一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法与流程

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1.本发明涉及固体研磨剂领域，主要涉及一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法。

背景技术：

2.超硬材料是指硬度特别高的材料，可分为天然以及人造两种，前者主要包括天然的金刚石、黑钻石、宝石，齿科材料等，后者则包括聚合钻石纳米棒、化学气相沉积金刚石、锆质陶瓷等。超硬材料由于硬度远高于其它材料的硬度，适于用来制造加工其它材料的工具，如锯切工具、钻井工具、精密磨具、石材磨具、切削刀具、修整工具等，应用于加工硬质材料，具有无可比拟的优越性，占有不可替代的重要地位，正因如此，超硬材料在工业上获得了广泛应用，包括作为制造磨具材料刚玉、碳化硅以及刀具材料硬质合金、高速钢等硬质工具的原材料。除了用来制造工具之外，超硬材料在口腔医疗方面，也有重要应用，常见的是蛀牙和斑可以由牙科专业人员用研磨剂磨光来去除，这属于超硬材料中齿科材料在口腔领域的应用，然而现有研磨剂性能不稳定，不能长期储存，液体和膏状研磨剂大多需要现场配置后再使用，同时在使用前需要添加稀释剂，使用过程中易产生分散不均匀，易沉淀，吸附性差问题，使用后清洗困难。因此，如何解决传统的研磨剂存在的问题，是超硬材料使用中聚焦的重点。

技术实现要素：

3.本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法。解决了现有研磨剂性能不稳定，不能长期储存，需要现场配置后再使用、使用前需要添加稀释剂，使用过程中易产生分散不均匀、易沉淀、吸附性差、使用后清洗困难的问题。
4.本发明一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法：
5.按照重量百分比包括如下组分：金刚石粉末50％-60％、软磨剂10％-20％、分散剂1％-5％、赋形剂1％-6％、芳香剂4％-12％、抗氧化剂1％-2％、光亮剂2％-3％、增稠剂0.5％-1.5％、膨胀剂1％-5％。
6.主料为金刚石粉末和软磨剂，金刚石粉末粒径为7000-10000目、软磨剂成分为氧化铝、氧化铈或二氧化硅粉末其中一种或几种，分散剂成分为乙醇、水和甘油、赋形剂成分为硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇其中一种或几种、芳香剂成分为柠檬香精、薄荷叶油、薄荷醇和木糖醇其中一种或几种、光亮剂成分为水杨酸或炔醇、抗氧化剂成分为改性纳米氧化锌、光亮剂成分为硼硅酸钠钙、增稠剂成分为羟甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠或卡波姆其中一种或几种、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠、甲基椰油酰基牛磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱其中一种。
7.固体金刚石研磨剂制备按照以下步骤制备：
8.s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下
加热到115℃-125℃，至溶解均匀；
9.s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；
10.s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；
11.s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。
12.固体金刚石研磨剂在超硬材料抛光时的使用，按照以下步骤进行：
13.s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；
14.s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；
15.s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。
16.本发明优点：
17.本发明加入软磨剂达到精磨效果，还通过对金刚石粉末的辅料组分调整，其中加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，与传统研磨剂相比，具有以下创新之处：
18.1、本发明提供的一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，性质稳定，不添加任何稀释剂直接使用，使用和运输方便；
19.2、本发明提供的一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，熔点适宜，常温固态，工作温度下熔融工作温度下吸附性好，不产生粉尘；
20.3、本发明提供的一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，制备方法简单，成本低廉，符合工业大规模生产的需求；
21.4、本发明提供的一种可用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，抛光打磨后工件直接水洗即可，易清洁，操作方便；
22.5、本发明提供的一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，粒度均匀，常温常压下储存5年以上、性能稳定、不开裂变形，储存时间长；
23.6、本发明提供的一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂，气味芬芳，用户使用体验良好。
具体实施方式：
24.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.本实施例中，用于超硬材料的固体金刚石研磨剂各组分的重量百分为如下组分：金刚石粉末58％、软磨剂20％、分散剂1％、赋形剂1％、芳香剂12％、抗氧化剂1％、光亮剂2％、增稠剂1％、膨胀剂4％；
27.实施中，主料为金刚石粉末，软磨剂为氧化铝、分散剂为乙醇、水和甘油、赋形剂为硬脂酸、芳香剂为柠檬香精、抗氧化剂为改性纳米氧化锌、光亮剂为硼硅酸钠钙、增稠剂为羟甲基纤维素钠、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠；
28.以1000g固体金刚石研磨剂制备为例，称取金刚石粉末580g、软磨剂200g、分散剂10g、赋形剂10g、芳香剂120g、抗氧化剂10g、光亮剂20g、增稠剂10g、膨胀剂40g；
29.固体金刚石研磨剂制备按照以下步骤制备：
30.s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下加热到115-125℃，至溶解均匀；
31.s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；
32.s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；
33.s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。
34.固体金刚石研磨剂在超硬材料抛光时的使用，按照以下步骤进行：
35.s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；
36.s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；
37.s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。
38.实施例2
39.本实施例中，用于超硬材料的固体金刚石研磨剂各组分的重量百分为如下组分：金刚石粉末60％、软磨剂15％、分散剂4％、赋形剂6％、芳香剂10％、抗氧化剂1％、光亮剂2％、增稠剂1％、膨胀剂1％；
40.实施中，主料为金刚石粉末，软磨剂为氧化铝、分散剂为乙醇、水和甘油、赋形剂为硬脂酸、芳香剂为柠檬香精、抗氧化剂为改性纳米氧化锌、光亮剂为硼硅酸钠钙、增稠剂为羟甲基纤维素钠、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠；
41.以1000g固体金刚石研磨剂制备为例，称取金刚石粉末600g、软磨剂150g、分散剂40g、赋形剂60g、芳香剂100g、抗氧化剂10g、光亮剂20g、增稠剂10g、膨胀剂10g；
42.固体金刚石研磨剂制备按照以下步骤制备：
43.s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下加热到115-125℃，至溶解均匀；
44.s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；
45.s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；
46.s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。
47.固体金刚石研磨剂在超硬材料抛光时的使用，按照以下步骤进行：
48.s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；
49.s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；
50.s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。
51.实施例3
52.本实施例中，用于超硬材料的固体金刚石研磨剂各组分的重量百分为如下组分：金刚石粉末53％、软磨剂19％、分散剂3％、赋形剂5％、芳香剂10％、抗氧化剂2％、光亮剂3％、增稠剂1.5％、膨胀剂3.5％；
53.实施中，主料为金刚石粉末，软磨剂为氧化铝、分散剂为乙醇、水和甘油、赋形剂为硬脂酸、芳香剂为柠檬香精、抗氧化剂为改性纳米氧化锌、光亮剂为硼硅酸钠钙、增稠剂为羟甲基纤维素钠、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠；
54.以1000g固体金刚石研磨剂制备为例，称取金刚石粉末530g、软磨剂190g、分散剂30g、赋形剂50g、芳香剂100g、抗氧化剂50g、光亮剂30g、增稠剂15g、膨胀剂35g；
55.固体金刚石研磨剂制备按照以下步骤制备：
56.s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下加热到115-125℃，至溶解均匀；
57.s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；
58.s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；
59.s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。
60.固体金刚石研磨剂在超硬材料抛光时的使用，按照以下步骤进行：
61.s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；
62.s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；
63.s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。
64.实施例4
65.本实施例中，用于超硬材料的固体金刚石研磨剂各组分的重量百分为如下组分：金刚石粉末60％、软磨剂17％、分散剂5％、赋形剂2％、芳香剂6％、抗氧化剂2％、光亮剂2％、增稠剂1.5％、膨胀剂2.5％；
66.实施中，主料为金刚石粉末，软磨剂为氧化铝、分散剂为乙醇、水和甘油、赋形剂为硬脂酸、芳香剂为柠檬香精、抗氧化剂为改性纳米氧化锌、光亮剂为硼硅酸钠钙、增稠剂为羟甲基纤维素钠、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠；
67.以1000g固体金刚石研磨剂制备为例，称取金刚石粉末600g、软磨剂150g、分散剂50g、赋形剂20g、芳香剂60g、抗氧化剂20g、光亮剂20g、增稠剂15g、膨胀剂25g；
68.固体金刚石研磨剂制备按照以下步骤制备：
69.s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下加热到115-125℃，至溶解均匀；
70.s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；
71.s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；
72.s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。
73.固体金刚石研磨剂在超硬材料抛光时的使用，按照以下步骤进行：
74.s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；
75.s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；
76.s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。

技术特征：

1.一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，其特征按照重量百分比包括如下组分：金刚石粉末50％-60％、软磨剂10％-20％、分散剂1％-5％、赋形剂1％-6％、芳香剂4％-12％、抗氧化剂1％-2％、光亮剂2％-3％、增稠剂0.5％-1.5％、膨胀剂1％-5％，在固体金刚石研磨剂使用时，使用者不需要加稀释剂。2.根据权利要求1所述一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，主料为金刚石粉末和软磨剂，其特征为金刚石粉末粒径为7000-10000目、软磨剂成分为氧化铝、氧化铈或二氧化硅粉末其中一种或几种。3.根据权利要求1所述一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，辅料特征：分散剂成分为乙醇、水和甘油、赋形剂成分为硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇其中一种或几种，芳香剂成分为柠檬香精、薄荷叶油、薄荷醇和木糖醇其中一种或几种、光亮剂成分为水杨酸或快醇、抗氧化剂成分为改性纳米氧化锌、光亮剂成分为硼硅酸钠钙、增稠剂成分为羟甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠或卡波姆其中一种或几种、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠、甲基椰油酰基牛磺酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱其中一种。4.根据权利要求1所述一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，其制备方法特征为以下步骤：s1：装有搅拌器和回流冷凝管的三口瓶中加入硬脂酸钠、乙醇、水和甘油，搅拌下加热到115-125℃，至溶解均匀；s2：将磨料金刚石微粉和软磨剂加入溶液中，搅拌下加入分散剂、赋形剂、芳香剂、抗氧化剂、光亮剂、增稠剂、膨胀剂，继续搅拌；s3：冷却至100℃以下后，将s2制得的混合物置于超声反应器中，水浴温度70-80℃，功率100-120khz下超声分散30-50min，得到乳状混合物；s4：将s3得到的混合物空气中放置，自然冷却至室温，固化成形。5.根据权利要求1所述一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，使用特征为以下步骤：s1：使用者开动羊毛抛盘，在研磨剂表面蘸取少量研磨剂；s2：使用者对超硬材料表面进行抛光打磨2-3秒，观察是否达到镜面效果；s3：抛光打磨后，将抛光打磨的超硬材料工件直接用水冲洗即可。

技术总结

本发明公开了一种用于超硬材料的固体金刚石研磨剂及制备方法，按照重量百分比包括如下组分：金刚石粉末50％-60％、软磨剂10％-20％、分散剂1％-5％、赋形剂1％-6％、芳香剂4％-12％、抗氧化剂1％-2％、光亮剂2％-3％、增稠剂0.5％-1.5％、膨胀剂1％-5％；本发明中软磨剂为氧化铝、分散剂为乙醇、水和甘油、赋形剂为硬脂酸、芳香剂为柠檬香精、抗氧化剂为改性纳米氧化锌、光亮剂为硼硅酸钠钙、增稠剂为羟甲基纤维素钠、膨胀剂为月桂醇硫酸酯钠；本发明不仅增强了研磨效果，使用直接方便，同时解决了传统研磨剂在使用时需要加稀释剂再使用、不能水洗、难以清洁、存放时间短、性能不稳定、使用时容易四处飞溅问题。使用时容易四处飞溅问题。