CN108929655B - 金刚石研磨膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金刚石研磨膏及其制备方法。一种金刚石研磨膏，其特征在于，按质量份数计包括：金刚石微粉5份～20份；分散剂10份～25份；表面活性剂10份～15份；液体油15份～20份；及锂基润滑剂40份～50份；其中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂；所述锂基润滑剂按质量份数计包括：动植物油脂6份～7.5份；氢氧化锂12份～15份；脂肪酸16份～18份；及基础油6份～7.5份。上述金刚石研磨膏，通过金刚石微粉、分散剂、非离子表面活性剂、液体油机锂基润滑剂的合理配比，制备得到的金刚石研磨膏稠度等级在0#～3#之间，金刚石研磨膏具有较好的流动性，且金刚石微粉在金刚石研磨膏中的分散性好，在用于高硬度材料的研磨加工时产生的划痕少。
Description
技术领域
本发明涉及研磨膏制备技术领域，特别是涉及金刚石研磨膏及其制备方法。
背景技术
金刚石微粉是一种具有高强度、耐腐蚀等机械物理性能良好的超细磨料。目前，金刚石微粉被广泛应用于陶瓷、蓝宝石、硬质合金、硅晶片等高硬度材料的加工领域。根据不同领域的加工用途，金刚石微粉可以调制成气雾剂、油性或水性液体、膏体等制品。目前业内主要为针对金刚石气雾剂、金刚石研磨液的研究，而对金刚石研磨膏的研究还比较有限。目前金刚石研磨膏仍存在磨料分散性差、流动性低、易产生划痕等问题。
发明内容
基于此，有必要针对目前金刚石研磨膏仍存在磨料分散性差、流动性低、易产生划痕的问题，提供一种金刚石研磨膏及其制备方法。
一种金刚石研磨膏，按质量份数计包括：
其中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂；所述锂基润滑剂按质量份数计包括：
在其中一个实施方式中，按质量份数计包括：
在其中一个实施方式中，所述金刚石微粉为多晶金刚石微粉。
在其中一个实施方式中，所述金刚石微粉的粒径为0.5μm～9μm。
在其中一个实施方式中，所述分散剂选自丙三醇、三乙醇胺、聚乙烯醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述非离子表面活性剂选自油酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚、乙二醇单硬脂酸酯和聚乙二醇双硬脂酸酯中的至少一种。
在其中一个实施方式中，所述液体油选自花生油、橄榄油、大豆油和菜籽油中的至少一种。
上述的金刚石研磨膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理得到金刚石料浆；
将表面活性剂和锂基润滑剂混合均匀得到混合物；
将所述混合物与金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏。
在其中一个实施方式中，所述将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理得到金刚石料浆的步骤中所述超声混合处理的频率为20kHz～60kHz；所述超声混合处理的时间为10min～30min。
在其中一个实施方式中，采用搅拌的方式所述将所述混合物加入到金刚石料浆中混合均匀，搅拌的转速为500rad/min～800rad/min；混合的时间为10min～20min。
上述金刚石研磨膏，通过金刚石微粉、分散剂、非离子表面活性剂、液体油机锂基润滑剂的合理配比，制备得到的金刚石研磨膏稠度等级在0#～3#之间，金刚石研磨膏具有较好的流动性，且金刚石微粉在金刚石研磨膏中的分散性好，在用于高硬度材料的研磨加工时产生的划痕少。
附图说明
图1为一实施方式的金刚石研磨膏的制备方法流程图；
图2为实施例3所得到的金刚石研磨膏对氧化锆陶瓷进行研磨后的氧化锆陶瓷表面的数码照片；
图3为实施例6所得到的金刚石研磨膏对氧化锆陶瓷进行研磨后的氧化锆陶瓷表面的数码照片。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式及附图对金刚石研磨膏及其制备方法作进一步的详细说明。
一实施方式的金刚石研磨膏，按质量份数计包括：
在其中一个实施方式中，金刚石微粉为多晶金刚石微粉。多晶金刚石微粉利用良好的韧性，在研磨抛光过程中能够保持高磨削力的同时不易产生划伤。在其中一个实施方式中，金刚石微粉的粒径为0.5μm～9μm。
在其中一个实施方式中，分散剂选自丙三醇、三乙醇胺、聚乙烯醇、聚丙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
在其中一个实施方式中，表面活性剂为非离子表面活性剂；所述非离子表面活性剂选自油酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烷醚、乙二醇单硬脂酸酯和聚乙二醇双硬脂酸酯中的至少一种。
在其中一个实施方式中，液体油选自花生油、橄榄油、大豆油和菜子油中的至少一种。液体油直接选用市售的液体油即可。
在其中一个实施方式中，锂基润滑剂按质量份数计包括：
在其中一个实施方式中，动植物油脂选自猪脂、牛脂和羊脂中的至少一种。动植物油脂在室温下的稠度等级为1#～3#。需要说明的是，稠度等级为25℃时ASTM锥入度，0#对应35.5mm～38.5mm；1#对应31mm～34mm；2#对应26.5mm～29.5mm；3#对应22mm～25mm；4#对应17.5mm～20.5mm；5#对应13mm～16mm；6#对应8.5mm～11.5mm。优选的，动植物油脂为壳牌厂家的牌号为佳度的动植物油脂。
在其中一个实施方式中，氢氧化锂为粉末状。当然在其他实施方式中，氢氧化锂还可以是氢氧化锂水溶液，氢氧化锂水溶液的浓度为5％～30％。
在其中一个实施方式中，脂肪酸中碳原子数为6～26个。脂肪酸为常温下为固状。
在其中一个实施方式中，基础油为合成油、矿物油和酯类油中的至少一种。基础油在室温下的粘度为50Pa·s～200Pa·s。优选的，基础油为壳牌厂家的佳度牌号。
在其中一个实施方式中，动植物油脂、氢氧化锂、脂肪酸及基础油经过上述配比得到的锂基润滑剂为膏状。锂基润滑剂的稠度等级为1#～3#。
在其中一个实施方式中，金刚石研磨膏的稠度等级为0#～3#。
在其中一个实施方式中，金刚石研磨膏按质量份数计包括：
上述金刚石研磨膏，通过金刚石微粉、分散剂、非离子表面活性剂、液体油机锂基润滑剂的合理配比，制备得到的金刚石研磨膏稠度等级为0#～3#之间，金刚石研磨膏具有较好的流动性，且金刚石微粉在金刚石研磨膏中的分散性好，在用于高硬度材料的研磨加工时产生的划痕少。
请参阅图1，一实施方式的金刚石研磨膏的制备方法，包括以下步骤：
S110、将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理得到金刚石料浆。
在其中一个实施方式中，超声混合处理时的超声频率为20kHz～60kHz。
在其中一个实施方式中，将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理的同时进行搅拌处理，搅拌的转速为500rad/min～800rad/min。
在其中一个实施方式中，将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理的时间为10min～30min。
S120、将表面活性剂和锂基润滑剂混合均匀得到混合物。
在其中一个实施方式中，对表面活性剂和锂基润滑剂进行搅拌处理至混合均匀。搅拌处理的转速为500rad/min～800rad/min；搅拌处理的时间为10min～20min。
S130、将混合物与金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏。
在其中一个实施方式中，将混合物加入到金刚石料浆中进行搅拌，搅拌的转速为500rad/min～800rad/min；混合的时间为10min～20min。
上述金刚石研磨膏的制备方法简单，操作简便，易实现工业化生产。
下面是具体实施例的说明，以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。
实施例1
将5份的金刚石微粉、20份的花生油及10份丙三醇在超声搅拌下混合均匀得到金刚石料浆。超声频率为60kHz，搅拌速率为500rad/min，混合时间为10min。其中，金刚石微粉的粒径为7μm。
将15份的油酸聚氧乙烯酯和50份锂基润滑剂混合均匀，混合时的搅拌速率为为500rad/min，混合时间为15min。其中，锂基润滑剂由7.5份的动植物油脂、15份的氢氧化锂、20份的脂肪酸和7.5份的基础油制备得到。
将上述表面活性剂和锂基润滑剂的混合物加入到上述金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。
实施例2
将8份的金刚石微粉、15份菜子油及15份三乙醇胺在超声搅拌下混合均匀得到金刚石料浆。超声频率为40kHz，搅拌速率为600rad/min，混合时间为25min。其中，金刚石微粉的粒径为5μm。
将12份的硬脂酸聚氧乙烯酯和45份锂基润滑剂混合均匀，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。其中，锂基润滑剂由6.75份的动植物油脂、13.5份的氢氧化锂、18份的脂肪酸和6.75份的基础油制备得到。
将上述表面活性剂和锂基润滑剂的混合物加入到上述金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为10min。
实施例3
将10份的金刚石微粉、15份的大豆油及20份聚乙烯醇在超声搅拌下混合均匀得到金刚石料浆。超声频率为40kHz，搅拌速率为600rad/min，混合时间为30min。其中，金刚石微粉的粒径为3μm。
将10份的脂肪胺聚氧乙烯醚和45份锂基润滑剂混合均匀，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。其中，锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到。
将上述表面活性剂和锂基润滑剂的混合物加入到上述金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。
实施例4
将15份的金刚石微粉、20份的橄榄油及15份聚丙二醇在超声搅拌下混合均匀得到金刚石料浆。超声频率为40kHz，搅拌速率为600rad/min，混合时间为15min。其中，金刚石微粉的粒径为3μm。
将10份的脂肪醇聚氧乙烯醚和40份锂基润滑剂混合均匀，混合时的搅拌速率为为800rad/min，混合时间为15min。其中，锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到。
将上述表面活性剂和锂基润滑剂的混合物加入到上述金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为20min。
实施例5
将10份的金刚石微粉、15份的菜子油及25份壬基酚聚氧乙烯醚在超声搅拌下混合均匀得到金刚石料浆。超声频率为20kHz，搅拌速率为800rad/min，混合时间为30min。其中，金刚石微粉的粒径为1μm。
将10份的烷基醇酰胺聚氧乙烷醚和40份锂基润滑剂混合均匀，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。其中，锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到。
将上述表面活性剂和锂基润滑剂的混合物加入到上述金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏，混合时的搅拌速率为为600rad/min，混合时间为15min。
实施例6
将5份的金刚石微粉及5份的水溶性表面活性剂聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯加入到40份的分散剂乙二醇中，在超声频率为40Hz的超声波下分散15min，并搅拌至分散均匀。再将45份的油脂和5份的油溶性表面活性剂山梨醇脂肪酸酯加入到分散剂中，继续搅拌至均匀得到金刚石研磨膏。其中，金刚石微粉的粒径为3μm。
对实施例1～6所制备得到的金刚石研磨膏的性能进行测试结果如表1所示。其中，储存时间为金刚石研磨膏在20℃的温度下静置至出现沉淀的时间，；稠度采用三利厂家的SYD型号的锥入度测试仪测试得到。
采用单面研磨机配合毛刷盘并使用实施例1～6所制备的金刚石研磨膏对氧化锆陶瓷进行研磨，经过研磨处理后的陶瓷表面的划痕情况、粗糙度、去除率进行统计如表1所示，进行研磨处理时加工压力为5Kgf，单面研磨机的转速为90rad/min，研磨的时间为10min，金刚石研磨膏的用量为5g。其中，粗造度采用ZYGO厂家的NewView的粗糙度测试仪测试得到；去除率是指单位时间内对氧化锆陶瓷表面厚度的去除速度。
表1
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种金刚石研磨膏，其特征在于，按质量份数由以下组分组成：
金刚石微粉 10份；
液体油：大豆油 15份；
分散剂：聚乙烯醇 20份；
表面活性剂：脂肪胺聚氧乙烯醚 10份；及
锂基润滑剂 45份；
其中，所述金刚石微粉的粒径为3μm；所述锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到；
或者，按质量份数由以下组分组成：
金刚石微粉 15份；
液体油：橄榄油 20份；
分散剂：聚丙二醇 15份；
表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚 10份；及
锂基润滑剂 40份；
其中，所述金刚石微粉的粒径为3μm；所述锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到；
或者，按质量份数由以下组分组成：
金刚石微粉 10份；
液体油：菜子油 15份；
分散剂：壬基酚聚氧乙烯醚 25份；
表面活性剂：烷基醇酰胺聚氧乙烷醚 10份；及
锂基润滑剂 40份；
其中，所述金刚石微粉的粒径为1μm；所述锂基润滑剂由6份的动植物油脂、12份的氢氧化锂、16份的脂肪酸和6份的基础油制备得到。
2.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述金刚石微粉为多晶金刚石微粉。
3.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述动植物油脂选自猪脂、牛脂和羊脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述脂肪酸中碳原子数为6~26个。
5.根据权利要求1至4任一项所述的金刚石研磨膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理得到金刚石料浆；
将表面活性剂和锂基润滑剂混合均匀得到混合物；
将所述混合物与金刚石料浆中混合均匀得到金刚石研磨膏。
6.根据权利要求5所述的金刚石研磨膏的制备方法，其特征在于，所述将金刚石微粉、液体油及分散剂超声混合处理得到金刚石料浆的步骤中所述超声混合处理的频率为20kHz~60kHz；所述超声混合处理的时间为10min ~30min。
7.根据权利要求5所述的金刚石研磨膏的制备方法，其特征在于，采用搅拌的方式所述将所述混合物加入到金刚石料浆中混合均匀，搅拌的转速为500 rad/min ~800rad/min；混合的时间为10min ~20min。
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