【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及磨料磨具，特別是涉及一種改性金剛石微粉及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、金剛石是磨具中的重要磨料，通常需要對(duì)金剛石進(jìn)行表面改性以增強(qiáng)金剛石與鍍層之間的結(jié)合力。傳統(tǒng)金剛石的表面改性技術(shù)包括敏化-活化兩步法和膠體鈀活化法，這兩種方法均采用氯化亞錫作為鈀離子與金剛石的連接劑，使金屬鈀吸附到金剛石表面，作為鍍層的催化劑，增強(qiáng)金剛石與鍍層之間的結(jié)合力。但是，由于這種連接劑是通過氫鍵吸附進(jìn)行連接的，吸附力較差，尤其是經(jīng)過高溫處理，氫鍵吸附力易失效，使金剛石與鍍層之間僅存在機(jī)械嵌合作用，一旦鍍層被破壞，導(dǎo)致金剛石極易從鍍層中脫落。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種改性金剛石微粉及其制備方法和應(yīng)用；所述制備方法大幅度提高了改性層與金剛石的結(jié)合力，并改善了微粉團(tuán)聚，使化學(xué)鍍覆前處理環(huán)節(jié)具有批量處理的可行性，不僅翻倍提高生產(chǎn)效率，而且使生產(chǎn)成本降低至傳統(tǒng)的三分之一。
2、一種改性金剛石微粉的制備方法，包括如下步驟：
3、將金剛石微粉進(jìn)行羥基化處理，得到表面羥基化金剛石微粉；
4、將所述表面羥基化金剛石微粉在硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)溶劑的混合溶液中，于頻率25khz-40khz、強(qiáng)度1w/cm2-3w/cm2的超聲條件下進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理金剛石微粉；
5、將所述預(yù)處理金剛石微粉進(jìn)行真空熱處理，得到改性金剛石微粉。
6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述混合溶液滿足以下條件中的至少一個(gè)：
7、(1)所述混合溶液
8、(2)所述混合溶液的含水率低于0.5％；
9、(3)所述表面羥基化金剛石微粉與所述混合溶液的質(zhì)量比為0.2:1-1:1；
10、(4)所述硅烷偶聯(lián)劑在所述混合溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％-10％；
11、(5)所述硅烷偶聯(lián)劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、5,6-環(huán)氧己基三乙氧基硅烷、三甲基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化銨中的至少一種；
12、(6)所述有機(jī)溶劑選自醇類有機(jī)溶劑。
13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述醇類有機(jī)溶劑選自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一種。
14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述真空熱處理的過程中包括一次熱處理和二次熱處理，所述二次熱處理的溫度大于所述一次熱處理的溫度。
15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述一次熱處理的溫度為80℃-120℃，時(shí)間為6h-12h；
16、及/或，所述二次熱處理的溫度為100℃-150℃，時(shí)間為12h-24h。
17、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述表面羥基化金剛石微粉的制備方法包括：
18、將金剛石微粉置于2wt％-5wt％的氫氧化鈉溶液中處理1h-4h；
19、或者，在通入空氣的條件下，將金剛石微粉于400℃-500℃煅燒2h-4h；
20、或者，采用甲硼烷-四氫呋喃加合物對(duì)金剛石微粉進(jìn)行羥基化處理。
21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，將所述預(yù)處理金剛石微粉進(jìn)行真空熱處理之后，還包括氧化處理。
22、在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述硅烷偶聯(lián)劑選自含環(huán)氧基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，經(jīng)所述真空熱處理后得到預(yù)改性金剛石微粉，將所述預(yù)改性金剛石微粉置于含環(huán)氧基團(tuán)的季銨鹽溶液中進(jìn)行反應(yīng)，得到改性金剛石微粉。
23、一種由如上所述改性金剛石微粉的制備方法制得的改性金剛石微粉，與改性前的金剛石微粉相比，所述改性金剛石微粉的粒徑d90變化率小于2％。
24、一種磨具，所述磨具中的磨料包括如上所述的改性金剛石微粉。
25、本專利技術(shù)所述的改性金剛石微粉的制備方法，在有機(jī)溶劑體系中，利用特定強(qiáng)度的超聲波作用，使硅烷偶聯(lián)劑的三條烷氧鏈均能夠穩(wěn)定吸附于金剛石表面，從而實(shí)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑在金剛石表面的定向吸附，一方面，在真空熱處理過程中，自組裝吸附于金剛石表面的硅烷偶聯(lián)劑與金剛石表面的羥基發(fā)生硅氧烷縮合反應(yīng)，使硅烷偶聯(lián)劑與金剛石表面鍵合，形成c-o-si鍵，從而大幅度提高改性層與金剛石的結(jié)合力，并改善了微粉團(tuán)聚；另一方面，定向吸附的硅烷偶聯(lián)劑使附著在金剛石表面的官能團(tuán)高度有序，不僅有利于提高附著官能團(tuán)的數(shù)量，而且大幅提升了具有反應(yīng)活性的官能團(tuán)占比。此外，預(yù)處理采用的混合溶液中不含有水分，不僅能夠避免硅烷偶聯(lián)劑因水解交聯(lián)自聚而引起的使用時(shí)效性問題，而且可以循環(huán)使用，循環(huán)使用次數(shù)高達(dá)8次左右，具有高效、環(huán)保、成本低廉等優(yōu)勢(shì)。
26、因此，本專利技術(shù)提供的制備方法使化學(xué)鍍覆前處理環(huán)節(jié)具有批量處理的可行性，不僅翻倍提高生產(chǎn)效率，而且使生產(chǎn)成本降低至傳統(tǒng)的三分之一。
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1.一種作為磨料的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述混合溶液滿足以下條件中的至少一個(gè)：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述醇類有機(jī)溶劑選自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述真空熱處理的過程中包括一次熱處理和二次熱處理，所述二次熱處理的溫度大于所述一次熱處理的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述一次熱處理的溫度為80℃-120℃，時(shí)間為6h-12h；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述表面羥基化金剛石微粉的制備方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，將所述預(yù)處理金剛石微粉進(jìn)行真空熱處理之后，還包括氧化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述硅烷偶聯(lián)劑選自含環(huán)氧基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑時(shí)，經(jīng)所
9.一種由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述改性金剛石微粉的制備方法制得的改性金剛石微粉，其特征在于，與改性前的金剛石微粉相比，所述改性金剛石微粉的粒徑D90變化率小于2％。
10.一種磨具，其特征在于，所述磨具中的磨料包括如權(quán)利要求9所述的改性金剛石微粉。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種作為磨料的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述混合溶液滿足以下條件中的至少一個(gè)：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述醇類有機(jī)溶劑選自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述真空熱處理的過程中包括一次熱處理和二次熱處理，所述二次熱處理的溫度大于所述一次熱處理的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于，所述一次熱處理的溫度為80℃-120℃，時(shí)間為6h-12h；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性金剛石微粉的制備方法，其特征在于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇劍，邱文杰，陳康，黃喆，王耀光，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江晶鈺新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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