[发明专利]一种高效金刚石抛光剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效金刚石抛光剂及其制备方法。

背景技术

金刚石莫氏硬度为10，其硬度远远高于其他材料。金刚石作为一种超硬材料广泛应用于高速、高效磨削和精密、超精密磨削等领域，金刚石微粉除了用于切割工具等材料加工领域外，在研磨抛光技术领域的应用也越来越普及，其特点是磨削速度快，能防止抛光表面在抛光过程中产生划痕、黑点、粒子表面残留等质量缺陷，同时具有无腐蚀、成本低、环保无毒等特性。

CN102391789A公开了一种纳米金刚石抛光液，该抛光液能用于玻璃等软质材料的抛光，解决了纳米金刚石的团聚问题，能使其在水中稳定悬浮，但是该发明没有很好地解决抛光的质量问题，另外该发明也不能用于高碳钢等高硬金属材料及陶瓷等软材料的抛光，适用范围很窄。

CN1940003A公开了一种水基金刚石抛光液，该抛光剂能够稳定悬浮不沉降，但是仍没很好地解决抛光质量问题。

CN103525314A公开了一种高效金刚石润滑冷却抛光液，该抛光液以碳化硅微粉、氧化铝微粉、氧化铬微粉为助磨剂，制得的抛光剂主要用于金属金相试样的抛光，该抛光剂对Cr₂O₃、陶瓷、玉石、石英等材料的岩相分析抛光效果仍欠佳。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种不仅能稳定悬浮，而且能适用于各种金相和岩相产品的抛光，且抛光质量好，抛光后没有划痕、黑点，粒子表面无残留的高效金刚石抛光剂，本发明还提供该抛光剂的制备方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效金刚石抛光剂，它由以下重量百分比的原料制备而成的：

所述超精金刚石微粉的粒度为0.5-40μm；

所述溶剂为水或乙醇或乙醇水溶液；

所述表面活性剂为硅酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种，当为多种时，可以采用任意比例；

所述润湿剂为硬脂酸、丙酮、石油醚中的一种或多种，当为多种时，可以采用任意比例；

所述分散剂为聚乙烯亚胺、甘油、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种或多种，当为多种时，可以采用任意比例。

优选地，所述超精金刚石微粉是按以下方法制备而成的：

1)选用单晶金刚石为原料，利用对喷式气流磨破碎；

2)将破碎后的金刚石料放入电磁球磨机中再破碎，将破碎后的金刚石微粉整形后进行化学净化与漂洗分级；

3)将分级好的金刚石微粉放入微波干燥箱中干燥，得到粒径为0.5-40μm的超精金刚石微粉。

一种制备所述高效金刚石抛光剂的方法，包括以下步骤：将所述溶剂、强酸与超精金刚石微粉按比例置入连续式粉体表面改性机内，混匀后，加热至50-70℃混合搅拌，然后边搅拌边在1-3小时内缓缓地将正硅酸乙酯滴加到混合溶液中，升温到60-80℃继续搅拌10-60分钟，然后冷却到30-50℃，再按比例加入表面活性剂、润湿剂、分散剂，用PH调节剂将PH值调节到6-8，搅拌均匀后将上述混合液在频率为20-50KHz的条件下超声乳化5-30分钟，即得。

优选地，所述制备方法包括以下步骤：将所述溶剂、强酸与超精金刚石微粉按比例置入连续式粉体表面改性机内，混匀后，加热至60℃混合搅拌，然后边搅拌边在2小时内缓缓地将正硅酸乙酯滴加到混合溶液中，升温到80℃继续搅拌30分钟，然后冷却到40℃，再按比例加入表面活性剂、润湿剂、分散剂，用PH调节剂将PH值调节到7，搅拌均匀后将上述混合液在频率为28KHz的条件下超声乳化20分钟，即得。

进一步优选地，所述超精金刚石微粉的粒径为28μm。采用该粒径不仅抛光效果更好而且生产成本更低。

进一步优选地，所述强酸为盐酸。

本发明的有益效果是：

1)本发明通过用正硅酸乙酯对金刚石微粉进行表面改性处理，使得金刚石微粉的表面形成二氧化硅包覆层，表面改性的原理是：

首先，正硅酸乙酯Si(OEt)4在溶剂中发生水解反应：

生成的二氧化硅在高温研磨、搅拌的作用下吸附于超精金刚石微粉的表面形成包覆层。