CN109021834A - 一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液及其制备方法，原料包括颗粒状的氧化铝、分散剂、消泡剂、表面活性剂、pH调节剂和水，还包括平均粒径为0.1‑0.5μm的白炭黑；以质量百分含量计，白炭黑的含量为0.5‑1%，氧化铝与白炭黑的投料质量比20‑80︰1，分散剂含有能与白炭黑通过化学键结合的有机基团；制备方法：1）先使颗粒状的氧化铝与部分水混合；2）再依次加入白炭黑、分散剂、pH调节剂、表面活性剂和消泡剂，其中，每加一个原料均进行搅拌，最后加入剩余的水，搅拌，即得；还选择性地包括加入pH调节剂之后加入悬浮剂，再加表面活性剂；本发明同时兼具高切削量、高表面质量以及高稳定性。

Description

一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液及其制备方法

技术领域

本发明属于树脂镜片技术领域，尤其涉及对树脂镜片的抛光处理，具体涉及一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液及其制备方法。

背景技术

氧化铝因其硬度大、物理切削力大而被广泛应用于物理化学抛光液中，尤其是对于用于制作眼镜的树脂镜片，氧化铝的较高切削能力很好地符合制备至少要求高切削量、高镜片质量的树脂镜片，但同时一般的抛光产品质量不高、抛光效果不好，且由于氧化铝抛光液易沉淀、易团聚，更容易出现损坏树脂镜片表面质量，表现为表面被划伤，有划痕。基于此，本领域的技术人员作了如下一些改进：

例如中国发明专利CN102516882A，其公开了一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液制作方法，包括以下步骤：a、将Na离子等杂质含量小于或等于0.5％的拟薄水铝石经粉碎机粉碎至能通过50目筛子；b、将筛分出的拟薄水铝石煅烧成氧化铝粉，再用搅拌磨和水平磨研磨制成氧化铝原浆；c、在氧化铝原浆中添加硝酸铝、分散剂PVP、消泡剂AF-10，并于配料罐中搅拌均匀，制得抛光液浆料。此专利虽然在一定程度上实现了快速切削，但效果仍不理想，且表面被划伤的情况仍时常出现，不符合现实需求。

又如中国发明专利CN103589344B，其公开了一种氧化铝抛光液的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化铝粉末经搅拌分散于酸性水溶液中，形成酸性氧化铝分散液；所述氧化铝粉末的粒径为0.01-40μm；所述酸性氧化铝分散液中氧化铝的浓度为0.1～40wt％，pH值为1～4；(2)加热搅拌条件下，滴加硅酸盐水溶液，滴加完毕后停止加热；所述硅酸盐水溶液的浓度为0.1～5wt％；常压搅拌加热并保持沸腾，然后以1～200mL/min的速率加入硅酸盐水溶液；所述硅酸盐水溶液和所述酸性氧化铝分散液的质量之比为1:2～1:100；所述硅酸盐的通式为M₂O.SiO₂，其中M为Li⁺、Na⁺、K⁺或NH⁴⁺；(3)继续搅拌陈化即得；所述搅拌陈化的时间为0.5-24小时。此专利通过引入硅酸盐，利用硅与铝间的相互作用，从而提高氧化铝抛光液的稳定性，从而实现不含表面活性剂，实现抛光速率提升、避免大量泡沫以及细菌滋生，然而，此抛光液并未解决在抛光过程中表面被二次划伤产生新划痕的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其能够实现高切削率、树脂镜片表面无划痕的同时，还能够保持抛光液的悬浮稳定性。

本发明还提供了一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液，所述抛光液的原料包括颗粒状的氧化铝、分散剂、消泡剂、表面活性剂、pH调节剂和水，所述原料还包括平均粒径为0.1-0.5μm的白炭黑；所述原料中，以质量百分含量计，所述白炭黑的含量为0.5-1％，所述氧化铝与所述白炭黑的投料质量比20-80︰1，所述分散剂含有能与所述白炭黑通过化学键结合的有机基团。

根据本发明的一些优选方面，所述有机基团为选自未被取代或被C_1-3的烷基取代的氨基、羧基、异氰酸酯基、酯基、聚醚基和羟基中的一种或多种组合。

根据本发明的一些具体且优选的方面，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚，其中烷基酚基团的碳数为6-12个。根据本发明的一个具体方面，所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

根据本发明的一些优选方面，所述分散剂与所述白炭黑的投料质量比为1.5-5︰1。

根据本发明的一些优选方面，所述氧化铝的平均粒径为1.5-5.5μm。

根据本发明的一些优选方面，所述氧化铝的比表面积为40-70m²/g。

根据本发明的一些优选方面，所述表面活性剂为异丙醇酰胺。

根据本发明的一些优选方面，所述消泡剂为硅油消泡剂。

根据本发明的一些优选方面，所述pH调节剂为选自乙酸、草酸、硝酸、磷酸和盐酸中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，所述原料还包括占所述原料的质量百分含量为0.5-3％的悬浮剂，所述悬浮剂为克思曼的K-002。

根据本发明的一些优选方面，所述抛光液通过先制备所述氧化铝与水的混合液、再依次将所述白炭黑、所述分散剂、所述pH调节剂、所述悬浮剂、所述表面活性剂和所述消泡剂加入所述混合液中而制成。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述原料中，所述氧化铝占20-40％、所述分散剂占1.0-2.5％、所述pH调节剂占0.5-2％、所述悬浮剂占0.5-3％、所述表面活性剂占0.05-0.1％、所述消泡剂占0.1-0.8％和所述水占50.6-77.35％。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)按配方比例称取各原料，先使颗粒状的所述氧化铝与部分所述水混合制备成混合物料；

(2)然后依次加入所述白炭黑、所述分散剂、所述pH调节剂、所述表面活性剂和所述消泡剂，在此过程中，每加一个原料搅拌10-50min，最后加入剩余的所述水，搅拌，即得；

所述制备方法还选择性地包括在加入所述pH调节剂之后加入悬浮剂，再加所述表面活性剂。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过加入特定的白炭黑与分散剂，实现了在具有高切削率、树脂镜片表面基本无划痕的同时，还能够保持抛光液的悬浮稳定性。

附图说明

图1为未使用抛光液对树脂镜片进行抛光处理的金相显微镜图(5倍)；

图2为实施例1的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图3为实施例2的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图4为实施例3的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图5为对比例1的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图6为对比例2的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图7为对比例3的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)；

图8为对比例4的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图(5倍)。

具体实施方式

本发明基于现有技术中难以实现针对树脂镜片的抛光，在抛光速度、树脂镜片表面质量以及抛光液的稳定性方面不能兼具优异的效果。实践中，本申请的发明人发现，通过加入白炭黑，使其包覆在氧化铝微球表面，再结合特定地可与白炭黑相互作用的分散剂，不仅可以提高抛光液的切削速率，而且还能降低树脂镜片的表面划伤，且实现抛光液的悬浮稳定性，而且在本申请中，白炭黑的加入量不得超过1％，如若超过则会影响浆液的粘度，不利于抛光液的流动进而降低抛光效果，若低于0.5％，不利于对氧化铝微球进行表面包覆，既降低了抛光效果，且还不利于抛光液的分散稳定性。

在本发明的一个较佳实施方式中，所述分散剂含有能与所述白炭黑通过化学键结合的有机基团，所述有机基团为选自未被取代或被C_1-3的烷基取代的氨基、羧基、磺酰基、异氰酸酯基、酯基、聚醚基和羟基中的一种或多种组合。根据本发明的一个具体且优选的方面，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚，其可以使得被白炭黑包覆的氧化铝颗粒能够充分利用其高切削性能而同时不会对树脂镜片造成二次划伤，同时还能够提升浆液的稳定性。

在本发明的一个较佳实施方式中，抛光液的pH值在1-7为宜，在酸性的环境下，更加有利于浆液保持稳定性，并还可提高切削率，并利于镜片的清洗。

本发明中，氧化铝颗粒可通过如下方法制备而得：(1)以γ-Al(OH)₃和/或α-Al(OH)₃为原料，可以选用粒度在10-100微米的颗粒，形貌可以为正六边形、球形、棒状、哑铃状或片状等等；(2)煅烧：将步骤(1)的原料在箱式炉、隧道窑或者辊道窑中并在800-1200℃下煅烧一段时间，优选使煅烧后的氧化铝颗粒的比表面积为40-70m²/g；(3)将步骤(2)中处理过后的原料在搅拌磨或卧式磨中以800-1200rpm球磨至颗粒粒径至理想状态，本发明中，优选氧化铝颗粒的粒径为1.5-5.5μm。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述中，如无特殊说明，所有的原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。下述中，氧化铝的平均粒径约为2.0μm，比表面积约为50m²/g；硅油消泡剂购自美国空气化工的DF-66；壬基酚聚氧乙烯醚购自海安石油化工，白炭黑粒径约为0.3μm；悬浮剂购自克思曼(KESIM)的K-002。

实施例1

本实施例提供一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液，原料包括：氧化铝20份、白炭黑0.5份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、乙酸1份、悬浮剂1份、异丙醇酰胺0.05份、硅油消泡剂0.25份和水75.7份。

上述氧化铝基质的树脂镜片抛光液制备方法包括如下步骤：

(1)按配方比例称取各原料，先使颗粒状的所述氧化铝与1/2的所述水混合制备成混合物料；

(2)然后依次加入所述白炭黑、所述壬基酚聚氧乙烯醚、所述pH调节剂、所述悬浮剂、所述异丙醇酰胺和所述硅油消泡剂，在此过程中，每加一个原料搅拌30min，直至加完所述硅油消泡剂，加入剩余的所述水，搅拌2h，即得。

实施例2

本实施例提供一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液，原料包括：氧化铝30份、白炭黑0.8份、壬基酚聚氧乙烯醚2份、草酸1份、悬浮剂1份、异丙醇酰胺0.08份、硅油消泡剂0.32份和水64.8份。

制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例提供一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液，原料包括：氧化铝40份、白炭黑1份、壬基酚聚氧乙烯醚2.5份、乙酸1份、悬浮剂1份、异丙醇酰胺0.05份、硅油消泡剂0.25份和水54.2份。

制备方法同实施例1。

对比例1

基本同实施例1，其区别仅在于将白炭黑替换为硅酸钠。

对比例2

基本同实施例1，其区别仅在于白炭黑的添加量为1.1份，适应性调整水的添加量。

对比例3

基本同实施例1，其区别仅在于白炭黑的添加量为0.4份，适应性调整水的添加量。

对比例4

基本同实施例1，其区别仅在于将烷基酚聚氧乙烯醚替换为常用的一种抛光液分散剂十二烷基硫酸钠。

应用实例

将上述制备的实施例1-3以及对比例1-4的抛光液用于抛光树脂镜片，具体为：在劳尔抛光机上进行抛光(压力为0.8bar；时间10分钟，转速为1000rpm)，测得抛光后结果如下表一所示，同时树脂镜片处理前后的金相显微镜图分别如图1-8所示，图1为未使用抛光液对树脂镜片进行抛光处理的金相显微镜图，图2为实施例1的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图3为实施例2的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图4为实施例3的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图5为对比例1的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图6为对比例2的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图7为对比例3的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图，图8为对比例4的抛光液对树脂镜片进行抛光处理后的金相显微镜图。

表面质量以1-10的数字表示，数值越大表明抛光表面质量越好。

抛光液稳定性：将制备的抛光液在同等的室温条件下静置3个月，观察抛光液是否有沉淀以及是否有异味、产生泡沫或滋生细菌。

表一

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧化铝基质的树脂镜片抛光液，所述抛光液的原料包括颗粒状的氧化铝、分散剂、消泡剂、表面活性剂、pH调节剂和水，其特征在于，所述原料还包括平均粒径为0.1-0.5μm的白炭黑；所述原料中，以质量百分含量计，所述白炭黑的含量为0.5-1%，所述氧化铝与所述白炭黑的投料质量比20-80︰1，所述分散剂含有能与所述白炭黑通过化学键结合的有机基团。

2.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述有机基团为选自未被取代或被C_1-3的烷基取代的氨基、羧基、异氰酸酯基、酯基、聚醚基和羟基中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚，其中烷基酚基团的碳数为6-12个。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述分散剂与所述白炭黑的投料质量比为1.5-5︰1。

5.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述氧化铝的平均粒径为1.5-5.5μm；和/或，所述氧化铝的比表面积为40-70 m²/g。

6.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述表面活性剂为异丙醇酰胺；和/或，所述消泡剂为硅油消泡剂；和/或，所述pH调节剂为选自乙酸、草酸、硝酸、磷酸和盐酸中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述原料还包括占所述原料的质量百分含量为0.5-3%的悬浮剂，所述悬浮剂为克思曼的K-002。

8.根据权利要求7所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，所述抛光液通过先制备所述氧化铝与水的混合液、再依次将所述白炭黑、所述分散剂、所述pH调节剂、所述悬浮剂、所述表面活性剂和所述消泡剂加入所述混合液中而制成。

9.根据权利要求1所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液，其特征在于，以质量百分含量计，所述原料中，所述氧化铝占20-40%、所述分散剂占1.0-2.5%、所述pH调节剂占0.5-2%、所述悬浮剂占0.5-3%、所述表面活性剂占0.05-0.1%、所述消泡剂占0.1-0.8%和所述水占50.6-77.35%。

10.一种权利要求1-9中任一项权利要求所述的氧化铝基质的树脂镜片抛光液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）按配方比例称取各原料，先使颗粒状的所述氧化铝与部分所述水混合制备成混合物料；

（2）然后依次加入所述白炭黑、所述分散剂、所述pH调节剂、所述表面活性剂和所述消泡剂，在此过程中，每加一个原料搅拌10-50min，最后加入剩余的所述水，搅拌，即得；

所述制备方法还选择性地包括在加入所述pH调节剂之后加入悬浮剂，再加所述表面活性剂。