CN112266767A - 石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法 - Google Patents

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王林丹
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/198—Graphene oxide

Abstract

本发明涉及一种石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法，由以下组分按质量份数配成：高频瓷磨料30‑50份、氧化石墨烯溶液30‑40份、氧化锆1‑5份、碳化硅1‑5份、基于磷酸盐的添加剂10‑20份、光亮剂1‑5份、粘结剂5‑10份。本发明设计了新型的石墨烯改性高频瓷磨料，对常规高频瓷磨料进行了进一步改进，大大提高了高频瓷磨料的各项力学性能，同时，避免物料粘附在高频瓷磨料表面，从而大大提高了高频瓷磨料的使用寿命。

Description

石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法
技术领域
本发明涉及磨料制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法。
背景技术
高频瓷磨料主要用于工件表面精磨与抛光，相比高铝瓷磨料，硬度更硬，使用寿命更长，主要应用于铝合金、锌合金、铜、树脂（塑料）等材质较软的产品表面抛光等。
然而现有的高频瓷磨料成分单一，其硬度并不理想，而且使用较长时间后，铝合金、锌合金、铜、树脂会有碎屑粘附在高频瓷磨料表面，影响高频瓷磨料的加工质量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种耐磨性强、使用寿命长、不易粘附物料的石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种石墨烯改性高频瓷磨料，由以下组分按质量份数配成：高频瓷磨料30-50份、氧化石墨烯溶液30-40份、氧化锆1-5份、碳化硅1-5份、基于磷酸盐的添加剂10-20份、光亮剂1-5份、粘结剂1-5份。
作为优选，所述基于磷酸盐的添加剂为具有碱金属的磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸镁、磷酸钙、磷酸锶、磷酸钡、磷酸铁、磷酸铝、磷酸锰中的一种或多种的组合。
在本发明一较佳实施例中，所述氧化石墨烯溶液采用如下工艺制成：
（1）将石墨粉末在强酸中，以Hg /Hg2SO4为电极电解氧化后投入水中，干燥后，得到氧化石墨烯；
（2）将氧化石墨烯用二甲基甲酰胺润湿，加入异丙醇及聚丙烯酰胺，超声波分散1-2h，得到氧化石墨烯溶液。
作为优选，所述粘结剂为改性酚醛树脂；所述光亮剂为锌镍合金光亮剂。
本发明还提供一种上述石墨烯改性高频瓷磨料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将定量高频瓷磨料、氧化锆、碳化硅加入氧化石墨烯溶液中，加热至50℃，搅拌均匀；
（2）加入基于磷酸盐的添加剂及光亮剂，搅拌均匀；
（3）抽滤除水，得到石墨烯改性高频瓷湿料；
（4）将上述石墨烯改性高铝瓷湿料加入到树脂粘结剂和填料中，搅拌均匀；
（5）采用热压成型工艺得到石墨烯改性高频瓷磨料。
作为优选，氧化石墨烯溶液的浓度为1-3%；步骤（6）中，热压成型的温度为200-300℃，压力为10-12MPa，热压时间为0.5-1h。
本发明石墨烯改性高频瓷磨料及其制备方法的有益效果是：本发明设计了新型的石墨烯改性高频瓷磨料，对常规高频瓷磨料进行了进一步改进，大大提高了高频瓷磨料的各项力学性能，同时，避免物料粘附在高频瓷磨料表面，从而大大提高了高频瓷磨料的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1：
将高频瓷磨料40份、氧化锆3份、碳化硅3份加入氧化石墨烯溶液35份中，加热至50℃，搅拌1h；
加入具有碱金属的磷酸锰和磷酸锶13份及光亮剂2份，搅拌1h；
抽滤除水，得到石墨烯改性高频瓷湿料；
将上述石墨烯改性高铝瓷湿料加入到树脂粘结剂4份和填料10份中，搅拌1h；
采用热压成型工艺，温度为250℃，压力为11MPa，热压时间为1h，得到石墨烯改性高频瓷磨料。
对该石墨烯改性高频瓷磨料检测，其抗拉强度为181MPa，洛氏硬度5.7。
实施例2：
将高频瓷磨料30份、氧化锆5份、碳化硅5份加入氧化石墨烯溶液40份中，加热至50℃，搅拌0.5h；
加入具有碱金属的磷酸钡10份及光亮剂5份，搅拌0.5h；
抽滤除水，得到石墨烯改性高频瓷湿料；
将上述石墨烯改性高铝瓷湿料加入到树脂粘结剂5份和填料10份中，搅拌1h；
采用热压成型工艺，温度为200℃，压力为10MPa，热压时间为1h，得到石墨烯改性高频瓷磨料。
对该石墨烯改性高频瓷磨料检测，其抗拉强度为173MPa，洛氏硬度5.2。
实施例3：
将高频瓷磨料42份、氧化锆2份、碳化硅3份加入氧化石墨烯溶液32份中，加热至50℃，搅拌1h；
加入具有碱金属的磷酸钡及磷酸锶11份及光亮剂5份，搅拌0.5h；
抽滤除水，得到石墨烯改性高频瓷湿料；
将上述石墨烯改性高铝瓷湿料加入到树脂粘结剂5份和填料10份中，搅拌1h；
采用热压成型工艺，温度为235℃，压力为12MPa，热压时间为1h，得到石墨烯改性高频瓷磨料。
对该石墨烯改性高频瓷磨料检测，其抗拉强度为190MPa，洛氏硬度6.0。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种石墨烯改性高频瓷磨料，其特征在于，由以下组分按质量份数配成：高频瓷磨料30-50份、氧化石墨烯溶液30-40份、氧化锆1-5份、碳化硅1-5份、基于磷酸盐的添加剂10-20份、光亮剂1-5份、粘结剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性高频瓷磨料，其特征在于，所述基于磷酸盐的添加剂为具有碱金属的磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸镁、磷酸钙、磷酸锶、磷酸钡、磷酸铁、磷酸铝、磷酸锰中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性高频瓷磨料，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液采用如下工艺制成：
（1）将石墨粉末在强酸中，以Hg /Hg2SO4为电极电解氧化后投入水中，干燥后，得到氧化石墨烯；
（2）将氧化石墨烯用二甲基甲酰胺润湿，加入异丙醇及聚丙烯酰胺，超声波分散1-2h，得到氧化石墨烯溶液。
4.根据权利要求1所述的石墨烯改性高频瓷磨料，其特征在于，所述粘结剂为改性酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性高频瓷磨料，其特征在于，所述光亮剂为锌镍合金光亮剂。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的石墨烯改性高频瓷磨料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将定量高频瓷磨料、氧化锆、碳化硅加入氧化石墨烯溶液中，加热至50℃，搅拌均匀；
（2）加入基于磷酸盐的添加剂及光亮剂，搅拌均匀；
（3）抽滤除水，得到石墨烯改性高频瓷湿料；
（4）将上述石墨烯改性高铝瓷湿料加入到树脂粘结剂和填料中，搅拌均匀；
（5）采用热压成型工艺得到石墨烯改性高频瓷磨料。
7.根据权利要求6所述的石墨烯改性高频瓷磨料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，氧化石墨烯溶液的浓度为1-3%。
8.根据权利要求6所述的石墨烯改性高频瓷磨料的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，热压成型的温度为200-300℃，压力为10-12MPa，热压时间为0.5-1h。
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