一種高效金剛石拋光劑及其製備方法
2023-07-13 05:02:51
一種高效金剛石拋光劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高效金剛石拋光劑，它由以下重量百分比的原料製備而成：超精金剛石微粉5-20％、正矽酸乙酯10-20％、溶劑20-30％、強酸0.2-0.8％、表面活性劑10-30％、潤溼劑10-25％、分散劑5-15％、PH調節劑0.1-5％。本發明通過用正矽酸乙酯對金剛石微粉進行表面改性處理，使得金剛石微粉的表面形成二氧化矽包覆層，拋光時包覆層對內層的金剛石微粉能起到緩衝作用；並通過對金剛石微粉進行多次破碎整形和改進表面改性的工藝，使金剛石微粉的形貌更接近等八面體，製得的拋光劑不僅對高碳鋼等高硬金屬材料具有很好的拋光效果，而且對Cr2O3、陶瓷、玉石、石英等硬脆材料也有很好的拋光效果，能夠完全避免對拋光材料表面的損傷，拋光時不產生劃痕、黑點、粒子表面殘留。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高效金剛石拋光劑及其製備方法。 一種高效金剛石拋光劑及其製備方法
【背景技術】
[0002] 金剛石莫氏硬度為10,其硬度遠遠高於其他材料。金剛石作為一種超硬材料廣泛 應用於高速、高效磨削和精密、超精密磨削等領域，金剛石微粉除了用於切割工具等材料加 工領域外，在研磨拋光【技術領域】的應用也越來越普及，其特點是磨削速度快，能防止拋光表 面在拋光過程中產生劃痕、黑點、粒子表面殘留等質量缺陷，同時具有無腐蝕、成本低、環保 無毒等特性。
[0003] CN102391789A公開了一種納米金剛石拋光液，該拋光液能用於玻璃等軟質材料的 拋光，解決了納米金剛石的團聚問題，能使其在水中穩定懸浮，但是該發明沒有很好地解決 拋光的質量問題，另外該發明也不能用於高碳鋼等高硬金屬材料及陶瓷等軟材料的拋光， 適用範圍很窄。
[0004] CN1940003A公開了一種水基金剛石拋光液，該拋光劑能夠穩定懸浮不沉降，但是 仍沒很好地解決拋光質量問題。
[0005] CN103525314A公開了一種高效金剛石潤滑冷卻拋光液，該拋光液以碳化娃微粉、 氧化鋁微粉、氧化鉻微粉為助磨劑，製得的拋光劑主要用於金屬金相試樣的拋光，該拋光劑 對Cr203、陶瓷、玉石、石英等材料的巖相分析拋光效果仍欠佳。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種不僅能穩定懸浮，而且能適用於各種金 相和巖相產品的拋光，且拋光質量好，拋光後沒有劃痕、黑點，粒子表面無殘留的高效金剛 石拋光劑，本發明還提供該拋光劑的製備方法。
[0007] 上述目的是通過以下技術方案實現的：
[0008] -種高效金剛石拋光劑，它由以下重量百分比的原料製備而成的：
[0009] 10粘金剛心'微粉5-20% 唆乙丨fi 10-20% SflJ 20-30% 強 I唆 0,2-0.8% 表面活性掘 10-30% 潤拋劑 10-25% 分K劑 5-15% PH 調--_|? 劑 0,1-5%
[0010] 所述超精金剛石微粉的粒度為〇· 5-40 μ m ;
[0011] 所述溶劑為水或乙醇或乙醇水溶液；
[0012] 所述表面活性劑為矽酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或多 種，當為多種時，可以採用任意比例；
[0013] 所述潤溼劑為硬脂酸、丙酮、石油醚中的一種或多種，當為多種時，可以採用任意 比例；
[0014] 所述分散劑為聚乙烯亞胺、甘油、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉中的一種 或多種，當為多種時，可以採用任意比例。
[0015] 優選地，所述超精金剛石微粉是按以下方法製備而成的：
[0016] 1)選用單晶金剛石為原料，利用對噴式氣流磨破碎；
[0017] 2)將破碎後的金剛石料放入電磁球磨機中再破碎，將破碎後的金剛石微粉整形後 進行化學淨化與漂洗分級；
[0018] 3)將分級好的金剛石微粉放入微波乾燥箱中乾燥，得到粒徑為0.5-40 μ m的超精 金剛石微粉。
[0019] 一種製備所述高效金剛石拋光劑的方法，包括以下步驟：將所述溶劑、強酸與超精 金剛石微粉按比例置入連續式粉體表面改性機內，混勻後，加熱至50-70°C混合攪拌，然後 邊攪拌邊在1-3小時內緩緩地將正矽酸乙酯滴加到混合溶液中，升溫到60-80°C繼續攪拌 10-60分鐘，然後冷卻到30-50°C，再按比例加入表面活性劑、潤溼劑、分散劑，用PH調節劑 將PH值調節到6-8,攪拌均勻後將上述混合液在頻率為20-50KHZ的條件下超聲乳化5-30 分鐘，即得。
[0020] 優選地，所述製備方法包括以下步驟：將所述溶劑、強酸與超精金剛石微粉按比例 置入連續式粉體表面改性機內，混勻後，加熱至60°C混合攪拌，然後邊攪拌邊在2小時內緩 緩地將正矽酸乙酯滴加到混合溶液中，升溫到80°C繼續攪拌30分鐘，然後冷卻到40°C，再 按比例加入表面活性劑、潤溼劑、分散劑，用PH調節劑將PH值調節到7,攪拌均勻後將上述 混合液在頻率為28KHz的條件下超聲乳化20分鐘，即得。
[0021] 進一步優選地，所述超精金剛石微粉的粒徑為28 μ m。採用該粒徑不僅拋光效果更 好而且生產成本更低。
[0022] 進一步優選地，所述強酸為鹽酸。
[0023] 本發明的有益效果是：
[0024] 1)本發明通過用正矽酸乙酯對金剛石微粉進行表面改性處理，使得金剛石微粉的 表面形成二氧化娃包覆層，表面改性的原理是：
[0025] 首先，正矽酸乙酯Si (OEt) 4在溶劑中發生水解反應： Si inHr)r^ii.O
【權利要求】
1. 一種高效金剛石拋光劑，其特徵在於由以下重量百分比的原料製備而成： 趙精金剛5徵? 5-20% 唆乙 ffi 10-20% IS 割 20-30% * 酸 0,2-0.8% 表而活性劑 ！0-30% 潤溼劑 10-25% 分散劑 5-15% PH調節劑 0J-5% , 所述超精金剛石微粉的粒度為〇. 5-40 μ m ; 所述溶劑為水或乙醇或乙醇水溶液； 所述表面活性劑為矽酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或多種； 所述潤溼劑為硬脂酸、丙酮、石油醚中的一種或多種； 所述分散劑為聚乙烯亞胺、甘油、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉中的一種或多 種。
2. 根據權利要求1所述的高效金剛石拋光劑，其特徵在於所述超精金剛石微粉是按以 下方法製備而成的： 1) 選用單晶金剛石為原料，利用對噴式氣流磨破碎； 2) 將破碎後的金剛石料放入電磁球磨機中再破碎，將破碎後的金剛石微粉整形後進行 化學淨化與漂洗分級； 3) 將分級好的金剛石微粉放入微波乾燥箱中乾燥，得到粒徑為0. 5-40 μ m的超精金剛 石微粉。
3. -種製備權利要求1或2所述高效金剛石拋光劑的方法，其特徵在於包括以下步 驟： 將所述溶劑、強酸與超精金剛石微粉按比例置入連續式粉體表面改性機內，混勻後， 加熱至50-70°C混合攪拌，然後邊攪拌邊在1-3小時內緩緩地將正矽酸乙酯滴加到混合溶 液中，升溫到60-80°C繼續攪拌10-60分鐘，然後冷卻到30-50°C，再按比例加入表面活性 齊U、潤溼劑、分散劑，用PH調節劑將PH值調節到6-8,攪拌均勻後將上述混合液在頻率為 20-50KHZ的條件下超聲乳化5-30分鐘，即得。
4. 根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於包括以下步驟： 將所述溶劑、強酸與超精金剛石微粉按比例置入連續式粉體表面改性機內，混勻後，力口 熱至60°C混合攪拌，然後邊攪拌邊在2小時內緩緩地將正矽酸乙酯滴加到混合溶液中，升 溫到80°C繼續攪拌30分鐘，然後冷卻到40°C，再按比例加入表面活性劑、潤溼劑、分散劑， 用PH調節劑將PH值調節到7,攪拌均勻後將上述混合液在頻率為28KHz的條件下超聲乳化 20分鐘，即得。
5. 根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述超精金剛石微粉的粒徑為28 μ m。
6.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述強酸為鹽酸。
【文檔編號】C09G1/02GK104059539SQ201410244503
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】陳建明, 胡斌斌, 陳永康 申請人:武漢三靈科技產業股份有限公司