CN1064495A

CN1064495A - 金刚石喷雾研磨剂

Info

Publication number: CN1064495A
Application number: CN 92101780
Authority: CN
Inventors: 朱颉安; 余家国; 饶微; 李成江; 章丽云
Original assignee: Wuhan Polytechnic University
Current assignee: Wuhan Polytechnic University
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1992-09-16

Abstract

金刚石喷雾研磨剂由金刚石微粉，研磨液和加压气体组成。金刚石颗粒表面进行了表面改性，改性的方法为表面包覆。研磨液由溶剂、粘结剂、偶联剂、分散剂、表面活性剂、助磨剂和防腐剂，在一定的温度和压力下合成而得。本发明是将金刚石微粉加入到研磨液中，然后加热、搅拌、超声波振荡而得到均匀分散，长时间不沉降的金刚石悬浮液，将此悬浮液加入到耐压罐中，充气即可得到金刚石喷雾研磨剂。本发明研磨效率高，效果好，使用方便，并广泛应用于宝石、陶瓷、玻璃、硬质合金及淬火钢材所制成的量具，刃具、模具、液压件，轴和轴承等要求高光洁度工件的最后加工，金相和材质检验等。

Description

本发明属于研磨剂。

金刚石以其无以伦比的高硬度和优良的机械物理性能，成为加工各种坚硬材料的工具。用金刚石微粉为原料制成的金刚石研磨膏，因其涂抹不便，研磨中易飞离研磨面及浪费较大等缺点。限制了应用范围。

针对上述缺点，国外在八十年代初开始研制上述金刚石喷雾研磨剂，如苏联（SU134815、SU119780、SU336147、SU-456822、SU841945、SU931387、SU1199780）、日本（公开特许专利JP61、257763、JP62、297062）、英国（GB2178349）、法国（FR2224994）等有此类产品的专利，它们都是采用水、乙醇、乙二醇、含有胺基或羧基的聚合物水溶液等为悬浮介质，并加了表面活性剂、纤维素等添加剂，克服了原有技术的缺陷。但由于这种研磨剂中金刚石颗粒易结巴沉淀、并且很难再分散，所以，不易制成喷雾剂。

为克服已有技术的缺点，本发明采用新的研磨液配方及制备工艺，制备出一种金刚石喷雾研磨剂。本发明的目的在于提供一种研磨效率高，研磨效果好，使用方便，长期稳定，成本低，可替代金刚石研磨膏和国外同类产品（如丹麦Struers公司的DP-Spray产品）的研磨剂。

本发明所述的金刚石喷雾研磨剂由经过严格分级（粒征范围为0.1-80um）的金刚石微粉、研磨液和加压气组成。其配方按重量百分比为：

金刚石微粉：0.5-15%

研磨液：37.5-90%

加压气体：1-59.5%

其中：1、金刚石微粉为其颗粒表面进行了表面改性后的微粉，改性的方法是表面包覆，金刚石颗粒表面的包覆物可以是氧化物如SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、MgO、Cr₂O₃等，也可以是金属如Ni、Cu等。改性后的金刚石颗粒和研磨液能够形成极易分散、长期稳定和较长时间无沉降的悬浮液，且改性后的金刚石微粉研磨性能好，金刚石颗粒不凝聚、研磨时金刚石颗粒不易滑离研磨面。

2、研磨液由溶剂、粘结剂、偶联剂、分散剂、表面活性剂、助磨剂和防腐剂组成。其配方按重量百分比为：

溶剂 65-95% 表面活性剂 0-10%

粘结剂 0-25% 防腐剂 0-10%

偶联剂 0-15% 助磨剂 0-5%

分散剂 0-10%

溶剂包括：水、二硫化碳、乙醇、医用酒精

粘结剂包括：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚丙稀酸、单宁、酚醛树脂、聚酰胺、水玻璃、虫胶、聚氧脂、有机硅。

偶联剂包括：硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂以及铬络合物类偶联剂。

分散剂包括：乙二醇、三聚磷酸钠、硅酸盐。

表面活性剂包括：聚氧乙烯（15克分子）油醇醚、吐温-80、肥皂粉

助磨剂包括：丙酸、乙酸乙脂、乙酸。

防腐剂包括：单宁、EDTA、亚硝酸钠、三乙醇胺。

3、加压气包括：空气、氩气、氮气、天然气等中的一种或几种混合气。

4、磨料除了采用金刚石微粉之外，还可拓展为其它硬质材料微粉。如立方氮化硼、碳化钛、碳化硅、白刚玉、棕刚玉、碳化硼、氧化铬、氧化铁、氧化铈以及其它三元相硬质材料。

本发明所述的高效金刚石喷雾研磨剂的制备方法在于：（1）采用经过严格分级的人造金刚石微粉为磨料，对金刚石颗粒表面进行适宜的表面改性，改性的方法为表面包覆。（2）研磨液是在一定的温度（0-200℃）和一定的压力（1-20个大气压）下，在高压釜中将上述物质（溶剂、粘结剂、偶联剂、分散剂、表面活性剂、助磨剂和防腐剂）经过2-5小时反应得到的。（3）把表面改性后的金刚石微粉加入到研磨液中，并在20-80℃的温度下，机械搅拌和超声波振荡1-5小时即可得金刚石悬浮液。（4）把上述悬浮液加入到耐压罐中，充气即可得到金刚石喷雾研磨剂。

参见附图1：金刚石喷雾研磨剂制备工艺流程图

本发明研磨效率高，研磨效果好，使用方便，无难闻气味，并广泛应用于宝石、陶瓷、玻璃、硬质合金及淬火钢材所制成的量具、刃具、模具、液压件、轴和轴承等要求高光洁度工件的最后加工，金相和材质检验等。

本发明的实施例如下：

1、金刚石微粉的表面改性为将金刚石加入到乙醇、亚硅酸乙脂、氨水的混合溶液中，搅拌、加热使正硅酸乙脂水解、然后将金刚石微粉过滤、干燥、结果金刚石表面包覆一层二氧化硅超微粒子。研磨液的配方为∶水∶70%、乙醇26%、聚丙稀酰胺3%和肥皂粉1%，在60℃下混合均匀，然后把表面包覆SiO₂的金刚石微粉（比例为研磨液重量的5%）加入到上述研液中，在50℃下搅拌和超声波振荡得到金刚石悬浮液、将悬浮液罐装进入耐压罐中、充入空气、即得金刚石喷雾研磨剂。

试验在丹麦Struers公司的自动磨料机上进行，转速300rpm，压为20N/m²，试验程序为：试样首先进行砂轮研磨20-30秒，再在蓝平上用W5的金刚石喷雾研磨剂研磨2分钟，最后用W2.5的在绒布上抛光2分钟，研磨剂的量为启动时先喷1.5ml、经过10分钟后，每5分钟加0.5ml，选用材料为GCr15淬后态。结果是：该喷雾剂抛光的质量和速度达到丹麦Struers公司的DP-Sproy产品的效果。

2、将金刚石微粉加入到次磷酸钠、氯化镍、柠檬酸三钠和氯化铵的水溶液中，然后搅拌、加热使氧化还原反应发生，反应完毕，将金刚石微粉过滤、干燥、结果金刚石表面包覆一层镍超微粒子。研磨液的配方为：乙醇75%、硅烷类偶联剂H₂NCH₂CH₂NHCH₂CH₂CH₂·Si（OCH₃）₃2%，乙二醇19%，乙酸乙酯2%，三乙醇胺2%在110℃，18个大气压下反应而得研磨液，然后把表面包覆Ni的金刚石微粉（比例为研磨液重量的5.5%）加入到上述研磨液中，在60℃下，搅拌和超声波振荡得到金刚石悬浮液，将悬浮液罐装进入耐压罐中，充入天然气，即得到金刚石喷雾研磨剂。

研磨试验在通常的P-1、P-2型国产手动抛光机上进行，抛光盘速度为1350rpm，W₅及W_2.5的抛光织物为海军呢，W₁的为丝绒，抛光前的预磨处理为400号（粒度28-20um）水磨砂纸在转盘上研磨。材料为T8淬火态（849）、抛光时间为W₅20秒，W_2.510秒、W₁10秒、共抛光40秒，结果抛光质量良好，无划痕，夹杂物形态清晰、完整、无脱落及扩大现象。

Claims

1、一种金刚石喷雾研磨剂，由金刚石微粉，研磨液和加压气体组成，其特征在于金刚石微粉的颗粒表面进行了表面改性，金刚石喷雾研磨剂各组份的组成按重量百分比为：

金刚石微粉 0.5-15%

研磨液 37.5-90%

加压气体 1-59.5%。

2、按照权利要求1所述的研磨剂，其特征在于金刚石微粉的表面改性方法是表面包覆。

3、按照权利要求1所述的研磨剂，研磨液由溶剂、粘结剂、偶联剂、分散剂、表面活性剂、助磨剂和防腐剂组成，其特征在于研磨液各组份的组成按重量百分比为：

溶剂 65-95% 表面活性剂 0-10%

粘结剂 0-25% 防腐剂 0-10%

偶联剂 0-15% 助磨剂 0-5%

分散剂 0-10%

4、按照权利要求1所述的研磨剂，其特征在于加压气体可分别为空气、氩气、氮气、天然气等中的一种或几种混合气。

5、按照权利要求1和2所述的研磨剂，其特征在于金刚石颗粒表面的包覆物是氧化物或金属。