改性超細(xì)氧化鋁制備高耐磨性?huà)伖饽チ系闹谱鞣椒?br>
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種磨料及其制備方法，為了改善拋光磨料磨粒與結(jié)合劑的結(jié)合性能，提高拋光磨料的耐磨性，本發(fā)明通過(guò)化學(xué)包覆改性的手段，在磨粒（即超細(xì)氧化鋁）表面接枝上水溶性高分子鏈段，制備出了有機(jī)改性的復(fù)合粒子。首先取聚丙烯酸（PAA）與Na2CO3溶液混合，羧甲基纖維素與NaOH溶液混合，將混合液同超細(xì)氧化鋁和CaCO3一同倒入反應(yīng)器中，室溫?cái)嚢?0~50min，再在40~100℃時(shí)攪拌20~80min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至30~60℃之間，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后便可制得復(fù)合粒子。然后用改性后的復(fù)合粒子與稀土拋光粉、不飽和聚酯樹(shù)脂、固化劑、催化劑均勻混合，在50~100℃中固化成型，即可制備出高耐磨性的固結(jié)拋光磨料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改性超細(xì)氧化鋁制備高耐磨性?huà)伖饽チ?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨料及其制備方法，特別是涉及一種以聚合物改性粒子與樹(shù)脂復(fù)合制備的固結(jié)拋光磨料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]拋光磨料按其結(jié)合劑的類(lèi)型可分為陶瓷結(jié)合劑型、橡膠結(jié)合劑型和樹(shù)脂結(jié)合劑型三大類(lèi)。樹(shù)脂類(lèi)磨料常用的結(jié)合劑有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚乙烯醇樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等等，此類(lèi)磨料廣泛應(yīng)用于鏡面及光學(xué)玻璃拋光、水晶工藝品加工等高精度研磨領(lǐng)域。目前在樹(shù)脂類(lèi)拋光磨料的使用中，普遍存在磨料的耐磨性能差、使用壽命短的問(wèn)題，主要原因是市場(chǎng)上使用的固結(jié)拋光磨料的磨粒與結(jié)合劑結(jié)合能力差，在物料中分散不均，使得拋光磨料在磨削加工中極易產(chǎn)生脫?，F(xiàn)象，應(yīng)用中對(duì)工件表面產(chǎn)生大量拋光劃痕和凹坑等缺陷，導(dǎo)致拋光磨料壽命降低，因而使用成本增高。
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新材料的不斷涌現(xiàn)，對(duì)拋光磨料的品種、性能等要求也不斷提高，如何提高拋光磨料的質(zhì)量、增強(qiáng)其耐磨性能已成為目前行業(yè)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高耐磨性?huà)伖饽チ霞捌渲苽浞椒?，通過(guò)化學(xué)包覆改性的手段，在磨粒表面接枝上水溶性高分子鏈段，制備出了有機(jī)改性的復(fù)合粒子，并用改性后的無(wú)機(jī)顆粒同稀土拋光粉、樹(shù)脂、固化劑、催化劑等均勻攪拌，并在高溫下成型，制備出了高耐磨性的固結(jié)拋光磨料。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
首先對(duì)磨粒，即超細(xì)氧化鋁(平均粒徑Iym左右)進(jìn)行表面改性。將廣15% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以下同)的聚丙烯酸(PAA)與l~5%Na2C03溶液混合，1-12%的羧甲基纖維素與2%Na0H溶液混合，再將混合液同5~10%超細(xì)氧化鋁和0.5~l%CaC03 —同倒入反應(yīng)器，室溫下攪拌l(T50min，然后在4(T90°C溫度下持續(xù)攪拌2(T80min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至30-60°C之間，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后便可制得改性的纖維復(fù)合粒子。
[0006]高耐磨性?huà)伖饽チ系闹苽浞椒ā①|(zhì)量分?jǐn)?shù)(以下同)為10-40%改性后的超細(xì)氧化鋁復(fù)合粒子與為20-50%的稀土拋光粉混合，另將20-50%的不飽和聚酯樹(shù)脂和0.2~2%的固化劑、催化劑均勻混合，再將上述兩種混合物混合均勻，最后在溫度5(noo°c下固化成型即可。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明給出的這種高耐磨性?huà)伖饽チ系挠幸嫘Ч?可以顯著提高拋光磨料的耐磨性，拋光效果較好，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，節(jié)約資源及資金的消耗。磨粒在物料中分散性較好，與結(jié)合劑結(jié)合性強(qiáng)，無(wú)明顯脫離現(xiàn)象，降低拋光劃痕及凹坑等缺陷。
[0008]本發(fā)明可延長(zhǎng)拋光磨料的使用壽命，降低消耗，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例一:
磨粒(超細(xì)氧化鋁)的表面改性，取15%聚丙烯酸(PAA)與3%Na2C03溶液混合，2%羧甲基纖維素與l%NaOH溶液混合，將混合液同10%超細(xì)氧化鋁和0.5%CaC03—同倒入反應(yīng)器中，室溫?cái)嚢?0min，然后在溫度50°C時(shí)攪拌40min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至35°C，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后便可制得復(fù)合粒子，室溫下將28%的超細(xì)氧化鋁與45%的稀土拋光粉混合均勻，再將25%的樹(shù)脂和1%的催化劑，1%固化劑加入上述混合物中，攪拌均勻后倒入模具中，在70°C的條件下固化成型，以上制備過(guò)程使用攪拌機(jī)中速攪拌，各原料添加量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0010]實(shí)施例二:
磨粒(超細(xì)氧化鋁)的表面改性，取8%聚丙烯酸(PAA)與l%Na2C03溶液混合，5%羧甲基纖維素與l%NaOH溶液混合，將混合液同8%超細(xì)氧化鋁和l%CaC03—同倒入反應(yīng)器中，室溫?cái)嚢?0min，然后在40°C下攪拌50min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至55°C，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后便可制得復(fù)合粒子，室溫下將39%的超細(xì)氧化鋁與30%的稀土拋光粉混合均勻，再將30%的樹(shù)脂和0.5%的催化劑，
0.5%固化劑加入上述混合物中，攪拌均勻后倒入模具中，在90°C的條件下固化成型，以上制備過(guò)程使用攪拌機(jī)中速攪拌，各原料添加量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0011]實(shí)施例三:
磨粒(超細(xì)氧化鋁)的表面改性，取12%聚丙烯酸(PAA)與3%Na2C03溶液混合，3%羧甲基纖維素與l%NaOH溶液混合，將混合液同10%超細(xì)氧化鋁和l%CaC03—同倒入反應(yīng)器中，室溫?cái)嚢?5min，然后在60°C下`攪拌60min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至60°C，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后便可制得復(fù)合粒子。室溫下將20%的改性超細(xì)氧化鋁與40%的稀土拋光粉混合均勻，再將37%的樹(shù)脂和1.5%的催化劑，1.5%固化劑加入上述混合物中，攪拌均勻后倒入模具中，在100°C的條件下固化成型，以上制備過(guò)程使用攪拌機(jī)中速攪拌，各原料添加量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0012]使用過(guò)程中，因磨削工藝、設(shè)備配置、控制指標(biāo)等因素不一樣，使用情況也有一定的差別，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種高耐磨性?huà)伖饽チ?，其特征在于，在超?xì)氧化鋁表面進(jìn)行有機(jī)包覆改性，改性后的磨粒同稀土拋光粉、樹(shù)脂、固化劑、催化劑均勻攪拌，并在一定溫度下固結(jié)而成的拋光磨料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于，通過(guò)如下方法對(duì)超細(xì)氧化鋁表面進(jìn)行有機(jī)包覆改性:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為廣15%的聚丙烯酸與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為f 5%Na2C03溶液混合，廣12%的羧甲基纖維素與f2%NaOH溶液混合，再將以上兩種混合液同質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%超細(xì)氧化鋁和0.5~l%CaC03 —同倒入反應(yīng)器內(nèi)，室溫下攪拌l(T50min，然后在4(T90°C下持續(xù)攪拌2(T80min，并在此溫度下滴加硫酸進(jìn)行中和，直到聚合物吸附在顆粒表面時(shí)，將體系溫度降至3(T60°C之間，經(jīng)過(guò)濾、酸洗、水洗、干燥后即得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-40%改性后的超細(xì)氧化鋁復(fù)合粒子與為20-50%的稀土拋光粉混合，另將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-50%的不飽和聚酯樹(shù)脂和0.2^2%的固化劑、催化劑均勻混合，再將上述兩種混合物混合均勻后倒入模具中，在5(Tl00°C條件下固化成型即`可。
【文檔編號(hào)】C08K9/10GK103555272SQ201310440714
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】趙蘇, 丁向群, 李艷波, 李曼 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)