[发明专利]纳米金刚石胶体的制备方法及纳米金刚石二次分散方法

说明书

本发明提供了一种纳米金刚石胶体的制备方法及纳米金刚石二次分散方法。其工艺过程为：将纳米金刚石原料酸化处理后分散在正辛烷中进行机械研磨，得到澄清透明的黑色胶体溶液；将所得的胶体溶液进行干燥，得到纳米金刚石质量百分比为60%‑70%的膏状物；将该膏状物溶在正辛烷中能重新得到澄清透明的黑色胶体溶液，进而实现纳米金刚石的二次分散。本发明制备的纳米金刚石胶体溶液可应用于精密研磨、抛光加工、复合材料、润滑油等领域，同时本发明实现了纳米金刚石的二次分散，使分散好的纳米金刚石在运输上更加方便，实用性增强。

技术领域

本发明涉及纳米金刚石加工技术领域，具体地说是一种纳米金刚石胶体的制备方法及纳米金刚石二次分散方法。

背景技术

纳米金刚石除继承了金刚石的优点以外，同时还具有纳米材料的特性，拥有优异的力学、热学、光学、电学性能，化学性能稳定且具有良好的生物相容性，因此其在精密研磨、抛光加工以及润滑油等领域有着潜在的应用价值。纳米金刚石是由4 ～ 12nm 尺寸大小的颗粒团聚而成，目前工业化生产的纳米金刚石平均粒径在2μm 左右，颗粒大小从几百纳米到十几微米。团聚体是在负氧平衡下高温高压合成时，形成的液态碳滴之间相互碰撞，在冷却过程中一起结晶形成硬团聚体。硬团聚是纳米金刚石团聚的主要形式，它的存在严重阻碍了纳米金刚石的发展，使其优良的性能难以得到发挥，要推动纳米金刚石的应用必须要解决硬团聚问题。现在纳米金刚石解团聚的方法有物理法和化学法。但从前人的研究中发现无论是物理法还是化学法对金刚石进行解团聚，都没有提到纳米金刚石二次分散的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米金刚石胶体的制备方法及纳米金刚石二次分散方法，以填补现有技术中尚未出现纳米金刚石二次分散的技术空白。

本发明的目的是这样实现的：

一种纳米金刚石胶体的制备方法，包括如下步骤：

a、将纳米金刚石原料与浓硝酸在反应釜中反应，之后用去离子水将产物清洗至中性，获得酸化纳米金刚石；

b、将步骤a中所得酸化纳米金刚石与正辛烷和油酸一起置于球磨/研磨罐内，并向球磨/研磨罐内加入球磨/研磨珠，常温下湿法球磨/研磨，得到澄清透明的黑色胶体溶液；

c、将步骤b中所得澄清透明的黑色胶体溶液进行干燥处理，得到含纳米金刚石质量百分比为60%-70%的膏状物，该膏状物即为所制备的纳米金刚石胶体。

依照上述三个步骤制成纳米金刚石胶体后，将纳米金刚石胶体溶于正辛烷中，振荡，再次得到澄清透明的黑色胶体溶液，这就是本发明中所说的纳米金刚石二次分散工艺。

优选的，步骤a中所述纳米金刚石原料为经爆轰法所得的纳米金刚石团聚体，未经任何处理，如未经过提纯处理；纳米金刚石原料中纳米金刚石的含量为55wt% ～ 75wt%，纳米金刚石原料的粒径大小从几百纳米到十几微米不等。

优选的，步骤a中浓硝酸的质量分数为65%；纳米金刚石原料与浓硝酸的质量比为1:40。

优选的，步骤a中所述反应釜的温度为200 ℃，反应时间为4h。

优选的，步骤b中酸化纳米金刚石与正辛烷的质量比为(1 ～ 4) : 100，酸化纳米金刚石和油酸的质量比为1:1；球磨/研磨珠的大小一般小于0.2mm，优选的，球磨/研磨珠的大小为0.08mm-0.12mm。球磨/研磨珠占球磨/研磨罐体积的60% ～75%。

优选的，步骤b中球磨/研磨时采用的是高效的行星式球磨/研磨机，球磨/研磨在室温下进行。球磨/研磨机的转速应大于100rpm，线速度应大于1m/min；优选的，球磨/研磨机的转速大于360rpm，线速度大于5m/min。球磨/研磨机的最高转速为580r/min。