CN114574105A - 一种玻璃抛光材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：改性氧化铈20‑25份、分散改进剂15‑20份、助磨剂3‑5份、酸液1‑3份、稀土剂0.1‑0.5份；其中改性氧化铈的改性方法为：S1：将2‑6份苯亚磺酸、5‑10份无水乙醇先混合，然后加入0.5‑1.5份酒石酸、1‑1.5份盐酸，以100‑300r/min的转速搅拌混合15‑25min，得到第一改性液。本发明玻璃抛光材料对氧化铈进行改性，改性中采用第一改性液、第二改性液依次改性处理，改性后的氧化铈能够提高产品的磨削速率和玻璃粗糙度，同时通过添加的分散改进剂，能够显著增强产品材料的稳定性，分散改进剂的制备采用其他方式制备。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃抛光技术领域，具体涉及一种玻璃抛光材料及其制备方法。
背景技术
玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的；它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体；广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
现有的的玻璃抛光材料多以氧化铈为抛光材料，原料简单，制备的产品磨削性能差，通过再氧化铈中添加分散剂，容易造成氧化铈团聚、稳定性差，导致抛光性能进一步降低，基于此，需进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种玻璃抛光材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：
改性氧化铈20-25份、分散改进剂15-20份、助磨剂3-5份、酸液1-3 份、稀土剂0.1-0.5份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将2-6份苯亚磺酸、5-10份无水乙醇先混合，然后加入0.5-1.5份酒石酸、1-1.5份盐酸，以100-300r/min的转速搅拌混合15-25min，得到第一改性液；
S2：将1-5份四正丙基锆酸酯加入到10-20份质量分数1-5％的氨水溶液中，然后再加入1-3份正硅酸四乙酯、0.5-0.9份二氧化锆，以500-700r/min 的转速搅拌35-45min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
优选地，所述玻璃抛光材料包括以下重量份原料：
改性氧化铈22.5份、分散改进剂17.5份、助磨剂4份、酸液2份、稀土剂0.3份。
优选地，所述研磨机中的研磨转速为1200-1500r/min，研磨时间为 35-45min。
优选地，所述第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理15-25min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理10-20min，即可。
优选地，所述第一搅拌处理的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为 350-450r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为75-85℃，搅拌转速为 550-650r/min。
本发明人发现，改性氧化铈采用氧化铈代替，磨削速率和玻璃粗糙度显著降低；
同时氧化铈的改性方式对产品性能改进具有显著提高，采用其他改性方式可提高改进效果，但均不如本发明的改性方式提高最显著。
优选地，所述分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到2-3倍的乙醇溶剂中超声分散10-20min，得到碳纳米管分散液；
S12：将5-10份石墨烯加入到15-20份壳聚糖溶液中，然后加入2-5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、1-3份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:(2-4)混合，以 350-450r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
碳纳米管具有管状结构，比表面积高，再产品原料中提高产品分散性，避免产品原料再使用中，随时间增长发生团聚问题，同时加入的石墨烯经过处理后，形成的改性液与碳纳米管分散液配比制成，进一步的改进产品原料分散效果，提高产品的抛光稳定性。
优选地，所述壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
优选地，所述助磨剂为三聚磷酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种。
优选地，所述酸液为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种组合物；所述稀土剂为稀土镧、钇、钐中的一种或多种组合物。
本发明还提供了一种玻璃抛光材料的制备方法，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至3.5-4.5，得到本发明的玻璃抛光材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明玻璃抛光材料对氧化铈进行改性，改性中采用第一改性液、第二改性液依次改性处理，改性后的氧化铈能够提高产品的磨削速率和玻璃粗糙度，同时通过添加的分散改进剂，能够显著增强产品材料的稳定性，分散改进剂的制备采用其他方式制备，产品稳定性发生显著下降，磨削速率和玻璃粗糙度性能大幅度减弱；采用本发明制备的分散改进剂具有显著增强抛光材料稳定性，提高抛光效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：
改性氧化铈20-25份、分散改进剂15-20份、助磨剂3-5份、酸液1-3 份、稀土剂0.1-0.5份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将2-6份苯亚磺酸、5-10份无水乙醇先混合，然后加入0.5-1.5份酒石酸、1-1.5份盐酸，以100-300r/min的转速搅拌混合15-25min，得到第一改性液；
S2：将1-5份四正丙基锆酸酯加入到10-20份质量分数1-5％的氨水溶液中，然后再加入1-3份正硅酸四乙酯、0.5-0.9份二氧化锆，以500-700r/min 的转速搅拌35-45min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
本实施例的玻璃抛光材料包括以下重量份原料：
改性氧化铈22.5份、分散改进剂17.5份、助磨剂4份、酸液2份、稀土剂0.3份。
本实施例的研磨机中的研磨转速为1200-1500r/min，研磨时间为 35-45min。
本实施例的第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理15-25min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理10-20min，即可。
本实施例的第一搅拌处理的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为 350-450r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为75-85℃，搅拌转速为550-650r/min。
本实施例的分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到2-3倍的乙醇溶剂中超声分散10-20min，得到碳纳米管分散液；
S12：将5-10份石墨烯加入到15-20份壳聚糖溶液中，然后加入2-5份 N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、1-3份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:(2-4)混合，以 350-450r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
本实施例的助磨剂为三聚磷酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种。
本实施例的酸液为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种组合物；所述稀土剂为稀土镧、钇、钐中的一种或多种组合物。
本实施例的一种玻璃抛光材料的制备方法，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至3.5-4.5，得到本发明的玻璃抛光材料。
实施例1.
本实施例的一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：
改性氧化铈20份、分散改进剂15份、助磨剂3份、酸液1份、稀土剂0.1份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将2份苯亚磺酸、5份无水乙醇先混合，然后加入0.5份酒石酸、 1份盐酸，以100r/min的转速搅拌混合15min，得到第一改性液；
S2：将1份四正丙基锆酸酯加入到10份质量分数1％的氨水溶液中，然后再加入1份正硅酸四乙酯、0.5份二氧化锆，以500r/min的转速搅拌 35min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
本实施例的研磨机中的研磨转速为1200r/min，研磨时间为35min。
本实施例的第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理15min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理10min，即可。
本实施例的第一搅拌处理的搅拌温度为55℃，搅拌转速为35r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为75℃，搅拌转速为550r/min。
本实施例的分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到2倍的乙醇溶剂中超声分散10min，得到碳纳米管分散液；
S12：将5份石墨烯加入到15份壳聚糖溶液中，然后加入2份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、1份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:2混合，以350r/min的转速搅拌20min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
本实施例的助磨剂为三聚磷酸钠。
本实施例的酸液为硫酸；所述稀土剂为稀土镧。
本实施例的一种玻璃抛光材料的制备方法，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至3.5，得到本发明的玻璃抛光材料。
实施例2.
本实施例的一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：
改性氧化铈25份、分散改进剂20份、助磨剂5份、酸液3份、稀土剂0.5份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将6份苯亚磺酸、10份无水乙醇先混合，然后加入1.5份酒石酸、 1.5份盐酸，以300r/min的转速搅拌混合25min，得到第一改性液；
S2：将5份四正丙基锆酸酯加入到20份质量分数5％的氨水溶液中，然后再加入3份正硅酸四乙酯、0.9份二氧化锆，以700r/min的转速搅拌 45min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
本实施例的研磨机中的研磨转速为1500r/min，研磨时间为45min。
本实施例的第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理25min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理20min，即可。
本实施例的第一搅拌处理的搅拌温度为65℃，搅拌转速为450r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为85℃，搅拌转速为650r/min。
本实施例的分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到3倍的乙醇溶剂中超声分散20min，得到碳纳米管分散液；
S12：将10份石墨烯加入到20份壳聚糖溶液中，然后加入5份N-2- 氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、3份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:4混合，以450r/min的转速搅拌30min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
本实施例的助磨剂为十二烷基硫酸钠。
本实施例的酸液为磷酸；所述稀土剂为稀土钐。
本实施例的一种玻璃抛光材料的制备方法，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至4.5，得到本发明的玻璃抛光材料。
实施例3.
本实施例的一种玻璃抛光材料，包括以下重量份原料：
改性氧化铈22.5份、分散改进剂17.5份、助磨剂4份、酸液2份、稀土剂0.3份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将4份苯亚磺酸、7.5份无水乙醇先混合，然后加入1.0份酒石酸、 1.25份盐酸，以200r/min的转速搅拌混合20min，得到第一改性液；
S2：将3份四正丙基锆酸酯加入到15份质量分数3％的氨水溶液中，然后再加入2份正硅酸四乙酯、0.7份二氧化锆，以600r/min的转速搅拌 40min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
本实施例的研磨机中的研磨转速为1350r/min，研磨时间为40min。
本实施例的第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理20min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理15min，即可。
本实施例的第一搅拌处理的搅拌温度为60℃，搅拌转速为400r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为80℃，搅拌转速为600r/min。
本实施例的分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到2.5倍的乙醇溶剂中超声分散15min，得到碳纳米管分散液；
S12：将7.5份石墨烯加入到17.5份壳聚糖溶液中，然后加入3份N-2- 氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、2份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:3混合，以400r/min的转速搅拌25min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
本实施例的壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
本实施例的助磨剂为十二烷基硫酸钠。
本实施例的酸液为硝酸；所述稀土剂为钐。
本实施例的一种玻璃抛光材料的制备方法，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至4.0，得到本发明的玻璃抛光材料。
对比例1.
与实施例3不同是改性氧化铈采用氧化铈代替。
对比例2.
与实施例3不同是改性氧化铈改性中第一改性液的制备方法不同；
将4份十二烷基硫酸钠、7.5份无水乙醇先混合，然后加入1.0份柠檬酸、1.25份硅烷偶联剂KH560，以200r/min的转速搅拌混合20min，得到第一改性液。
对比例3.
与实施例3不同是第二改性液制备方法不同；
将3份聚丙烯酸加入到15份质量分数3％的盐酸溶液中，然后再加入2 份过硫酸钠、0.7份二氧化硅，以600r/min的转速搅拌40min，得到第二改性液。
对比例4.
与实施例3不同是改性氧化铈中第一改性液、第二改性液处理方式不同；
氧化铈先采用第二改性液处理，然后再采用第一改性液处理。
对比例5.
与实施例3不同是分散改进剂的制备中采用碳纳米管、石墨烯按照3:1 直接混合制得。
对比例6.
与实施例3不同是分散改进剂的制备中改进液制备方法不同；
将7.5份滑石粉加入到17.5份质量分数2％的盐酸溶液中，然后加入3 份硅烷偶联剂KH560、2份海藻酸钠，搅拌充分，得到改进液。
对比例7.
与实施例3不同是分散改进剂制备中碳纳米管采用纳米二氧化硅代替。
性能测试方法：
选用一台曲面抛光机将机台清理干净后，按照实施例1-3及对比例1-6 添加抛光材料，设定转动速率为110rpm，压力125N/cm2，抛光时间均为 30min。
实施例1-3及对比例1-7抛光液制备的即刻期、20天后投入到抛光机中进行测试；
即刻期测试结果如下
从实施例1-3及对比例1-7可看出；
从对比例1-4及实施例3中可看出，改性氧化铈采用氧化铈代替，磨削速率和玻璃粗糙度显著降低，同时氧化铈的改性方式对产品性能改进具有显著提高，采用其他改性方式可提高改进效果，但均不如本发明的改性方式提高最显著，并不能通过其他改性方法代替本发明方案对氧化铈进行改性。
20天后产品测试结果，性能测试如下。
从对比例1和实施例3可看出，产品中改性氧化铈采用氧化铈代替，产品稳定性有下降趋势，同时从对比例5-7中发现，分散改进剂的制备采用其他方式，产品稳定性发生显著下降，磨削速率和玻璃粗糙度性能大幅度减弱；采用本发明制备的分散改进剂具有显著增强抛光材料稳定性，提高抛光效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种玻璃抛光材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
改性氧化铈20-25份、分散改进剂15-20份、助磨剂3-5份、酸液1-3份、稀土剂0.1-0.5份；
其中改性氧化铈的改性方法为：
S1：将2-6份苯亚磺酸、5-10份无水乙醇先混合，然后加入0.5-1.5份酒石酸、1-1.5份盐酸，以100-300r/min的转速搅拌混合15-25min，得到第一改性液；
S2：将1-5份四正丙基锆酸酯加入到10-20份质量分数1-5％的氨水溶液中，然后再加入1-3份正硅酸四乙酯、0.5-0.9份二氧化锆，以500-700r/min的转速搅拌35-45min，得到第二改性液；
S3：将氧化铈送入到研磨机中进行研磨处理，研磨结束，采用第一改性液、第二改性液改性处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性氧化铈。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述玻璃抛光材料包括以下重量份原料：
改性氧化铈22.5份、分散改进剂17.5份、助磨剂4份、酸液2份、稀土剂0.3份。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述研磨机中的研磨转速为1200-1500r/min，研磨时间为35-45min。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述第一改性液、第二改性液改性处理的具体操作步骤为：将研磨后的氧化铈先于第一改性液中第一搅拌处理15-25min，处理结束、水洗、干燥，再于第二改性液中进行第二搅拌处理，处理10-20min，即可。
5.根据权利要求4所述一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述第一搅拌处理的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为350-450r/min；第二搅拌处理的搅拌温度为75-85℃，搅拌转速为550-650r/min。
6.根据权利要求1所述一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述分散改进剂的制备方法为：
S11：将碳纳米管送入到2-3倍的乙醇溶剂中超声分散10-20min，得到碳纳米管分散液；
S12：将5-10份石墨烯加入到15-20份壳聚糖溶液中，然后加入2-5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲基硅烷、1-3份硼酸，搅拌充分，得到改进液；
S13：将改进液、碳纳米管分散液按照重量比1:(2-4)混合，以350-450r/min的转速搅拌20-30min，搅拌结束，水洗、干燥，得到分散改进剂。
7.根据权利要求6所述一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述壳聚糖溶液为壳聚糖、冰醋酸按照重量比1:5混合配制而成。
8.根据权利要求1所述一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述助磨剂为三聚磷酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种。
9.根据权利要求1所述一种玻璃抛光材料，其特征在于，所述酸液为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种组合物；所述稀土剂为稀土镧、钇、钐中的一种或多种组合物。
10.一种如权利要求1-9任一项所述玻璃抛光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将改性氧化铈、分散改进剂、助磨剂、稀土剂原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，然后加入酸液调节pH至3.5-4.5，得到本发明的玻璃抛光材料。
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