилатный уретан, акрилатный полиэфир, виниловый эфир, акрилатное масло или акрилатный силикон; алкидный полимер, такой как уретан алкидный полимер; полиэфирный полимер; химически активный уретановый полимер; фенольный полимер, такой как резол и новолак; фенольный/ латексный полимер; эпоксидный полимер, такой как дифенол эпоксидный полимер; изоцианат; изоцианурат; полисилоксановый полимер, в том числе алкилалкоксисилановый полимер; или химически активный виниловый полимер. Композиция связующего материала может содержать мономер, олигомер, полимер, а также их комбинации. В соответствии со специфическим вариантом композиция связующего материала содержит мономеры по меньшей мере двух типов полимеров, которые при отверждении могут образовывать поперечную (межмолекулярную) связь. Например, композиция связующего материала может содержать эпоксидные структурные составляющие и акриловые структурные составляющие, которые при отверждении образуют эпоксидный/ акриловый полимер.

В соответствии с примерным вариантом полимерные реакционные компоненты содержат анионно и катионно полимеризуемые предшественники. Например, композиция связующего материала может содержать по меньшей мере один катионно отверждаемый компонент, например, по меньшей мере один циклический эфирный компонент, циклический лактоновый компонент, циклический ацетальный компонент, циклический тиоэфирный компонент, спиро ортоэфирный компонент, эпоксидный (эпокси) функциональный компонент или оксетановый (оксетан) функциональный компонент. Типично композиция связующего материала содержит по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, в которую входят эпоксидные функциональные компоненты и оксетановые функциональные компоненты. Композиция связующего материала может содержать в пересчете на полный вес композиции связующего материала по меньшей мере около 10 вес.% катионно отверждаемых компонентов, например по меньшей мере около 20 вес.%, типично по меньшей мере около 40 вес.%, или по меньшей мере около 50 вес.%. Как правило, композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиция связующего материала ориентировочно не более 95 вес.% катионно отверждаемых компонентов, например ориентировочно не более 90 вес.%, ориентировочно не более 80 вес.% или ориентировочно не более 70 вес.%.

Композиция связующего материала может содержать по меньшей мере один эпокси-функциональный компонент, например ароматический эпокси-функциональный компонент ("ароматическая эпокидная смола") или алифатический эпокси-функциональный компонент ("алифатическая эпокидная смола"). Эпокси-функциональные компоненты представляют собой компоненты, которые содержат одну или несколько эпокси групп, то есть одну или несколько трехэлементных кольцевых структур (оксиранов).

Ароматические эпоксидные компоненты содержат одну или несколько эпокси групп и одно или несколько ароматических колец. Композиция связующего материала может содержать один или несколько ароматических эпоксидных компонентов. Примерный ароматический эпоксидный компонент содержит ароматическую эпоксидную смолу, производную от полифенола, например от бисфенолов, таких как бисфенол А (4,4'-изопропилидендифенол), бисфенол F (бис[4-гидроксифенил]метан), бисфенол S (4,4'-сульфонилдифенол), 4,4'-циклогекесилиденбисфенол, 4,4'-бифенол, или 4,4'-(9-флуоринилиден)дифенол. Бисфенол может быть алкоксилирован (например, этоксилирован или пропоксилирован) или галогенизирован (например, бромирован). В качестве примеров бисфенольных эпоксидных смол можно привести бисфенол диглицидилэфиры, такие как диглицидилэфир Бисфенола А или Бисфенола F.

Дополнительным примером ароматической эпоксидной смолы является трифенилолметан триглицидилэфир, 1,1,1-трис(р-гидроксифенил)этан триглицидилэфир, или ароматическая эпоксидная смола, производная от монофенола, например от резорцина (например, резорцин диглицидилэфир) или от гидрохинона (например, гидрохинон диглицидилэфир). Другим примером является нонилфенил глицидилэфир.

Кроме того, примером ароматической эпоксидной смолы является эпоксидный новолак, например фенол эпоксидный новолак и крезол эпоксидный новолак. В качестве примеров имеющихся в продаже образцов крезол эпоксидного новолака можно привести EPICLON N-660, N-665, N-667, N-670, N-673, N-680, N-690 или N-695, выпускаемые фирмой Dainippon Ink and Chemicals, Inc. В качестве примеров имеющихся в продаже образцов фенол эпоксидного новолака можно привести EPICLON N-740, N-770, N-775 или N-865, выпускаемые фирмой Dainippon Ink and Chemicals, Inc.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала может содержать в пересчете на полный вес композиции связующего материала по меньшей мере 10 вес.% одной или нескольких ароматических эпоксидных смол.

Алифатические эпоксидные компоненты имеют одну или несколько эпокси групп и не содержат ароматических колец. Композиция связующего материала может содержать одну или несколько алифатических эпоксидных смол. Примером алифатической эпоксидной смолы является глицидилэфир С2-С30 алкила; 1,2 эпоксидная смола С3-С30 алкила; моно- или мультиглицидилэфир алифатического спирта или полиола, такой как 1,4-бутандиол, неопентил гликоль, циклогексан диметанол, дибромо неофенил гликоль, триметилол пропан, политетраметилен оксид, полиэтилен оксид, полипропилен оксид, глицерин, и алкоксилированные алифатические спирты; или полиолы.

В соответствии с одним из вариантов алифатическая эпоксидная смола содержит одну или несколько циклоалифатических кольцевых структур. Например, алифатическая эпоксидная смола может иметь одну или несколько циклогексановых оксидных структур, например две циклогексановые оксидные структуры. Примером алифатической эпоксидной смолы, содержащей кольцевую структуру, является гидрогенизированный бисфенол А диглицидилэфир, гидрогенизированный бисфенол F диглицидилэфир, гидрогенизированный бисфенол S диглицидилэфир, бис(4-гидроксициклогексил)метан диглицидилэфир, 2,2-бис(4-гидроксициклогексил)пропан диглицидилэфир, 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, 3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил-3,4-эпокси-6-метилциклогексанкарбоксилат, ди(3,4-эпоксициклогексилметил)гександиоат, ди(3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил) гександиоат, этилен-бис(3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат), этандиолди(3,4-эпоксициклогексилметил) эфир, или 2-(3,4-эпоксициклогексил-5,5-спиро-3,4-эпокси)циклогексан-1,3-диоксан. Примеры алифатической эпоксидной смолы приведены также в патенте США No. 6,410,127.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала, по меньшей мере около 5 вес.% одной или нескольких алифатических эпоксидных смол, например по меньшей мере около 10 вес.% или по меньшей мере около 20 вес.% алифатической эпоксидной смолы. Как правило, композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала ориентировочно не более 70 вес.% алифатической эпоксидной смолы, например ориентировочно не более 50 вес.%, ориентировочно не более 40 вес.%.

Типично композиция связующего материала содержит один или несколько моно или поли глицидилэфиров алифатических спиртов, алифатических полиолов или полиэфирполиолов. Примером такого компонента является 1,4-бутандиолдиглицидилэфир, глицидилэфир полиоксиэтилена или полиоксипропилен гликоль или триол с молекулярной массой ориентировочно от 200 до 10000; глицидилэфир политетраметилен гликоля или поли(оксиэтилен-оксибутилен) случайные или блок-сополимеры. В качестве примеров имеющихся в продаже глицидилэфиров можно привести полифункциональные глицидилэфиры, такие как Heloxy 48, Heloxy 67, Heloxy 68, Heloxy 107 и Grilonit F713; или монофункциональные глицидилэфиры, такие как Heloxy 71, Heloxy 505, Heloxy 7, Heloxy 8 и Heloxy 61 (продаваемые фирмой Resolution Performances, www.resins.com).

Композиция связующего материала может содержать ориентировочно от 3 вес.% до 40 вес.%, типично ориентировочно от 5 вес.% до 20 вес.% моно- или полиглицидилэфиров алифатического спирта, алифатического полиола или полиэфирполиола.

Композиция связующего материала содержать один или несколько оксетан-функциональных компонентов ("оксетанов"). Оксетаны представляют собой компоненты, имеющие одну или несколько оксетановых групп, то есть одну или несколько четырехэлементных кольцевых структур, содержащих один кислородный и три углеродных элемента.

Примерные оксетаны содержат компоненты, имеющие следующую формулу:

в которой

Q1 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метил, этил, пропил или бутил группа), фторалкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, аллиловую группу, ариловую группу, фуриловую группу или тиениловую группу;

Q2 представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метилен, этилен, пропилен или бутилен группа), или алкиленовую группу, имеющую эфирную связь, например оксиалкиленовую группу, такую как оксиэтилен, оксипропилен или оксибутилен группа;

Z представляет собой атом кислорода или атом серы; и

R2 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода (такую как метил группа, этил группа, пропил группа или бутил группа), алкильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как 1-пропенил группа, 2-пропенил группа, 2-метил-1-пропенил группа, 2-метил-2-пропенил группа, 1-бутенил групп, 2-бутенил группа или 3-бутенил группа), арильную группу, имеющую 6-18 атомов углерода (такую как фенил группа, нафтил группа, отранил группа или фенантил группа), замещенную или незамещенную аралкильную группу, имеющую 7-18 атомов углерода (такую как бензил группа, фторбензил группа, метокси бензил групп, фенэтил группа, стирил группа, циннамил группа, этокси бензил группа), арилоксикильную группу (такую как феноксиметил группа или феноксиэтил группа), алкилкарбонильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этилкарбонильная группа, пропилкарбонильная группа или бутилкарбонильная группа), алкокси карбонильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этоксикарбонильная группа, пропоксикарбонильная группа или бутоксикарбонильная группа), N-алкилкарбамоильную группу, имеющую 2-6 атомов углерода (такую как этилкарбамоил группа, пропилкарбамоил группа, бутилкарбамоил группа или пентилкарбамоил группа), или полиэфирную группу, имеющую 2-1000 атомов углерода. Особенно полезный оксетан представляет собой 3-этил-3-(2-этилгексилоксиметил) оксетан.

В дополнение к одному или нескольким катионно отверждаемым компонентам или вместо них композиция связующего материала может содержать один или несколько свободных радикальных отверждаемых компонентов, например один или несколько свободных радикальных полимеризуемых компонентов, имеющих одну или несколько этиленно ненасыщенных групп, таких как (мет)акрилат (то есть акрилат или метакрилат) функциональные компоненты.

В качестве примеров монофункциональных этиленно ненасыщенных компонентов можно привести акриламид, N,N-диметилакриламид, (мет) акрилоилморфолин, 7-амино-3,7-диметилоктил (мет)акрилат, изобутоксиметил(мет) акриламид, изоборнилоксиэтил (мет)акрилат, изоборнил (мет)акрилат, 2-этилгексил (мет)акрилат, этилдиэтилен гликоль (мет) акрилат, t-октил (мет)акриламид, диацетон (мет)акриламид, диметиламиноэтил (мет)акрилат, диэтиламиноэтил (мет)акрилат, лаурил (мет)акрилат, дициклопентадиен (мет)акрилат, дициклопентенилоксиэтил (мет)акрилат, дициклопентенил (мет)акрилат, N,N-диметил(мет)акриламидтетра хлорфенил (мет)акрилат, 2-тетрахлорфеноксиэтил (мет)акрилат, тетрагидрофурфурил (мет)акрилат, тетра бромофенил (мет)акрилат, 2-тетрабромофеноксиэтил (мет)акрилат, 2-трихлорофеноксиэтил (мет)акрилат, трибромофенил (мет)акрилат, 2-трибромофеноксиэтил (мет)акрилат, 2-гидроксиэтил (мет)акрилат, 2-гидроксипропил (мет)акрилат, винилкапролактам, N-винилпирролидон, феноксиэтил (мет)акрилат, бутоксиэтил (мет)акрилат, пентахлорфенил (мет)акрилат, пентабромофенил (мет)акрилат, полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, борнил (мет)акрилат, метилтриэтилен дигликоль (мет)акрилат, а также их комбинации.

В качестве примеров полифункциональных этилено ненасыщенных компонентов можно привести этилен гликоль ди(мет)акрилат, дициклопентенил ди(мет)акрилат, триэтилен гликоль диакрилат, тетраэтилен гликоль ди(мет)акрилат, трициклодекандиилдиметилен ди(мет)акрилат, триметилолпропан три(мет)акрилат, этоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат, пропоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат, трипропилен гликоль ди(мет)акрилат, неопентил гликоль ди(мет)акрилат, оба конечных аддукта (мет)акриловой кислоты бисфенола А диглицидилэфира, 1,4-бутандиол ди(мет)акрилат, 1,6-гександиол ди(мет)акрилат, полиэтилен гликоль ди(мет)акрилат, функциональные производные пентаэритритол (мет)акрилата (например, пентаэритритол три(мет)акрилат, пентаэритритол тетра(мет)акрилат, дипентаэритритол гекса(мет)акрилат, дипентаэритритол пента(мет)акрилат или дипентаэритритол тетра(мет)акрилат), дитриметилолпропан тетра(мет)акрилат, этоксилированный бисфенол А ди(мет)акрилат, пропоксилированный бисфенол А ди(мет)акрилат, этоксилированный гидрогенизированный бисфенол А ди(мет)акрилат, пропоксилированный - модифицированный гидрогенизированный бисфенол А ди(мет)акрилат, этоксилированный бисфенол F ди(мет)акрилат, а также их комбинации.

В соответствии с одним из вариантов композиция связующего материала содержит один или несколько компонентов, имеющих по меньшей мере 3 (мет)акрилатные группы, например, от 3 до 6 (мет)акрилатных групп или от 5 до 6 (мет)акрилатных групп.

В соответствии со специфическими вариантами композиция содержит, в пересчете на полный вес композиции связующего материала, по меньшей мере около 3 вес.% одного или нескольких свободных радикальных полимеризуемых компонентов, например по меньшей мере около 5 вес.% или по меньшей мере около 9 вес.%. Как правило, непрерывная фаза содержит ориентировочно не более 50 вес.% свободных радикальных полимеризуемых компонентов, например ориентировочно не более 35 вес.%, ориентировочно не более 25 вес.%, ориентировочно не более 20 вес.% или ориентировочно не более 15 вес.%.

Как правило, полимерные реакционные структурные составляющие или их предшественники имеют в среднем по меньшей мере две функциональные группы, например в среднем по меньшей мере 2.5 или по меньшей мере 3.0 функциональные группы. Например, эпоксидный предшественник может иметь 2 или больше эпокси функциональных групп. В соответствии с другим примером акриловый предшественник может иметь 2 или больше метакрилатных функциональных групп.

Неожиданно было обнаружено, что композиция связующего материала, которая содержит компонент, имеющий полиэфирную основную цепь, показывает отличные механические (прочностные) свойства после отверждения композиции связующего материала. В качестве примеров состава, имеющего полиэфирную основную цепь, можно привести политетраметилендиол, глицидилэфир политетраметилендиола, акрилат политетраметилендиола, политетраметилендиол, содержащий одну или несколько поликарбонатных групп, а также их комбинации. В одном из вариантов композиция связующего материала содержит от 5 вес.% до 20 вес.% состава, имеющего полиэфирную основную цепь.

Композиция связующего материала также может содержать катализаторы и инициаторы. Например, катионоактивный инициатор может катализировать реакции между катионоактивными полимеризуемыми структурными составляющими. Радикальный инициатор может активизировать свободно радикальную полимеризацию радикально полимеризуемых структурных составляющих. Инициатор может быть активирован за счет тепловой энергии или актиничного излучения. Например, инициатор может содержать катионоактивный фотоинициатор, который катализирует катионоактивные реакции полимеризации при воздействии на него актиничного излучения. В соответствии с другим примером инициатор может содержать радикальный фотоинициатор, который инициирует реакции свободно радикальной полимеризации при воздействии на него актиничного излучения. Актиничное излучение представляет собой излучение с частицами или без них и включает в себя излучение электронного пучка и электромагнитное излучение. В соответствии со специфическим вариантом электромагнитное излучение представляет собой излучение, имеющее по меньшей мере одну длину волны в диапазоне ориентировочно от 100 нм до 700 нм и, в частности, длины волн в ультрафиолетовой области спектра электромагнитного излучения.

Как правило, катионоактивные фотоинициаторы представляют собой материалы, которые образуют активные разновидности при воздействии актиничного излучения и которые способны по меньшей мере частично полимеризовать эпоксидные смолы или оксетаны. Например, катионоактивный фотоинициатор может при воздействии актиничного излучения образовывать катионы, которые могут инициировать реакции катионно полимеризуемых компонентов, таких как эпоксидные смолы или оксетаны.

В качестве примеров катионоактивных фотоинициаторов можно привести ониевые соли с анионами слабой нуклеофильности, такие как галониевая соль, иодониевая соль или сульфониевая соль, описанные в заявке на Европейский патент ЕР 153904 и в публикации WO 98/28663, сульфоксониевая соль, описанная, например, в выложенных заявках на Европейский патент ЕР 35969, 44274, 54509 и 164314, или диазониевая соль, описанная, например, в патентах США 3,708,296 и 5,002,856. В качестве другого примера катионоактивного фотоинициатора можно привести металлоценовую соль, описанную, например, в выложенных заявках на Европейский патент ЕР 94914 и 94915.

В соответствии с примерными вариантами композиция связующего материала содержит один или несколько фотоинициаторов, имеющих формулу (1) или (2):

в которых

Q3 представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 18 атомов углерода, или алкоксильную группу, имеющую от 1 до 18 атомов углерода;

М представляет собой атом металла, например сурьмы;

Z представляет собой атом галогена, например фтора; и

t представляет собой валентное число металла, например 5 в случае сурьмы.

В соответствии со специфическими примерами композиция связующего материала содержит в пересчете на полный вес композиции связующего материала ориентировочно от 0.1 вес.% до 15 вес.% одного или нескольких катионоактивных фотоинициаторов, например ориентировочно от 1 вес.% до 10 вес.%.

Типично фотоинициатор в виде ониевой соли содержит иодониевую комплексную соль или сульфониевую комплексную соль. Полезные ароматические ониевые комплексные соли описаны, например, в патенте США No. 4,256,828. Примерная ароматическая иодониевая комплексная соль содержит диарилиодоний гексафторфосфат или диарилиодоний гексафторантимонат. Примерная ароматическая сульфониевая комплексная соль содержит трифенил сульфоний гексафторантимонат, р-фенил(тиофенил)дифенил сульфоний гексафторантимонат или сульфоний (тиоди-4,1-фенилен)бис(дифенил-бис((ОС-6-11) гексафторантимонат)).

Ароматические ониевые соли типично являются фоточувствительными только в ультрафиолетовой области спектра. Однако они могут быть сенсибилизированы в ближней ультрафиолетовой области спектра и в оптической области спектра при помощи сенсибилизаторов с известными органическими галогенными структурными составляющими. Примерный сенсибилизатор, который содержит ароматический амин или окрашенный ароматический полициклический углеводород, описан, например, в патенте США No. 4,250,053.

Подходящие активируемые излучением органометаллические комплексные соли описаны, например, в патентах США Nos. 5,059,701; 5,191.101; и 5,252,694. Примерная органометаллическая комплексная соль, которую используют в качестве активируемого излучением инициатора, содержит: (η⁶-бензол) (η⁵-циклопентадиенил)

Fe⁺¹ SbF₆ ^-, (η⁶-толуол) (η⁵-циклопентадиенил)Fe⁺¹ AsF₆ ^-, (η⁶-ксилен) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l SbF₆, (η⁶-кумол) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l PF₆ ^-, (η⁶-ксилены (смешанные изомеры) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l SbF₆ ^-, (η⁶-ксилены (смешанные изомеры) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l PF₆ ^-, (η⁶-о-ксилен) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l CF₃ SO₃ ^-, (η⁶-m-ксилен) (η⁵-циклопентадиенил)Fe^+l BF₄ ^-, (η⁶-мезитилен)