[發(fā)明專利]納米金剛石膠體的制備方法及納米金剛石二次分散方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811058353.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN108862273B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王廣新;曹郁;張文濤;金榮州;方玉立;孫明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北衛(wèi)星化工股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/28
• 分類號(hào): C01B32/28;B82Y30/00;C10M125/02;C10N30/06
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 胡素梅

本發(fā)明提供了一種納米金剛石膠體的制備方法及納米金剛石二次分散方法。其工藝過(guò)程為：將納米金剛石原料酸化處理后分散在正辛烷中進(jìn)行機(jī)械研磨，得到澄清透明的黑色膠體溶液；將所得的膠體溶液進(jìn)行干燥，得到納米金剛石質(zhì)量百分比為60%?70%的膏狀物；將該膏狀物溶在正辛烷中能重新得到澄清透明的黑色膠體溶液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)納米金剛石的二次分散。本發(fā)明制備的納米金剛石膠體溶液可應(yīng)用于精密研磨、拋光加工、復(fù)合材料、潤(rùn)滑油等領(lǐng)域，同時(shí)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了納米金剛石的二次分散，使分散好的納米金剛石在運(yùn)輸上更加方便，實(shí)用性增強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米金剛石加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種納米金剛石膠體的制備方法及納米金剛石二次分散方法。

背景技術(shù)

納米金剛石除繼承了金剛石的優(yōu)點(diǎn)以外，同時(shí)還具有納米材料的特性，擁有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性能，化學(xué)性能穩(wěn)定且具有良好的生物相容性，因此其在精密研磨、拋光加工以及潤(rùn)滑油等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。納米金剛石是由4 ～ 12nm 尺寸大小的顆粒團(tuán)聚而成，目前工業(yè)化生產(chǎn)的納米金剛石平均粒徑在2μm 左右，顆粒大小從幾百納米到十幾微米。團(tuán)聚體是在負(fù)氧平衡下高溫高壓合成時(shí)，形成的液態(tài)碳滴之間相互碰撞，在冷卻過(guò)程中一起結(jié)晶形成硬團(tuán)聚體。硬團(tuán)聚是納米金剛石團(tuán)聚的主要形式，它的存在嚴(yán)重阻礙了納米金剛石的發(fā)展，使其優(yōu)良的性能難以得到發(fā)揮，要推動(dòng)納米金剛石的應(yīng)用必須要解決硬團(tuán)聚問(wèn)題。現(xiàn)在納米金剛石解團(tuán)聚的方法有物理法和化學(xué)法。但從前人的研究中發(fā)現(xiàn)無(wú)論是物理法還是化學(xué)法對(duì)金剛石進(jìn)行解團(tuán)聚，都沒(méi)有提到納米金剛石二次分散的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種納米金剛石膠體的制備方法及納米金剛石二次分散方法，以填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)納米金剛石二次分散的技術(shù)空白。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種納米金剛石膠體的制備方法，包括如下步驟：

a、將納米金剛石原料與濃硝酸在反應(yīng)釜中反應(yīng)，之后用去離子水將產(chǎn)物清洗至中性，獲得酸化納米金剛石；

b、將步驟a中所得酸化納米金剛石與正辛烷和油酸一起置于球磨/研磨罐內(nèi)，并向球磨/研磨罐內(nèi)加入球磨/研磨珠，常溫下濕法球磨/研磨，得到澄清透明的黑色膠體溶液；

c、將步驟b中所得澄清透明的黑色膠體溶液進(jìn)行干燥處理，得到含納米金剛石質(zhì)量百分比為60%-70%的膏狀物，該膏狀物即為所制備的納米金剛石膠體。

依照上述三個(gè)步驟制成納米金剛石膠體后，將納米金剛石膠體溶于正辛烷中，振蕩，再次得到澄清透明的黑色膠體溶液，這就是本發(fā)明中所說(shuō)的納米金剛石二次分散工藝。

優(yōu)選的，步驟a中所述納米金剛石原料為經(jīng)爆轟法所得的納米金剛石團(tuán)聚體，未經(jīng)任何處理，如未經(jīng)過(guò)提純處理；納米金剛石原料中納米金剛石的含量為55wt% ～ 75wt%，納米金剛石原料的粒徑大小從幾百納米到十幾微米不等。

優(yōu)選的，步驟a中濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%；納米金剛石原料與濃硝酸的質(zhì)量比為1:40。

優(yōu)選的，步驟a中所述反應(yīng)釜的溫度為200 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4h。

優(yōu)選的，步驟b中酸化納米金剛石與正辛烷的質(zhì)量比為(1 ～ 4) : 100，酸化納米金剛石和油酸的質(zhì)量比為1:1；球磨/研磨珠的大小一般小于0.2mm，優(yōu)選的，球磨/研磨珠的大小為0.08mm-0.12mm。球磨/研磨珠占球磨/研磨罐體積的60% ～75%。

優(yōu)選的，步驟b中球磨/研磨時(shí)采用的是高效的行星式球磨/研磨機(jī)，球磨/研磨在室溫下進(jìn)行。球磨/研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)大于100rpm，線速度應(yīng)大于1m/min；優(yōu)選的，球磨/研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速大于360rpm，線速度大于5m/min。球磨/研磨機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為580r/min。