CN110128950A - 一种玻璃抛光剂及其制备方法、抛光毛刷 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃抛光剂及其制备方法、抛光毛刷，制备方法包括以下步骤：将分散剂加入温水中并保持恒温搅拌；加入碳酸铈粉体并持续搅拌，充分分散后过滤并干燥得到第一粉体；将第一粉体进行高温焙烧，冷却后得到第二粉体；将第二粉体进行球磨，得到不同粒径分布的玻璃抛光剂。玻璃抛光剂采用上述玻璃抛光剂的制备方法制得，玻璃抛光剂的颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间。抛光毛刷包括刷盘和刷毛，刷盘由中心刷盘和外围刷盘组成，中心刷盘上的刷毛均匀分布，外围刷盘上的刷毛沿着径向呈束状分并。本发明制得的玻璃抛光剂具有颗粒尺寸可控、分布均匀优点。在对工件进行抛光时，不同粒径分布的玻璃抛光液能够较好地粘附于本发明中的抛光毛刷上。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃抛光的技术领域，尤其涉及一种玻璃抛光剂及其制备方法和抛光毛刷。
背景技术
抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。目前，玻璃主要是通过化学机械抛光，通常为抛光液和抛光毛刷配合使用，其中抛光液的主要有效成分为二氧化铈。
然而传统的二氧化铈颗粒粒径分布不均匀，在进行抛光玻璃表面时易造成划痕、白点等微观缺陷，严重地还会造成玻璃崩边、破碎。传统二氧化铈抛光液效率低，玻璃表面粗糙度偏高，成品良率低，因此传统的二氧化铈抛光剂已无法满足目前抛光工艺的需求。
另外，抛光毛刷植入刷毛的方式单一，毛孔均匀分布于毛刷表面，平均每个毛孔内植入一束刷毛或一根刷毛，这样的植入方式不利于粘附多种尺寸的二氧化铈抛光剂，造成抛光效率低且增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的抛光液效率低、玻璃表面粗糙度偏高、成品良率低等技术问题，提供一种尺寸可控、颗粒均匀的玻璃抛光剂及其制备方法，以及更适合于导入上述玻璃抛光剂的抛光毛刷。
本发明的一方面提供了玻璃抛光剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
A、将分散剂加入温水中并保持恒温搅拌；
B、加入碳酸铈粉体并持续搅拌，充分分散后过滤并干燥得到第一粉体；
C、将所述第一粉体进行高温焙烧，冷却后得到第二粉体；
D、将所述第二粉体进行球磨，得到不同粒径分布的玻璃抛光剂。
根据本发明玻璃抛光剂的制备方法的一个实施例，所述分散剂由醇类化合物和含OH-溶液混合得到，其中，醇类化合物与含OH-溶液的体积比为0.1～5：1，所述温水与分散剂的体积比为3～6：1。
根据本发明玻璃抛光剂的制备方法的一个实施例，所述醇类化合物为乙二醇或聚乙二醇，所述含OH-溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶于水形成的溶液且质量浓度为10％～15％。
根据本发明玻璃抛光剂的制备方法的一个实施例，所述温水的温度为40～80℃。
根据本发明玻璃抛光剂的制备方法的一个实施例，所述高温焙烧在马弗炉中进行，高温焙烧的温度为600～900℃，高温焙烧的时间为0.5～4h。
根据本发明玻璃抛光剂的制备方法的一个实施例，所述球磨在行星球磨机中进行，球磨时间为10min～6h。
本发明的另一方面提供了一种玻璃抛光剂，采用上述玻璃抛光剂的制备方法制得，所述玻璃抛光剂的颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间。
本发明的再一方面提供了一种抛光毛刷，所述抛光毛刷包括刷盘和刷毛，所述刷盘由中心刷盘和外围刷盘组成，其中，中心刷盘上的刷毛均匀分布并且中心刷盘上的刷毛布置面积占刷盘总面积的30～50％，外围刷盘上的刷毛沿着径向呈束状分并且外围刷盘上的刷毛布置面积占刷盘总面积的50％～70％。
根据本发明抛光毛刷的一个实施例，所述中心刷盘上的刷毛植入在均匀分布于中心刷盘上的毛孔中，中心刷盘上的刷毛长度为15～25mm；所述外围刷盘上的刷毛植入在沿着径向分布在外围刷盘上的毛孔中，外围刷盘上的刷毛长度为20～30mm。
根据本发明抛光毛刷的一个实施例，所述抛光毛刷用于在玻璃抛光时导入由颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间的玻璃抛光剂配制成的玻璃抛光液。
与现有技术相比，本发明通过添加分散剂对含铈化合物进行预处理、干燥、焙烧、球磨处理步骤得到的玻璃抛光剂，具有颗粒尺寸可控、分布均匀优点。此外，在对工件进行抛光时，不同粒径分布的玻璃抛光液能够较好地粘附于本发明中采用不同结构和不同刷毛植入方式的抛光毛刷上，从而有利于提高抛光效率并降低成本，同时有利于降低玻璃表面粗糙度并提高良品率。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的抛光毛刷的主视结构示意图。
图2示出了根据本发明示例性实施例的抛光毛刷的俯视结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面先对本发明的玻璃抛光剂及其制备方法进行具体说明。
根据本发明的示例性实施例，所述玻璃抛光剂的制备方法包括以下多个步骤。
步骤A：
将分散剂加入温水中并保持恒温搅拌。
其中，温水的温度优选为40～80℃。本发明中采用的分散剂是由醇类化合物和含OH-溶液混合得到的，其中，醇类化合物与含OH-溶液的体积比为0.1～5：1。并且，温水与分散剂的体积比为3～6：1。分散剂可以均一分散难于溶解于溶剂中的固体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，保持溶剂稳定。另外，在温水中进行，可以提高分散剂的扩散速度，使得分散剂更好地与溶质混合，从而产生防止溶质颗粒沉降和凝聚的作用。
所述醇类化合物可以为乙二醇或聚乙二醇，即可以是乙二醇和聚乙二醇中的任意一种或两种并用，上述含OH-溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶于水形成的溶液且质量浓度为10％～15％。
步骤B：
加入碳酸铈粉体并持续搅拌，充分分散后过滤并干燥得到第一粉体。
在本步骤中，分散剂吸附于碳酸铈粉体颗粒的表面，在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加，提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力，在此作用下，碳酸铈粉体被充分分散。
步骤C：
将步骤B得到的第一粉体进行高温焙烧，冷却后得到第二粉体；
本步骤的高温焙烧在马弗炉中进行，高温焙烧的温度为600～900℃，高温焙烧的时间为0.5～4h。在高温作用下，碳酸铈吸热可以分解生成二氧化铈和二氧化碳，从而得到所需要的二氧化铈粉体。
步骤D：
将步骤C得到的第二粉体进行球磨，得到不同粒径分布的玻璃抛光剂。
本步骤的球磨在行星球磨机中进行，球磨时间为10min～6h，可以通过控制球磨时间的长短来控制玻璃抛光剂的颗粒粒径分布。
本发明提供的玻璃抛光剂则是采用上述玻璃抛光剂的制备方法制得，所制得玻璃抛光剂的颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间。本发明通过添加分散剂对含铈化合物进行预处理、干燥、焙烧、球磨处理步骤得到的玻璃抛光剂，具有尺寸可控、分布均匀等优点。
为了提高抛光效率并降低成本，本发明还提供了一种新型的抛光毛刷。
图1示出了根据本发明示例性实施例的抛光毛刷的主视结构示意图，图2示出了根据本发明示例性实施例的抛光毛刷的俯视结构示意图。
如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例，所述抛光毛刷包括刷盘1和刷毛2，刷盘2由中心刷盘12和外围刷盘11组成，其中，中心刷盘12上的刷毛22均匀分布并且中心刷盘12上的刷毛22布置面积占刷盘1总面积的30～50％，外围刷盘11上的刷毛沿着径向呈束状分并且外围刷盘11上的刷毛21布置面积占刷盘1总面积的50％～70％。
具体地，中心刷盘12上的刷毛22植入在均匀分布于中心刷盘12上的毛孔中，中心刷盘12上的刷毛22长度为15～25mm；外围刷盘11上的刷毛21植入在沿着径向分布在外围刷盘11上的毛孔中，外围刷盘11上的刷毛21长度为20～30mm。其中，每个毛孔中可以植入一束刷毛，也可以植入一根刷毛。
当外围刷盘11上的刷毛21成束状分布时，各束刷毛之间的空隙较大，出液口导出的较大颗粒尺寸(2.5～7.5μm)的玻璃抛光液(例如由二氧化铈玻璃抛光剂与水等混合形成的)易粘附在刷毛上，而尺寸较小(0.5～2μm)的玻璃抛光液不易成水滴状粘附于刷毛上，容易滴落在工件表面。而当中心刷盘12上的刷毛22均匀紧密分布时，颗粒尺寸大的玻璃抛光液则不易穿过刷毛内部，相互挤压而容易磨损毛丝并增加成本，颗粒尺寸较小的玻璃抛光液极易穿过出液口，粘附于刷毛上。
优选地，本发明的抛光毛刷用于在玻璃抛光时导入由颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间的玻璃抛光剂配制成的玻璃抛光液；更优选地，应用于上述玻璃抛光剂的导入。
由此，本发明能明显增加抛光效率，降低玻璃表面粗糙度，增加成品良率。并且采用本发明提供的玻璃抛光剂和抛光毛刷进行工件抛光，操作简单且成本低。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
将由乙二醇和质量分数为15％的氢氧化钾溶液混合得到的分散剂加入40℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，乙二醇与氢氧化钾溶液的体积比为0.1：1，温水与分散剂的体积比为3：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在600℃进行高温焙烧4h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理2h得到颗粒粒径分布为2.5～4.5μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1和图2所示的抛光毛刷配合使用，70％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
实施例2：
将由聚乙二醇和质量分数为12％的氢氧化钾溶液混合得到的分散剂加入60℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，聚乙二醇与氢氧化钾溶液的体积比为5：1，温水与分散剂的体积比为6：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在900℃进行高温焙烧2h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理4h得到颗粒粒径分布为1.5～3.5μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1和图2所示的抛光毛刷配合使用，80％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
实施例3：
将由乙二醇、聚乙二醇和质量分数为10％的氢氧化钾溶液混合得到的分散剂加入80℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，乙二醇、聚乙二醇与氢氧化钾溶液的体积比为2：1，温水与分散剂的体积比为4.5：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在700℃进行高温焙烧1h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理6h得到颗粒粒径分布为0.5～2μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1所示的抛光毛刷配合使用，90％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
实施例4：
将由乙二醇和质量分数为10％的氢氧化钠溶液混合得到的分散剂加入80℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，乙二醇与氢氧化钠溶液的体积比为5：1，温水与分散剂的体积比为6：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在800℃进行高温焙烧0.5h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理6h得到颗粒粒径分布为1～3μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1所示的抛光毛刷配合使用，80％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
实施例5：
将由聚乙二醇和质量分数为15％的氢氧化钠溶液混合得到的分散剂加入50℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，聚乙二醇与氢氧化钠溶液的体积比为3：1，温水与分散剂的体积比为3：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在700℃进行高温焙烧3h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理10min得到颗粒粒径分布为6～7.5μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1所示的抛光毛刷配合使用，70％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
实施例6：
将由乙二醇、聚乙二醇和质量分数为12％的氢氧化钠溶液混合得到的分散剂加入60℃的温水中，保持恒温搅拌，其中，乙二醇、聚乙二醇与氢氧化钾溶液的体积比为2：1，温水与分散剂的体积比为6：1；充分搅拌后加入碳酸铈粉体，一段时间后进行过滤、干燥处理；将所得到的粉体放入马弗炉中，在700℃进行高温焙烧0.5h，待程序结束后自然冷却至室温取出；通过行星球磨机对焙烧后的粉体进行球磨处理3h得到颗粒粒径分布为2～4μm的二氧化铈粉体。将二氧化铈粉体与水等混合制备成玻璃抛光液，导入图1所示的抛光毛刷配合使用，75％抛光液均可粘附于抛光毛刷上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
A、将分散剂加入温水中并保持恒温搅拌；
B、加入碳酸铈粉体并持续搅拌，充分分散后过滤并干燥得到第一粉体；
C、将所述第一粉体进行高温焙烧，冷却后得到第二粉体；
D、将所述第二粉体进行球磨，得到不同粒径分布的玻璃抛光剂。
2.根据权利要求1所述玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂由醇类化合物和含OH-溶液混合得到，其中，醇类化合物与含OH-溶液的体积比为0.1～5：1，所述温水与分散剂的体积比为3～6：1。
3.根据权利要求1所述玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述醇类化合物为乙二醇或聚乙二醇，所述含OH-溶液为氢氧化钾或氢氧化钠溶于水形成的溶液且质量浓度为10％～15％。
4.根据权利要求1所述玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述温水的温度为40～80℃。
5.根据权利要求1所述玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述高温焙烧在马弗炉中进行，高温焙烧的温度为600～900℃，高温焙烧的时间为0.5～4h。
6.根据权利要求1所述玻璃抛光剂的制备方法，其特征在于，所述球磨在行星球磨机中进行，球磨时间为10min～6h。
7.一种玻璃抛光剂，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述玻璃抛光剂的制备方法制得，所述玻璃抛光剂的颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间。
8.一种抛光毛刷，其特征在于，所述抛光毛刷包括刷盘和刷毛，所述刷盘由中心刷盘和外围刷盘组成，其中，中心刷盘上的刷毛均匀分布并且中心刷盘上的刷毛布置面积占刷盘总面积的30～50％，外围刷盘上的刷毛沿着径向呈束状分并且外围刷盘上的刷毛布置面积占刷盘总面积的50％～70％。
9.根据权利要求8所述的抛光毛刷，其特征在于，所述中心刷盘上的刷毛植入在均匀分布于中心刷盘上的毛孔中，中心刷盘上的刷毛长度为15～25mm；所述外围刷盘上的刷毛植入在沿着径向分布在外围刷盘上的毛孔中，外围刷盘上的刷毛长度为20～30mm。
10.根据权利要求8所述的抛光毛刷，其特征在于，所述抛光毛刷用于在玻璃抛光时导入由颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间的玻璃抛光剂配制成的玻璃抛光液。
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