一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液及其制备方法，属于精密、超精密研磨加工技术领域。该研磨液由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料0.1～5份，烷基酚聚氧乙烯醚0.01～2份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮1～5份，N-甲基吡咯烷酮1～5份，有机溶剂30～60份，水23～67.89份。本发明专利技术通过表面改性的方法即用烷基酚聚氧乙烯醚改性金刚石磨料，使得改性后的金刚石磨料能稳定吸附在改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮的分子链上，二者间的结合力增强，同时利用改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮分子的空间网络结构，阻碍金刚石磨料沉降聚集，实现其持续悬浮，节省研磨液在使用前的混匀操作，提高使用的便利性。

【技术实现步骤摘要】
一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液及其制备方法
本专利技术涉及一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，以及该研磨液的制备方法，属于精密、超精密研磨加工

技术介绍
在水性金刚石研磨液中，金刚石磨料由于自身重力、范德华力的共同作用，在短时间会很快的沉降聚集于容器底部。研磨液在使用之前，通常需要作再摇匀处理，使得容器瓶底部已沉聚的金刚石磨料再分散开，工艺繁琐，费时费力，这一处理过程大大降低了研磨液的使用便利性。公开号CN101186804A的专利技术专利公开了一种水性金刚石研磨液，主要由金刚石微粉、悬浮剂、分散稳定剂、有机溶剂和水组成，其中悬浮剂为皂化聚乙烯基醇、有机粘土、沉淀白炭黑、气相白炭黑、羟基丙基甲基纤维素。采用此技术方案，当金刚石微粉粒度在0.01～3μm时，磨料可长期保持均匀稳定悬浮状态，不会出现任何沉淀聚集现象；当金刚石粒度大于3μm时，则不能保持稳定悬浮。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液。同时，本专利技术还提供一种上述水性金刚石研磨液的制备方法。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料0.1～5份，烷基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂)0.01～2份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮(悬浮剂)1～5份，N-甲基吡咯烷酮(助溶剂)1～5份，有机溶剂(润滑助剂)30～60份，水(稀释剂)23～67.89份。所述金刚石磨料的粒度为M0/0.25～M50/70(0～70μm)，纯度为99.5％。所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或十二烷基酚聚氧乙烯醚，以上均为分析纯，且聚氧乙烯链的长度不会对磨料表面改性产生不利影响。烷基酚聚氧乙烯醚通过其分子链上的活性官能团在金刚石磨料表面的物理吸附，改变金刚石磨料颗粒表面的理化性质，最终达到对金刚石磨料表面改性的目的。所述改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮为市售商品，购自广州易通高分子材料有限公司，纯度为95％。改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮在加入到研磨液中后，可在瞬间形成三维网状结构，使研磨液产生触变流动性，防止金刚石磨料在静置过程中沉降聚集，实现其持续悬浮。所述有机溶剂优选乙二醇或聚乙二醇，均为分析纯。有机溶剂的作用为提高研磨液的润滑性。所述水优选去离子水，其TDS值小于0.03mg/L。去离子水可降低研磨液粘度，提高其在研磨盘面的流动性。一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液的制备方法，包括以下步骤：按照质量份数准确取各组分，将烷基酚聚氧乙烯醚加入金刚石磨料中混匀，再加入有机溶剂和水混匀，最后加入改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮混匀，即得。所述混匀的方式优选超声分散，或者超声分散与搅拌相结合。超声分散的工艺参数优选为：功率500～1500W，频率40KHz，时间10～30分钟。本专利技术的有益效果：本专利技术采用烷基酚聚氧乙烯醚改性金刚石磨料，使得改性后的金刚石磨料吸附能稳定吸附在改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮的分子链上，增强了二者间的结合力。同时利用改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮分子的空间网络结构，阻碍金刚石磨料颗粒沉降聚集，实现其稳定悬浮，最终提高研磨液的使用便利性。另外，本专利技术还可避免因磨料沉积结块而可能产生加工缺陷的隐患。本专利技术中水性金刚石研磨液的制备工艺简单、易操作，适于规模化工业生产及应用。附图说明图1为试验例中实施例1及对比例制备研磨液中金刚石磨料的悬浮性能对比。具体实施方式下述实施例仅对本专利技术作进一步详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制。实施例1本实施例中磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料(粒度M0/0.5，纯度99.5％)0.1份，壬基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂，NP-6与NP-9各取0.005份，分析纯)0.01份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮(悬浮剂，纯度95％)1份，N-甲基吡咯烷酮(分析纯)1份，乙二醇(分析纯)30份，去离子水(TDS值小于0.03mg/L)67.89份。磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液的制备方法，包括以下步骤：按照质量份数准确取各组分，将壬基酚聚氧乙烯醚加入金刚石磨料中，搅拌并超声分散10min，超声功率500W，频率40KHz；再加入乙二醇和去离子水，搅拌并超声分散(功率、频率同上)20min；最后加入改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散(功率、频率同上)15min，即得。实施例2本实施例中磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料(粒度M5/10，纯度99.5％)0.5份，辛基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂，OP-6与OP-9各取0.25份，分析纯)0.5份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮(悬浮剂，纯度95％)2份，N-甲基吡咯烷酮(分析纯)2份，聚乙二醇(分析纯)40份，去离子水(TDS值小于0.03mg/L)55份。磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液的制备方法，包括以下步骤：按照质量份数准确取各组分，将辛基酚聚氧乙烯醚加入金刚石磨料中，搅拌并超声分散15min，超声功率600W，频率40KHz；再加入聚乙二醇和去离子水，搅拌并超声分散(功率、频率同上)20min；最后加入改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散(功率、频率同上)20min，即得。实施例3本实施例中磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料(粒度M20/30，纯度99.5％)2份，壬基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂，NP-6与NP-15各取0.5份，分析纯)1份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮(悬浮剂，纯度95％)3份，N-甲基吡咯烷酮(分析纯)3份，聚乙二醇(分析纯)50份，去离子水(TDS值小于0.03mg/L)41份。磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液的制备方法，包括以下步骤：按照质量份数准确取各组分，将壬基酚聚氧乙烯醚加入金刚石磨料中，搅拌并超声分散10min，超声功率800W，频率40KHz；再加入聚乙二醇和去离子水，搅拌并超声分散(功率、频率同上)20min；最后加入改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散(功率、频率同上)15min，即得。实施例4本实施例中磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料(粒度M25/35，纯度99.5％)3份，十二烷基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂，分析纯)2份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮(悬浮剂，纯度95％)4份，N-甲基吡咯烷酮(分析纯)4份，乙二醇(分析纯)50份，去离子水(TDS值小于0.03mg/L)37份。磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液的制备方法，包括以下步骤：按照质量份数准确取各组分，将十二烷基酚聚氧乙烯醚加入金刚石磨料中，搅拌并超声分散15min，超声功率800W，频率40KHz；再加入乙二醇和去离子水，搅拌并超声分散(功率、频率同上)25min；最后加入改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮，搅拌并超声分散(功率、频率同上)20min，即得。实施例5本实施例中磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料(粒度M40/60，纯度99.5％)5份，壬基酚聚氧乙烯醚(表面改性剂，OP-4与OP-10各取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料0.1～5份，烷基酚聚氧乙烯醚0.01～2份，改性聚脲的N‑甲基吡咯烷酮1～5份，N‑甲基吡咯烷酮1～5份，有机溶剂30～60份，水23～67.89份。

【技术特征摘要】
1.一种磨料持续悬浮的水性金刚石研磨液，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：金刚石磨料0.1~5份，烷基酚聚氧乙烯醚0.01~2份，改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮1~5份，N-甲基吡咯烷酮1~5份，有机溶剂30~60份，水23~67.89份；所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或十二烷基酚聚氧乙烯醚；所述有机溶剂为乙二醇或聚乙二醇。2.根据权利要求1所述的水性金刚石研磨液，其特征在于：所述金刚石磨料的粒度为M0/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，方伟，豁国燕，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41