一種外膜混合金剛石球形磨料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種外膜混合金剛石球形磨料及其制備方法，本發明專利技術球形磨料由下述重量百分比的原料組成：金剛石磨料60％～80％，結合劑10％～30％，輔料5％～20％，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅的混合物。本發明專利技術采用熱固化樹脂和水性二氧化硅的混合物作為結合劑，通過簡單的加熱和超聲即可制備得到高性能的外膜混合金剛石球形磨料，該球形磨料具備普通金剛石顆粒的硬度和表面切削力，又通過熱固化樹脂、水性二氧化硅和金剛石磨料的結合形成樹脂固化膜包覆水性二氧化硅的結構，改變單個金剛石結合體顆粒脆性，提高了韌性和磨料整體的自銳性，特別適用于磁頭、硬盤、光學玻璃及LED行業的藍寶石晶片超精密的研磨和拋光。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于磨料
，涉及一種金剛石球形磨料及其制備方法，具體涉及一種外膜混合金剛石球形磨料及其制備方法。
技術介紹
金剛石微粉是一種精細的超硬磨料。通常是以亞毫米級金剛石單晶為原料，經破碎、整形和一系列的物理化學處理，制出顆粒形狀規整，符合一定粒度分布的磨料。它是目前世界上最高級最精密的超硬磨料，廣泛用于機械、電子、冶金、建筑及國防等各個領域。它常用于加工硬脆材料及要求精度高的工件。例如：軸承的滾珠滾道、碳化鎢及金剛石拉絲模、各種陶瓷件、精密模具、硅片、光學鏡片、芯片、各種磁性材料元器件、紅寶石、藍寶石、綠寶石、翡翠、各種金剛石及寶石軸承、各種量規。它既可作散粒磨料使用，又可制成研磨膏、研磨片、精磨片、珩磨油石、拋光液、多晶金剛石復合片及砂紙使用。近年來，隨著國外高新技術的飛速發展，電子材料、各類寶石、精細陶瓷、光學玻璃和密封件等領域對金剛石磨料的需求量與日俱增，尤其對金剛石磨料的品質要求越來越高。傳統的金剛石磨料是單晶結構，顆粒表面較為平滑，硬度具有方向性，且與其結晶形態、內部缺陷和晶體大小有關，同時受到外力沖擊時沿解理面碎裂，會對所加工表面產生很深的劃傷。多晶金剛石(微粉)通常是利用獨特的定向爆破法由石墨轉化而得，其顆粒晶體結構與天然的Carbonado極為相似，通過不飽和鍵結合多晶體結構，具有很好的韌性和自銳性，在拋光過程中，粗顆粒會破碎成更小的顆粒，可避免
對工件表面造成劃傷，既保證了工件表面質量，又提高了研磨切削力效率，在某些高質量要求的產品加工過程中顯示出它獨特的優越性，具有高耐磨性和使用壽命長的優點，但是，其制作成本較高，是普通金剛石磨料的幾十倍，且由于產品多為納米級，石墨含量多，凈化過程復雜。
技術實現思路
針對現有技術中存在的上述問題，本專利技術的目的在于提供一種外膜混合金剛石球形磨料及其制備方法，該種方法簡單、生產效率高且成本低，制備的自銳性金剛石磨料不僅具有很高的強度和硬度，強度可達60-70mpa，硬度可達9以上，而且，自銳性和韌性好，在研磨和拋光過程中能緩慢地自動剝落而顯現出新的切削刃，既保證了加工的高精度、高效率也不會劃傷工件，特別適用于磁頭、硬盤、光學玻璃及LED行業的藍寶石晶片超精密的研磨和拋光。為達上述目的，本專利技術采用如下技術方案：第一方面，本專利技術提供一種外膜混合金剛石球形磨料，所述球形磨料由水性二氧化硅顆粒及包覆在水性二氧化硅顆粒表面的樹脂固化膜組成，所述樹脂固化膜中均勻地分散有金剛石磨料。本專利技術所述外膜混合金剛石磨料具有很高的強度和硬度，其強度可達60-70mpa，硬度可達9以上，而且，本專利技術的外膜混合金剛石磨料還具有非常好的自銳性和韌性，在研磨和拋光過程中能逐漸自動剝落而顯現出新的切削刃，既保證了加工的高精度、高效率也不會劃傷工件。以下作為本專利技術優選的技術方案，但不作為對本專利技術提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本專利技術的技術目的和有益效果。優選地，所述外膜混合金剛石球形磨料為類球形顆粒，所述外膜混合金剛
石磨料的粒度中值為40μm～50μm，例如可為40μm、42μm、45μm、48μm或50μm等。優選地，所述水性二氧化硅顆粒的粒徑為20μm～30μm，例如可為20μm、22μm、24μm、25μm、28μm或30μm等。優選地，所述樹脂固化膜的厚度為15μm～25μm，例如可為15μm、17μm、20μm、22μm、24μm或25μm等，優選為20μm。優選地，所述金剛石磨料的粒徑為2μm～5μm，例如可為2μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等。作為本專利技術所述外膜混合金剛石球形磨料的優選技術方案，一種外膜混合金剛石磨料，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計包括：金剛石磨料 60％～80％結合劑 10％～30％輔料 5％～20％其中，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物。本專利技術所述“結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物”指：本專利技術的結合劑除了包括熱固化樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物之外，還可以包括其他組分，且其中的“包括”可以替換成“為”，即只由熱固化樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物的構成結合劑。所述球形磨料的各原料組分重量百分比之和為100％。本專利技術所述球形磨料原料組分中，金剛石磨料的重量百分比為60％～80％，例如可為60％、63％、65％、70％、75％或80％等。本專利技術所述球形磨料原料組分中，結合劑的重量百分比為10％～30％，例如可為10％、15％、20％、23％、25％或30％等。本專利技術所述結合劑包括熱固性樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物，所述熱固化樹脂例如可為但不限于：密胺樹脂、聚氨酯樹脂或脲醛樹脂中的任意一種或至少兩種的混合物，所述熱固化樹脂的混合物典型但非限制性實例有密胺樹脂和聚氨酯樹脂的混合物，密胺樹脂和脲醛樹脂的混合物，密胺樹脂、聚氨酯樹脂和脲醛樹脂的混合物等。本專利技術所述水性二氧化硅是親水性氣相二氧化硅。本專利技術所述球形磨料原料組分中，輔料的重量百分比為5％～20％，例如可為5％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等。本專利技術所述輔料可以是本領域常用的輔料，例如常見的無機填料，優選為碳酸鹽，但又不限于無機填料，舉例可以包括二氧化硅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、氧化鋅、氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鋇、鈦酸鋇或鈦酸鉀等，優選為碳酸鈣和/或碳酸鈉，通過采用碳酸鈣和/或碳酸鈉作為輔料，制備外膜混合金剛石球形磨料，可以增加金剛石磨料和結合劑結合后的穩定性。本專利技術所述“碳酸鈣和/或碳酸鈉”指：可以是碳酸鈣，也可以是碳酸鈉，還可以是碳酸鈣和碳酸鈉的混合物。優選地，所述輔料為碳酸鈣和碳酸鈉的混合物，且輔料中碳酸鈣和碳酸鈉的質量比為5:5。優選地，所述結合劑中，熱固化樹脂和水性二氧化硅的質量比為1:(4～19)，例如可為1:4、1:5、1:5.67、1:6、1:7、1:9、1:10、1:12.5、1:15、1:18或1:19等。通過調節結合劑中熱固化樹脂和水性二氧化硅的質量比，可以控制水性二氧化硅、熱固化樹脂和金剛石磨料的結合強度和得到的外膜混合金剛石球形磨料的自銳性和韌性，在優選范圍內，外膜混合金剛石球形磨料不僅具有很高的強度和硬度，還具有很好的自銳性和韌性，在研磨和拋光過程中能
逐漸自動剝落而顯現出新的切削刃，既保證了加工的高精度、高效率也不會劃傷工件。進一步優選地，一種外膜混合金剛石球形磨料，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計為：金剛石磨料 60％～70％結合劑 10％～20％輔料 10％～20％其中，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅的混合物；所述球形磨料的各原料組分重量百分比之和為100％。更進一步優選地，一種外膜混合金剛石球形磨料，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計為：金剛石磨料 65％結合劑 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種外膜混合金剛石球形磨料，其特征在于，所述球形磨料由水性二氧化硅顆粒及包覆在水性二氧化硅顆粒表面的樹脂固化膜組成，所述樹脂固化膜中均勻地分散有金剛石磨料。

【技術特征摘要】
1.一種外膜混合金剛石球形磨料，其特征在于，所述球形磨料由水性二氧化硅顆粒及包覆在水性二氧化硅顆粒表面的樹脂固化膜組成，所述樹脂固化膜中均勻地分散有金剛石磨料。2.根據權利要求1所述的外膜混合金剛石球形磨料，其特征在于，所述球形磨料為類球形顆粒，所述球形磨料的粒度中值為40μm～50μm；優選地，所述水性二氧化硅顆粒的粒徑為20μm～30μm；優選地，所述樹脂固化膜的厚度為15μm～25μm，優選為20μm；優選地，所述金剛石磨料的粒徑為2μm～5μm。3.根據權利要求1或2所述的外膜混合金剛石球形磨料，其特征在于，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計包括：金剛石磨料 60％～80％結合劑 10％～30％輔料 5％～20％其中，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅顆粒的混合物；所述球形磨料的各原料組分重量百分比之和為100％。4.根據權利要求1-3任一項所述的外膜混合金剛石球形磨料，其特征在于，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計為：金剛石磨料 60％～70％結合劑 10％～20％輔料 10％～20％其中，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅的混合物；所述球形磨料的各原料組分重量百分比之和為100％。5.根據權利要求1-4任一項所述的外膜混合金剛石球形磨料，其特征在
\t于，所述球形磨料的原料組分按重量百分比計為：金剛石磨料 65％結合劑 15％輔料 15％其中，所述結合劑包括熱固化樹脂和水性二氧化硅的混合物；所述球形磨料的各原料組分重量百分比之和為100％。6.根據權利要求1-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：于洋，張新忠，
申請(專利權)人：無錫斯達新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32