CN106244024A - 一种低密度磁性颗粒及由其制备的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液 - Google Patents
一种低密度磁性颗粒及由其制备的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种低密度磁性颗粒及由其制备的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述低密度磁性颗粒是由如下重量份原料制成：粒径为0.5～2μm的磁性颗粒30～60、分子量为1000~3000聚酯多元醇15~20、发泡剂10~15和异氰酸酯10~15；所述高悬浮稳定性水基磁流变抛光液由如下重量份原料制成：低密度磁性颗粒50～60、去离子水15~35、抛光粉10～20、表面活性剂5～8、抗氧化剂0.05～0.5和PH调节剂0.1～1。本发明高悬浮稳定性水基磁流变抛光液可保持稳定悬浮数月以上时间不沉降，而且该产品用于光学非平面的抛光，表面粗糙度可达到抛光后Ra为10nm以下。
Description
技术领域
本发明属于水基磁流变抛光液制备技术领域，具体涉及一种低密度磁性颗粒及由其制备的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
背景技术
磁流变液是由非胶体的细小微粒分散于载液中形成的悬浮液。其基本构成是：铁磁颗粒、载液、稳定剂。磁流变抛光是在磁流变液中加入抛光粉，利用磁流变液固化现象来对工件表面进行抛光。在高强度的梯度磁场中，磁流变抛光液变硬，成为具有粘塑性的宾汉介质。当这种介质通过工件与运动盘形成很小空隙时，对工件表面与之接触的区域产生很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。
水基磁流变液用于磁流变抛光具有去除速率高、屈服剪切应力大的优点，是水基磁流变抛光液的关键材料。水基磁流变液的载液为水，比重为1左右，而悬浮颗粒的比重为7-8，因此，由于磁性颗粒的比重远远大于母液的比重而造成磁性颗粒的沉降一直是无法很好解决的问题。此外悬浮颗粒的直径一般仅为几个微米，比表面积很大，所以也很容易结团而后发生沉降。因此，这就在一定程度上大大的限制了磁流变抛光液在工业上上的规模应用。目前主要的改进措施是在制备水基磁流变液的时候加入表面活性剂和触变剂，将硬沉降转化为软沉降。CN1959871A中国专利通过采用螯合型表面活性剂与磁性粒子作用，形成复合磁性粒子，得到了一种具有较好的抗氧化性、抗沉降稳定性的水基磁流变液，此磁流变液提到的后处理磁化过程非常困难，通常需20-60天以上，制备时间很长。CN1613919A中国专利提供了一种由亲水性聚合物包裹的磁性粒子制备水基磁流变液的方法，此方法克服了磁性金属粒子在水中悬浮稳定性差、易氧化变质并结块的缺点，但是此方法工艺比较繁琐，同时需要较贵的乙氧基硅烷之类的化学试剂，生产成本较高。总体来看，以上研制的水基磁流变液都是通过后添加助剂得到。
发明内容
针对以上现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种新思路，即先将磨料颗粒和磁性粒子借助高分子材料聚合成一体，再处理成合适尺寸的特殊颗粒，这种颗粒具有低密度物理特性，同时利用这种低密度磁性颗粒制备高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，该高悬浮稳定性水基磁流变抛光液可保持稳定悬浮数月以上时间不沉降，而且该产品用于光学非平面的抛光，表面粗糙度可达到抛光后Ra为10nm以下。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种低密度磁性颗粒，它是由如下重量份原料制成：粒径为0.5～2μm的磁性颗粒30～60、分子量为1000~3000聚酯多元醇15~20、发泡剂10~15和异氰酸酯10~15。
根据上述的低密度磁性颗粒，所述磁性颗粒包括铁磁性颗粒，铁磁性颗粒为羰基铁粉、Fe3O4、Fe3N、Fe、Co、Ni和铁钴合金中的任一种。
根据上述的低密度磁性颗粒，所述聚酯多元醇是由己二酸、苯二甲酸和三元醇反应制得，分子量在1000~3000之间。
根据上述的低密度磁性颗粒，所述发泡剂为水、氟利昂、过氧化氢、正戊烷、正己烷、正庚烷、石油醚、碳酸钙、碳酸镁和碳酸氢钠中的任一种。
根据上述的低密度磁性颗粒，所述异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、65/35-甲苯二异氰酸酯、80/20-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯、己二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和间苯二亚甲基二异氰酸酯中的任一种。
本发明还提供一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，由如下重量份原料制成：低密度磁性颗粒50～60、去离子水15~35、抛光粉10～20、表面活性剂5～8、抗氧化剂0.05～0.5和PH调节剂0.1～1。
根据上述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述低密度磁性颗粒的密度为1~2g/cm3，低密度磁性颗粒的平均粒径为3~6μm。
根据上述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述抛光粉为二氧化硅、氧化铝、金刚石、二氧化铈、碳化硅和碳化硼中的任一种。所述抛光粉的粒径为30nm~10μm。
根据上述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述表面活性剂为羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠、甘油、乙二醇、木糖醇、山梨醇、一缩二乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇600、烷基酚聚氧乙烯醚、吐温60和吐温80中的任一种。
根据上述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述抗氧化剂为亚硝酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的任一种。
根据上述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，所述PH调节剂为质量分数为20%氨水、0.1M氢氧化钠溶液、0.1M氢氧化钾溶液、0.1M盐酸溶液、0.1M醋酸溶液、0.1M柠檬酸溶液、0.1M草酸溶液、0.1M硝酸溶液和0.1M硫酸溶液中的任一种，其中0.1M即为0.1mol/L。
本发明还提供一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液的制备方法，包括以下步骤：
第一步 低密度磁性颗粒的制备
（1）搅拌下，向反应容器中依次加入上述配比的分子量为1000~3000聚酯多元醇、发泡剂、粒径为0.5～2μm的磁性颗粒，搅拌均匀得到混合物a；
（2）将混合物a 和配方量的异氰酸酯等速注入至涂有脱模剂的模具中，然后加热、固化成型、出模，制得密度为1~2g/cm3的低密度磁性组合体；其中，加热温度为80～200℃，加热时间为5～30min；固化时间为2～5h；所述脱模剂为硬脂酸锌、硅油、肥皂液、石蜡、油酸、机油和天然蜡中的任一种；
（3）将步骤（2）得到的低密度磁性组合体在抗氧化剂保护下，制成平均粒径为3~6μm的低密度磁性颗粒；
第二步 高悬浮稳定性水基磁流变抛光液的制备
（1）按照上述配比称取去离子水，然后向去离子水中加入配方量的低密度磁性颗粒、抛光粉、表面活性剂、抗氧化剂和PH调节剂得到混合物料b；
（2）将步骤（1）得到的混合物料b超声波处理得到产品；所述超声处理的工艺条件：超声功率为400~1000W，超声时间为30~100min。
上述第一步中步骤（3）中将获得的低密度磁性组合体置于破碎机中进行破碎，破碎后置于球磨机中进行球磨，将球磨后的铁磁颗粒置于加有抗氧化剂的水中，依次经6um及3um滤网过滤，可获得平均粒径为4~5um粒径的低密度铁磁颗粒。 对颗粒粒径大于6um铁磁颗粒，继续进行球磨；其中所述的破碎机为辊式破碎机，所述的球磨机为高能球磨机，球磨时间为2~4h；所述抗氧化剂为亚硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠等中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
经此方法制备出的水基磁流变抛光液可保持稳定悬浮数月以上时间不沉降、且制备方法简单。用此方法制备的水基磁流变液用于非平面的抛光，表面粗糙度可达到抛光后Ra10nm以下。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的水基磁流变抛光液及其制备方法进行详细具体的说明，但本发明的内容并不限定如此。
实施例1
称取平均粒径为0.5um的羰基铁粉30份，称取分子量为1000的聚酯多元醇15份，碳酸氢钠10份，2,4-甲苯二异氰酸酯10份；在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀，接着将混和好的物质和2,4-甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硬脂酸锌。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水20份，粒径为30nm的二氧化硅10份，乙二醇5份，亚硝酸钠0.05份，质量分数为20%氨水0.1份，得到的混合液的pH值为9.9，超声处理，超声功率为400W，超声时间为50min，即得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例2
称取Fe3N60份，其平均粒径为2um，称取分子量为3000的聚酯多元醇15份，碳酸氢钠15份，65/35-甲苯二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入分子量为3000的聚酯多元醇、碳酸氢钠、Fe3N，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和65/35--甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硅油。将模具中的物质加热到200℃，加热时间为5min，加热后自然冷却，使其固化5h，固化完成后脱模，得到密度为1.5 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为4h，球磨后将其加入到加有碳酸氢钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.5 g/cm3的磁性颗粒60份，去离子水18份，100nm粒径的氧化铝20份，木糖醇8份，碳酸氢钠0.05份，质量分数为20%氨水0.5份，得到的混合液的pH值为10.2，超声处理，超声功率为600W，超声时间为30min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例3
称取铁钴合金30份，其平均粒径为1um，称取分子量在2000的聚酯多元醇12份，碳酸钙12份，80/20-甲苯二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸钙、铁钴合金，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和80/20-甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为石蜡。将模具中的物质加热到100℃，加热时间为20min，加热后自然冷却，使其固化3h，固化完成后脱模，得到密度为1.1 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水26份，100nm粒径的二氧化铈10份，烷基酚聚氧乙烯醚5份，甘油2份，亚硝酸钠0.1份，0.1M氢氧化钠0.1份，得到的混合液的pH值为10.4，超声处理，超声功率为800W，超声时间为40min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例4
称取Fe粉35份，其平均粒径为0.8um，称取分子量在1500的聚酯多元醇17份，石油醚10份，4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、石油醚、Fe粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯10份同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硅油。将模具中的物质加热到130℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1.4 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，既可以得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.4 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水30份，1um粒径的金刚石10份，山梨醇5份，一缩二乙二醇2份，碳酸钠0.05份，0.1M氢氧化钾0.1份，得到混合液的pH值在9.2，超声处理，超声功率为900W，超声时间为40min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例5
称取羰基铁粉35份，其平均粒径为1.5um，称取分子量为2500的聚酯多元醇18份，正戊烷10份，2,6-二异氰酸基乙酸甲酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、正戊烷、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和2,6-二异氰酸基乙酸甲酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为油酸。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为10min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到2.0 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为2 g/cm3的磁性颗粒55份，去离子水22份，10um粒径的碳化硅10份，乙二醇2份，烷基酚聚氧乙烯醚2份，十二烷基苯磺酸钠0.1份，甘油2份，亚硝酸钠0.05份，质量分数为20%氨水0.1份，得到混合液的pH值为10.3，超声处理，超声功率为900W，超声时间为45min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例6
称取羰基铁粉55份，其平均粒径为5um，称取聚酯多元醇17份，碳酸镁10份，己二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸镁、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和己二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为肥皂液。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水19份，8um粒径的碳化硼10份，乙二醇3份，羧甲基纤维素钠0.5份，聚乙二醇600加入3份，亚硝酸钠0.05份，质量百分数为20%氨水0.1份，得到的混合液的pH值为10.2，超声处理，超声功率为1000W，超声时间为45min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例7
称取Ni粉30份，其平均粒径为0.5um，称取聚酯多元醇15份，碳酸氢钠10份，间苯二亚甲基二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠，Ni粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和间苯二亚甲基二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硬脂酸锌。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为40min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒55份，去离子水35份，200nm粒径的二氧化硅10份，聚乙二醇200加入5份，吐温60加入2份，亚硝酸钠0.05份，质量百分数为20%氨水0.1份，得到混合液的pH值为9.8，超声处理，超声功率为1000W，超声时间为45min，即可得到一种高悬浮稳定性的水基磁流变抛光液。
实施例8
称取Co粉30份，其平均粒径为1um，称取聚酯多元醇15份，碳酸氢钠10份，1,5-萘二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠、Co粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和1,5-萘二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为机油。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为10min，加热后自然冷却，使其固化2.5h，固化完成后脱模，得到密度为1.5 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为3h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.5 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水28份，50nm粒径的二氧化硅10份，乙二醇5份，甘油3份，亚硝酸钠0.05份，0.1M氢氧化钠0.1份，得到混合液的pH值为11.3左右，超声，超声功率为1000W，超声时间为45min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例9
称取羰基铁粉50份，其平均粒径为2um，称取聚酯多元醇16份，碳酸氢钠12份，80/20-甲苯二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和80/20-甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硬脂酸锌。将模具中的物质加热到100℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1.0 g/cm3磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为4h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水16份、200nm粒径的二氧化硅20份，聚乙二醇200加入3份，十二烷基苯磺酸钠0.2份，吐温60加入3份，亚硝酸钠0.05份，质量百分数为20%氨水0.1份，得到的混合液pH值为9.5 ，超声处理，超声功率为600W，超声时间为45min，即得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例10
称取羰基铁粉60份，其平均粒径为0.8um，称取聚酯多元醇19份，碳酸氢钠12份，2,4-甲苯二异氰酸酯13份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和2,4-甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硬脂酸锌。将模具中的物质加热到120℃，加热时间为50min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1 .8g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.8 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水15份，3um粒径的金刚石10份，聚乙二醇200加入2份，羧甲基纤维素钠加入0.5份，甘油加入4份，亚硝酸钠0.05份，质量百分数为20%氨水0.2份，得到混合液的pH值为11.0，超声处理，超声功率为600W，超声时间为35min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例11
称取羰基铁粉55份，其平均粒径为5um，称取聚酯多元醇17份，碳酸镁10份，己二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸镁、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和己二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为肥皂液。将模具中的物质加热到80℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为2h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水19份，8um粒径的碳化硼10份，乙二醇3份，羧甲基纤维素钠0.5份，聚乙二醇600加入3份，亚硝酸钠0.05份，0.1M柠檬酸 0.6，得到的混合液的pH值为4.2，超声处理，超声功率为1000W，超声时间为45min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例12
称取羰基铁粉50份，其平均粒径为2um，称取聚酯多元醇16份，碳酸氢钠12份，80/20-甲苯二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入聚酯多元醇、碳酸氢钠、羰基铁粉，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和80/20-甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硬脂酸锌。将模具中的物质加热到100℃，加热时间为30min，加热后自然冷却，使其固化2h，固化完成后脱模，得到密度为1.0 g/cm3磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为4h，球磨后将其加入到加有亚硝酸钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1 g/cm3的磁性颗粒50份，去离子水16份、200nm粒径的二氧化硅20份，聚乙二醇200加入3份，十二烷基苯磺酸钠0.2份，吐温60加入3份，亚硝酸钠0.05份，0.1M醋酸 0.2份，得到的混合液pH值为4.2 ，超声处理，超声功率为600W，超声时间为45min，即得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
实施例13
称取Fe3N60份，其平均粒径为2um，称取分子量为3000的聚酯多元醇15份，碳酸氢钠15份，65/35-甲苯二异氰酸酯10份。在烧杯中，依次加入分子量为3000的聚酯多元醇、碳酸氢钠、Fe3N，并且通过搅拌预先混合均匀。将混和好的物质和65/35--甲苯二异氰酸酯同时通过滴管迅速的注入到模具中，模具所用的脱模剂为硅油。将模具中的物质加热到200℃，加热时间为5min，加热后自然冷却，使其固化5h，固化完成后脱模，得到密度为1.5 g/cm3的磁性组合体。
将得到的磁性组合体置于颚式破碎机中进行破碎，并将破碎后的物料置于高能球磨机中进行球磨，球磨时间为4h，球磨后将其加入到加有碳酸氢钠的水中，将配成的水溶液经过6um及3um的筛网，即可得到平均粒径在3~6um的低密度磁性颗粒。
称取密度为1.5 g/cm3的磁性颗粒60份，去离子水18份，100nm粒径的氧化铝20份，木糖醇8份，碳酸氢钠0.05份，0.1M盐酸 0.5份，得到的混合液的pH值为2.2，超声处理，超声功率为600W，超声时间为30min，即可得到一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种低密度磁性颗粒，其特征在于它是由如下重量份原料制成：粒径为0.5～2μm的磁性颗粒30～60、分子量为1000~3000聚酯多元醇15~20、发泡剂10~15和异氰酸酯10~15。
2.根据权利要求1所述的低密度磁性颗粒，其特征在于：所述磁性颗粒为羰基铁粉、Fe3O4、Fe3N、Fe、Co、Ni和铁钴合金中的任一种。
3.根据权利要求1所述的低密度磁性颗粒，其特征在于：所述发泡剂为水、氟利昂、过氧化氢、正戊烷、正己烷、正庚烷、石油醚、碳酸钙、碳酸镁和碳酸氢钠中的任一种。
4.根据权利要求1所述的低密度磁性颗粒，其特征在于：所述异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、65/35-甲苯二异氰酸酯、80/20-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯、己二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和间苯二亚甲基二异氰酸酯中的任一种。
5.一种高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于由如下重量份原料制成：低密度磁性颗粒50～60、去离子水15~35、抛光粉10～20、表面活性剂5～8、抗氧化剂0.05～0.5和PH调节剂0.1～1。
6.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于：所述低密度磁性颗粒的密度为1~2g/cm3，低密度磁性颗粒的平均粒径为4~5μm。
7.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于：所述抛光粉为二氧化硅、氧化铝、金刚石、二氧化铈、碳化硅和碳化硼中的任一种。
8.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠、甘油、乙二醇、木糖醇、山梨醇、一缩二乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇600、烷基酚聚氧乙烯醚、吐温60和吐温80中的任一种。
9.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于：所述抗氧化剂为亚硝酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的任一种。
10.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液，其特征在于：所述PH调节剂为质量分数为20%氨水、0.1M氢氧化钠溶液、0.1M氢氧化钾溶液、0.1M盐酸溶液、0.1M醋酸溶液、0.1M柠檬酸溶液、0.1M草酸溶液、0.1M硝酸溶液和0.1M硫酸溶液中的任一种。
11.根据权利要求5所述的高悬浮稳定性水基磁流变抛光液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步 低密度磁性颗粒的制备
（1）搅拌下，向反应容器中依次加入上述配比的分子量为1000~3000聚酯多元醇、发泡剂、粒径为0.5～2μm的磁性颗粒，搅拌均匀得到混合物a；
（2）将混合物a 和配方量的异氰酸酯等速注入至涂有脱模剂的模具中，然后加热、固化成型、出模，制得密度为1~2g/cm3的低密度磁性组合体；其中，加热温度为80～200℃，加热时间为5～30min；固化时间为2～5h；
（3）将步骤（2）得到的低密度磁性组合体在抗氧化剂保护下，制成平均粒径为3~6μm的低密度磁性颗粒；
第二步 高悬浮稳定性水基磁流变抛光液的制备
（1）按照上述配比称取去离子水，然后向去离子水中加入配方量的低密度磁性颗粒、抛光粉、表面活性剂、抗氧化剂和PH调节剂得到混合物料b；
（2）将步骤（1）得到的混合物料b超声波处理得到产品；所述超声处理的工艺条件：超声功率为400~1000W，超声时间为30~100min。
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