本发明专利技术为一种金刚石纳米粉的分散方法，其工艺步骤主要包括：１）将分散剂焦磷酸钠溶于去离子水中，溶液重量百分比浓度为０．０１～５％，２）加入水重量０．０１～５％的金刚石纳米粉，３）超声分散１～２０分钟，４）加入占水重量０．０００１～１％的分散稳定剂聚乙二醇（或阿拉伯树胶粉、或羧甲基纤维素），５）再超声１～２０分钟，得到平均粒径在纳米尺度的金刚石水溶胶，该发明专利技术可广泛用于研磨、抛光及耐磨介质的生产制造过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金刚石纳米粉(或称金刚石超细粉、金刚石超分散粉)的分散方法，属于纳米粉体加工领域，其应用涉及研磨、抛光、镀膜或耐蚀介质的生产制备。
技术介绍
爆轰法是一种常用的人工合成金刚石纳米粉的工艺方法。它利用炸药爆炸产生的瞬时高温高压将石墨粉转化为金刚石。爆炸后得到的粉末中除含有金刚石外，还有石墨、无定型碳、以及微量的金属，这些杂质需用化学法去除。如采用高氯酸、硫酸等强氧化剂在一定温度下将石墨、无定型碳及金属氧化，用氢氟酸溶去砂土等杂质，再经过洗涤、沉淀、烘干，就得到了较为纯净的金刚石纳米粉。爆轰法合成的金刚石粉有很小的颗粒细度，初次粒径仅有几个纳米大小。由于纳米金刚石颗粒表面能很高，而且存在表面官能团之间的相互作用，这种超细粉体通常处于几十至几百纳米大小的团聚状态。自爆轰法合成金刚石粉问世以来，接踵产生了大量的针对这种超细颗粒的分散技术，以使这种材料分散于液体中。中国专利技术专利200410022936.0和02139764.3分别公开了一种纳米金刚石解团聚和一种配制金刚石研磨液的方法。两专利共同的分散方法是向分散介质(水)中先加入润湿剂，将pH值调节至2-5之间，加入金刚石粉和表面活性剂及分散稳定剂，再将pH值调节至3-11的范围，最后采用超声分散和搅拌分散金刚石粉。中国专利技术专利92101780.4采用偶联剂、粘结剂、分散剂、表面活性剂、助磨剂等多种添加剂来分散金刚石粉，其中分散剂采用乙二醇、三聚磷酸钠、硅酸盐。日本专利JP8257898提出的方法是先通过加入氯化铁使金刚石颗粒表面带上正电荷，然后加入一种阴离子表面活性剂成为电中性的单颗粒，再加入另一种阴离子表面活性剂使之充分分散。日本专利JP62043482则是同时采用吡咯烷酮、聚乙二醇等水溶性分散剂，硫代琥珀酸脂盐、烷基苯磺酸盐等表面活性剂，以及水溶性高分子作为黏度调节剂来分散金刚石粉。由此可见，现有的在水性介质中分散金刚石的方法，基本上都采用多种添加剂复合的方式、操作步骤较为烦琐，工艺复杂。本专利技术目的在于提供一种配方和工艺简单的金刚石纳米粉分散方法，用于研磨液或抛光液的配制等生产过程。
技术实现思路
根据本专利技术，在去离子水或蒸馏水中，加入水重量0.01～5％的焦磷酸钠，再加入水重量0.01～5％的金刚石纳米粉，超声分散1～20分钟，再加入水重量0.0001～1％的聚乙二醇(或阿拉伯树胶粉、或羧甲基纤维素)，再超声分散1～20分钟，即得到分散良好的纳米金刚石水溶胶。本专利技术仅采用焦磷酸钠与聚乙二醇(或阿拉伯树胶粉、或羧甲基纤维素)两种分散剂配合，配方及工艺简单、分散充分、并能长时间稳定。具体实施例方式实施例1在50ml去离子水中，加入0.02g焦磷酸钠，再加入0.05g的金刚石超细粉，超声分散5分钟，再加入0.01g的聚乙二醇，再超声分散15分钟，即得到纳米金刚石分散液。经动态光散射激光粒度分析仪测定得到平均粒径为57.4nm，最大粒度144.61nm。实施例2在50ml去离子水中，加入0.03g焦磷酸钠，再加入0.05g的金刚石超细粉，超声分散5分钟，再加入0.007g的阿拉伯树胶粉，再超声分散20分钟，即得到纳米金刚石分散液。经动态光散射激光粒度分析仪测定得到平均粒径为60.5nm，最大粒度156.72nm。实施例3在500ml去离子水中，加入0.35g焦磷酸钠，再加入1g的金刚石超细粉，超声分散2分钟，再加入0.01g的羧甲基纤维素，再超声分散20分钟，即得到纳米金刚石分散液。经动态光散射激光粒度分析仪测定得到平均粒径为63.0nm，最大粒度175.37nm。权利要求1.，其特征在于，采用焦磷酸钠作为主分散剂，再辅以分散稳定剂，将金刚石纳米粉在水中分散，分散步骤如下1)将分散剂焦磷酸钠溶于去离子水中，溶液的重量百分比浓度在0.01～5％之间；2)加入水重量0.01～5％的金刚石纳米粉；3)超声分散1～20分钟；4)加入水重量0.0001～1％的分散稳定剂，分散稳定剂为聚乙二醇、阿拉伯树胶粉、羧甲基纤维素三者之一；5)再超声1～20分钟，得到平均粒径在纳米尺度的金刚石水溶胶。2.根据权利要求1所述的金刚石纳米粉的分散方法，其特征在于，被分散的金刚石纳米粉是由爆轰法合成制备的，且分散前已经过提纯处理。全文摘要本专利技术为，其工艺步骤主要包括1)将分散剂焦磷酸钠溶于去离子水中，溶液重量百分比浓度为0.01～5％，2)加入水重量0.01～5％的金刚石纳米粉，3)超声分散1～20分钟，4)加入占水重量0.0001～1％的分散稳定剂聚乙二醇(或阿拉伯树胶粉、或羧甲基纤维素)，5)再超声1～20分钟，得到平均粒径在纳米尺度的金刚石水溶胶，该专利技术可广泛用于研磨、抛光及耐磨介质的生产制造过程。文档编号C09G1/00GK1927436SQ20051009870公开日2007年3月14日 申请日期2005年9月7日 优先权日2005年9月7日专利技术者谢朝晖, 朱庆山, 黄文来 申请人:中国科学院过程工程研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金刚石纳米粉的分散方法，其特征在于，采用焦磷酸钠作为主分散剂，再辅以分散稳定剂，将金刚石纳米粉在水中分散，分散步骤如下：１）将分散剂焦磷酸钠溶于去离子水中，溶液的重量百分比浓度在０．０１～５％之间；２）加入水重量０．０１ ～５％的金刚石纳米粉；３）超声分散１～２０分钟；４）加入水重量０．０００１～１％的分散稳定剂，分散稳定剂为聚乙二醇、阿拉伯树胶粉、羧甲基纤维素三者之一；５）再超声１～２０分钟，得到平均粒径在纳米尺度的金刚石水溶胶。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢朝晖，朱庆山，黄文来，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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