CN104941470A - 一种金刚石悬浮液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金刚石悬浮液的复配方法，它是由纳米金刚石、溶剂、表面活性剂、有机物抗沉剂、分散剂合成，其中纳米金刚石0.1％～15％、溶剂50％～80％、表面活性剂2％～8％、有机物抗沉剂8％～25％、分散剂6％～30％。通过使用由乙酸、烷烃、醋酸乙酯反应合成的有机物抗沉剂制得的金刚石悬浮液，悬浮性好，有效防止金刚石粉末的沉淀、分层，在现代膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品中起着重要作用，对膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品的生产、贮存等产生重要的影响，值得推广与使用。

Description

一种金刚石悬浮液

技术领域

本发明涉及一种悬浮液的复配方法，尤其是金相悬浮技术领域。

背景技术

固体颗粒分散于液体中，因布朗运动而不能很快下沉，此时固体分散相与液体的混合物为悬浮液；随着国民经济的不断发展，金刚石粉作为最硬的超细磨料已经广泛的用于机械、航天、光学仪器、玻璃、陶瓷、石油、电子、光电、半导体、军工等工业部门，是研磨抛光人工晶体、宝石、硬质合金、光学晶体、陶瓷、超硬合金等的各种硬脆材料的理想材料，可以制成膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的研磨抛光制品，但金刚石膏剂、气雾剂由于易结壳沉淀、分散困难且浪费严重等缺点，其应用具有局限性，还有水性研磨抛光液具有环保、无腐蚀、成本低、抛光效率高等优点，在各个领域得到了越来越广泛的应用。但是金刚石粉末的比重3.52克/立方厘米，极易沉淀，致使整个研磨液体系中的金刚石粉末分布不均匀，影响了研磨体的表面质量；为了解决金刚石粉末极易沉淀结壳问题，通过使用乙酸、烷烃、醋酸乙酯中反应合成的有机物抗沉剂，发明了一种金刚石悬浮液，此种方法制得的悬浮液，悬浮性好，有效防止金刚石粉末的沉淀、分层。

发明内容

本发明针对金刚石粉末极易结壳沉淀、分层的弊端，提供了一种金刚石悬浮液，解决了易结壳沉淀、分散困难、浪费严重等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案：该悬浮液由纳米金刚石、溶剂、表面活性剂、有机物抗沉剂、分散剂合成；按质量百分比计，其中纳米金刚石0.1％～15％、溶剂50％～80％、表面活性剂2％～8％、有机物抗沉剂8％～25％、分散剂6％～30％；所述的溶剂是水或乙醇；所述的表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、直链烷基苯磺酸钠中的两种或三种；所述的有机物抗沉剂是乙酸、烷烃、醋酸乙酯中的两种或三种；所述的分散剂是三乙基己基磷酸、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯的两种或三种。

所述的表面活性剂组成按质量百分比计，壬基酚聚氧乙烯醚20％～45％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵12％～30％、直链烷基苯磺酸钠25％～60％；所述的有机物抗沉剂组成按质量百分比计，乙酸18％～40％、烷烃28％～50％、醋酸乙酯中15％～35％；所述的分散剂组成按质量百分比计，三乙基己基磷酸10％～30％、甲基戊醇16％～35％、脂肪酸聚乙二醇酯30％～55％。

所述的有机物抗沉剂的制备：

(1)取22～58g乙酸晶体于三角烧瓶中，加入29～55mL蒸馏水，然后在三角烧瓶上搭电动搅拌器、温度计和冷却器，加热至38℃～65℃。完成后，把10～32mL醋酸乙酯缓慢滴加到三角烧瓶中，启动电动搅拌器，控制恒温在55℃～80℃，反应4.5～6小时后停止。反应完后静止冷却，用分液漏斗分离，取上层溶液待用；

(2)待上述分离后的上层溶液完全冷却后，置于550mL三口圆底烧瓶中，将烧瓶放在冰水中充分冷却，在搅拌的情况下缓慢滴加86～108mL烷烃溶液，反应器内的温度控制在常温，滴加完毕后，再搅拌20～38分钟，然后在氮气保护条件下加入质量比为1.5％～3.0％的引发剂，最后恒温控制在60℃～80℃条件下聚合4.5～6小时，后将上述反应后的聚合物进行冷却，最终得到胶状有机物抗沉剂。

所述的一种金刚石悬浮液，其特征在于具体复配步骤为：

(1)首先选取0.1％～15％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎5～10分钟，再在磁研磨机中粉碎10～15分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、50％～80％溶剂和2％～8％表面活性剂置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌20～30分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；

(2)同时将8％～25％有机物抗沉剂和6％～30％分散剂置入同样的容器中，在超声波中超声分散18～35分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在6～7之间，高速搅拌6～10分钟，即可。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

(1)通过使用由乙酸、烷烃、醋酸乙酯反应合成的有机物抗沉剂，悬浮性好；

(2)有效防止金刚石粉末的沉淀、分层；

(3)添加此种悬浮液产品1-2年不沉淀结壳。

实施方式

本发明由纳米金刚石、溶剂、表面活性剂、有机物抗沉剂、分散剂合成；按质量百分比计，其中纳米金刚石0.1％～15％、溶剂50％～80％、表面活性剂2％～8％、有机物抗沉剂8％～25％、分散剂6％～30％；所述的溶剂是水或乙醇；所述的表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、直链烷基苯磺酸钠中的两种或三种；所述的有机物抗沉剂是乙酸、烷烃、醋酸乙酯中的两种或三种；所述的分散剂是三乙基己基磷酸、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯的两种或三种。

所述的表面活性剂组成按质量百分比计，壬基酚聚氧乙烯醚20％～45％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵12％～30％、直链烷基苯磺酸钠25％～60％；所述的有机物抗沉剂组成按质量百分比计，乙酸18％～40％、烷烃28％～50％、醋酸乙酯中15％～35％；所述的分散剂组成按质量百分比计，三乙基己基磷酸10％～30％、甲基戊醇16％～35％、脂肪酸聚乙二醇酯30％～55％。

所述的有机物抗沉剂的制备：首先取22～58g乙酸晶体于三角烧瓶中，加入29～55mL蒸馏水，然后在三角烧瓶上搭电动搅拌器、温度计和冷却器，加热至38℃～65℃。完成后，把10～32mL醋酸乙酯缓慢滴加到三角烧瓶中，启动电动搅拌器，控制恒温在55℃～80℃，反应4.5～6小时后停止。反应完后静止冷却，用分液漏斗分离，取上层溶液待用；待上述分离后的上层溶液完全冷却后，置于550mL三口圆底烧瓶中，将烧瓶放在冰水中充分冷却，在搅拌的情况下缓慢滴加86～108mL烷烃溶液，反应器内的温度控制在常温，滴加完毕后，再搅拌20～38分钟，然后在氮气保护条件下加入质量比为1.5％～3.0％的引发剂，最后恒温控制在60℃～80℃条件下聚合4.5～6小时，后将上述反应后的聚合物进行冷却，最终得到胶状有机物抗沉剂。

首先选取0.1％～15％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎5～10分钟，再在磁研磨机中粉碎10～15分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、50％～80％溶剂和2％～8％表面活性剂置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌20～30分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；同时将8％～25％有机物抗沉剂和6％～30％分散剂置入同样的容器中，在超声波中超声分散18～35分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在6～7之间，高速搅拌6～10分钟，即可。

实例1

首先选取4％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎5分钟，再在磁研磨机中粉碎10分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、50％溶剂和4.5％壬基酚聚氧乙烯醚、3％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、7.5％直链烷基苯磺酸钠置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌20分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；同时将3％乙酸、6.75％烷烃、5.25％醋酸乙酯中和4.8％三乙基己基磷酸、4％甲基戊醇、7.2％脂肪酸聚乙二醇酯置入同样的容器中，在超声波中超声分散20分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在6，高速搅拌6分钟，即可；通过使用由乙酸、烷烃、醋酸乙酯反应合成的有机物抗沉剂制得的金刚石悬浮液，悬浮性好，有效防止金刚石粉末的沉淀、分层，在现代膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品中起着重要作用，对膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品的生产、贮存等产生重要的影响，值得推广与使用。

实例2

首先选取6％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎8分钟，再在磁研磨机中粉碎12分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、60％溶剂和3.85％壬基酚聚氧乙烯醚、2.75％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、4.4％直链烷基苯磺酸钠置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌25分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；同时将2.75％乙酸、4.4％烷烃、3.85％醋酸乙酯中和2.4％三乙基己基磷酸、3.6％甲基戊醇、6％脂肪酸聚乙二醇酯置入同样的容器中，在超声波中超声分散20分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在6.5，高速搅拌8分钟，即可；通过使用由乙酸、烷烃、醋酸乙酯反应合成的有机物抗沉剂制得的金刚石悬浮液，悬浮性好，有效防止金刚石粉末的沉淀、分层，在现代膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品中起着重要作用，对膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品的生产、贮存等产生重要的影响，值得推广与使用。

实例3

首先选取5％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎10分钟，再在磁研磨机中粉碎15分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、70％溶剂和2％壬基酚聚氧乙烯醚、2％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、4％直链烷基苯磺酸钠置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌30分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；同时将2.4％乙酸、3.2％烷烃、2.4％醋酸乙酯中和2.25％三乙基己基磷酸、2.7％甲基戊醇、4.05％脂肪酸聚乙二醇酯置入同样的容器中，在超声波中超声分散30分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在7，高速搅拌10分钟，即可；通过使用由乙酸、烷烃、醋酸乙酯反应合成的有机物抗沉剂制得的金刚石悬浮液，悬浮性好，有效防止金刚石粉末的沉淀、分层，在现代膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品中起着重要作用，对膏剂、气雾剂、膜状、油性或水性液体的抛光制品的生产、贮存等产生重要的影响，值得推广与使用。

Claims (4)

1.一种金刚石悬浮液，其特征在于：该悬浮液由纳米金刚石、溶剂、表面活性剂、有机物抗沉剂、分散剂合成；按质量百分比计，其中纳米金刚石0.1％～15％、溶剂50％～80％、表面活性剂2％～8％、有机物抗沉剂8％～25％、分散剂6％～30％；所述的溶剂是水或乙醇；所述的表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、直链烷基苯磺酸钠中的两种或三种；所述的有机物抗沉剂是乙酸、烷烃、醋酸乙酯中的两种或三种；所述的分散剂是三乙基己基磷酸、甲基戊醇、脂肪酸聚乙二醇酯的两种或三种。

2.根据权利要求1所述的一种金刚石悬浮液，其特征在于：所述的表面活性剂组成按质量百分比计，壬基酚聚氧乙烯醚20％～45％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵12％～30％、直链烷基苯磺酸钠25％～60％；所述的有机物抗沉剂组成按质量百分比计，乙酸18％～40％、烷烃28％～50％、醋酸乙酯中15％～35％；所述的分散剂组成按质量百分比计，三乙基己基磷酸10％～30％、甲基戊醇16％～35％、脂肪酸聚乙二醇酯30％～55％。

3.根据权利要求1所述的有机物抗沉剂的制备：

(1)取22～58g乙酸晶体于三角烧瓶中，加入29～55mL蒸馏水，然后在三角烧瓶上搭电动搅拌器、温度计和冷却器，加热至38℃～65℃。完成后，把10～32mL醋酸乙酯缓慢滴加到三角烧瓶中，启动电动搅拌器，控制恒温在55℃～80℃，反应4.5～6小时后停止。反应完后静止冷却，用分液漏斗分离，取上层溶液待用；

(2)待上述分离后的上层溶液完全冷却后，置于550mL三口圆底烧瓶中，将烧瓶放在冰水中充分冷却，在搅拌的情况下缓慢滴加86～108mL烷烃溶液，反应器内的温度控制在常温，滴加完毕后，再搅拌20～38分钟，然后在氮气保护条件下加入质量比为1.5％～3.0％的引发剂，最后恒温控制在60℃～80℃条件下聚合4.5～6小时，后将上述反应后的聚合物进行冷却，最终得到胶状有机物抗沉剂。

4.根据权利要求1所述的一种金刚石悬浮液，其特征在于具体复配步骤为：

(1)首先选取0.1％～15％纳米金刚石，先在对喷式气流破碎5～10分钟，再在磁研磨机中粉碎10～15分钟，制得纳米金刚石粉末，将制得纳米金刚石粉末、50％～80％溶剂和2％～8％表面活性剂置入矩形容器内，在超声的作用下混合分散搅拌20～30分钟，充分反应完成后，可得纳米金刚石溶液；

(2)同时将8％～25％有机物抗沉剂和6％～30％分散剂置入同样的容器中，在超声波中超声分散18～35分钟，充分反应制得助悬溶液，然后边搅拌边把纳米金刚石溶液缓慢加入助悬溶液中，通过调节pH值范围在6～7之间，高速搅拌6～10分钟，即可。