[發明專利]一種超細金剛石微粉的表面改性方法

有效

• 申請號: 201610343069.3
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105949824B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 溫簡杰;盛友軍;李杰
• 申請（專利權）人: 上海昌潤極銳超硬材料有限公司
• 主分類號: C09C1/44
• 分類號: C09C1/44;C09C1/68;C09C3/08;C09C3/10;C09K3/14;C09G1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 金彥,許亦琳

技術領域

本發明涉及一種超細金剛石微粉的表面改性方法，屬于金剛石表面改性技術領域。

背景技術

超細金剛石微粉最重要的指標之一是粒度，這是因為粒度決定了金剛石微粉的許多技術性能和實際應用范圍，由于金剛石微粉的粒度小到一定程度，即所謂“超細”以后，粉體的比表面積和表面質點數急劇增大，其活性比內部質點更高，因此超細粉體具有吸附量大，以及獨特的電性、磁性等性能。

超細金剛石微粉容易因表面電子不飽和，及雜質、受潮、磁性、靜電等因素聚成團，在拋光半導體、光學鏡頭等精密工件過程中，存在劃傷工件的現象，這將影響超細金剛石微粉在精密拋光領域的應用。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種超細金剛石微粉的表面改性方法，包括以下步驟：1)將超細金剛石微粉與分散劑溶液混合攪拌，然后固液分離進行過濾除雜；2)將步驟1)得到的超細金剛石微粉濕物料通過流動干燥方式進行干燥，獲得表面改性的超細金剛石微粉。超細金剛石微粉經本發明的表面改性方法改性后，不僅能在水體系下穩定分散，而且適合半導體、光學鏡頭等高端精密產品的拋光，具有極高的拋光效率，且拋光質量好，拋光后沒有劃痕，能夠避免對拋光工件的損傷，可滿足現今高端精密產品技術領域的要求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供一種超細金剛石微粉的表面改性方法，包括以下步驟：

1)將超細金剛石微粉與分散劑溶液混合攪拌，然后固液分離進行過濾除雜；

2)將步驟1)得到的超細金剛石微粉濕物料通過流動干燥方式進行干燥，獲得表面改性的超細金剛石微粉。

所述超細金剛石微粉的粒度為0.5-2μm。

優選的，步驟1)中，所述分散劑溶液的分散劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇2000中的一種或多種，溶劑為去離子水。

更優選的，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇2000，三者之間的摩爾比為1：0.15-0.25：0.45-0.55。

優選的，步驟1)中，所述分散劑溶液的摩爾濃度為0.002-0.008mol/L。所述摩爾濃度是指十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和聚乙二醇2000的總摩爾濃度。

優選的，步驟1)中，所述分散劑溶液中分散劑與超細金剛石微粉的質量比為1/1000-5/1000。

優選的，步驟1)中，混合攪拌的時間為30-60分鐘。

優選的，步驟2)中，所述流動干燥方式為使用盤式干燥機進行干燥。

優選的，步驟2)中，干燥溫度為100-150℃。

本發明至少具有以下有益效果之一：

1、選擇流動干燥方式對物料進行烘干，由于物料是在流動過程中完成傳熱傳質過程，物料干燥徹底，且物料干燥效率比箱式干燥高30﹪，明顯降低了生產成本；進一步，流動干燥方式如使用盤式干燥機，以熱傳導的方式，加熱置于各層空心圓盤內濕物料，通過轉動耙葉的機械作用下，使不斷翻滾的物料內的濕份蒸發，且粉體物料在機械作用下會相互碰撞，有效的去除了粉體顆粒之間存在的硬團聚；

2、分散劑的離子中和超細金剛石微粉顆粒表面的不飽和電子，有效阻止超細金剛石微粉顆粒之間互相吸引，且分散劑是親水性的，提高了超細金剛石微粉在水中的擴散速度，表面改性后超細金剛石微粉在水中能夠均勻分散，實現對超細金剛石微粉的解團聚；

3、通過采用全新的干燥及表面改性技術，確保表面改性處理后超細金剛石微粉完全避免受潮及靜電等因素的影響，將使用本發明表面改性方法獲得的超細金剛石微粉與未改性處理的超細金剛石微粉進行拋光實驗對比，使用本發明改性方法獲得的超細金剛石微粉在拋光高端精密材料時，工件在拋光過程中無劃痕產生；

4、本發明表面改性方法使用的溶劑為去離子水，添加微量的分散劑，分散劑的質量為超細金剛石微粉的1/1000-5/1000，所以本方法具有成本低、環保無毒等特性。

附圖說明

圖1為改性前超細金剛石微粉在水中開始分散時狀態效果圖。

圖2為改性后超細金剛石微粉在水中開始分散時狀態效果圖。

圖3為改性前超細金剛石微粉在水中分散過程中狀態效果圖。

圖4為改性后超細金剛石微粉在水中分散過程中狀態效果圖。

圖5為改性前超細金剛石微粉在水中結束分散時狀態效果圖。

圖6為改性后超細金剛石微粉在水中結束分散時狀態效果圖。

圖7為改性前超細金剛石微粉劃痕測試結果圖。