[發明專利]一種高效金剛石拋光劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410244503.3
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104059539A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 陳建明;胡斌斌;陳永康
• 申請（專利權）人: 武漢三靈科技產業股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 徐紹新

技術領域

本發明涉及一種高效金剛石拋光劑及其制備方法。

背景技術

金剛石莫氏硬度為10，其硬度遠遠高于其他材料。金剛石作為一種超硬材料廣泛應用于高速、高效磨削和精密、超精密磨削等領域，金剛石微粉除了用于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。

CN102391789A公開了一種納米金剛石拋光液，該拋光液能用于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于高碳鋼等高硬金屬材料及陶瓷等軟材料的拋光，適用范圍很窄。

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。

CN103525314A公開了一種高效金剛石潤滑冷卻拋光液，該拋光液以碳化硅微粉、氧化鋁微粉、氧化鉻微粉為助磨劑，制得的拋光劑主要用于金屬金相試樣的拋光，該拋光劑對Cr₂O₃、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

本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種不僅能穩定懸浮，而且能適用于各種金相和巖相產品的拋光，且拋光質量好，拋光后沒有劃痕、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制備方法。

上述目的是通過以下技術方案實現的：

一種高效金剛石拋光劑，它由以下重量百分比的原料制備而成的：

所述超精金剛石微粉的粒度為0.5-40μm；

所述溶劑為水或乙醇或乙醇水溶液；

所述表面活性劑為硅酸鈉、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，可以采用任意比例；

所述潤濕劑為硬脂酸、丙酮、石油醚中的一種或多種，當為多種時，可以采用任意比例；

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，可以采用任意比例。

優選地，所述超精金剛石微粉是按以下方法制備而成的：

1)選用單晶金剛石為原料，利用對噴式氣流磨破碎；

2)將破碎后的金剛石料放入電磁球磨機中再破碎，將破碎后的金剛石微粉整形后進行化學凈化與漂洗分級；

3)將分級好的金剛石微粉放入微波干燥箱中干燥，得到粒徑為0.5-40μm的超精金剛石微粉。

一種制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，混勻后，加熱至50-70℃混合攪拌，然后邊攪拌邊在1-3小時內緩緩地將正硅酸乙酯滴加到混合溶液中，升溫到60-80℃繼續攪拌10-60分鐘，然后冷卻到30-50℃，再按比例加入表面活性劑、潤濕劑、分散劑，用PH調節劑將PH值調節到6-8，攪拌均勻后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。

優選地，所述制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，混勻后，加熱至60℃混合攪拌，然后邊攪拌邊在2小時內緩緩地將正硅酸乙酯滴加到混合溶液中，升溫到80℃繼續攪拌30分鐘，然后冷卻到40℃，再按比例加入表面活性劑、潤濕劑、分散劑，用PH調節劑將PH值調節到7，攪拌均勻后將上述混合液在頻率為28KHz的條件下超聲乳化20分鐘，即得。

進一步優選地，所述超精金剛石微粉的粒徑為28μm。采用該粒徑不僅拋光效果更好而且生產成本更低。

進一步優選地，所述強酸為鹽酸。

本發明的有益效果是：

1)本發明通過用正硅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硅包覆層，表面改性的原理是：

首先，正硅酸乙酯Si(OEt)4在溶劑中發生水解反應：

生成的二氧化硅在高溫研磨、攪拌的作用下吸附于超精金剛石微粉的表面形成包覆層。