CN117655937B - 一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘及其制备方法，涉及光学加工技术领域。本发明制备的稀土抛光盘包括抛光层，所述抛光层由稀土抛光液制备而成，所述稀土抛光液包括以下质量百分数的原料：抛光粉50.0%‑60.0%、环氧树脂胶15.0‑25.0％、分散剂2%‑7%、消泡剂1.0%‑2%，余量为水。本发明的稀土抛光盘使用寿命长，抛光的水晶玻璃表面质量高，本发明的方案为水晶玻璃的抛光提供了新的途径，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及光学加工技术领域。特别涉及一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘及其制备方法。
背景技术
玻璃加工包括切、磨、抛等工序，抛光工序是玻璃制品的最后一道工序，抛光后，玻璃表面光滑明亮，具有较强的美感，其抛光光亮度直接影响到产品外观质量，抛光盘即是用于高档玻璃工艺品加工必不可少的抛光工具。
现有技术中，对于抛光盘的选择主要在于提高抛光速率上，通过提高抛光盘的研磨粉颗粒粒度，增加抛光过程中的机械研磨作用，这样容易出现不能将水晶玻璃表面抛光透明等问题且易引起玻璃表面划伤。此外，目前的玻璃抛光盘存在着抛光粉遇水就溶解散开，形成抛光液，无法在转速情况下进行抛光研磨，只能通过其他辅助材料配合抛光液使用，失去了抛光盘的意义。
因此，开发出在转速下能够进行抛光研磨、寿命长，且能生产出高质量水晶玻璃的抛光盘也是当前所迫切需求的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘及其制备方法，该稀土抛光盘以抛光粉为主要原料，加入环氧树脂胶、分散剂、消泡剂后抛光盘在转速下能够进行抛光研磨，使用寿命长，在对水晶玻璃进行抛光后水晶玻璃表面质量高，有效解决了现有技术中抛光盘、在转速下无法进行抛光研磨、使用寿命短、生产出的水晶玻璃质量差等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，所述稀土抛光盘包括抛光层，所述抛光层由稀土抛光液制备而成，所述稀土抛光液包括以下质量百分数的原料：抛光粉50.0%-60.0%、环氧树脂胶15.0-25.0％、分散剂2%-7%、消泡剂1.0%-2%，余量为水。
具体的，所用分散剂为六偏磷酸钠；所用消泡剂主要成分为甲基硅氢烷油、三聚磷酸钠、甘露醇、二氧化硅。
本发明在制备稀土抛光盘上的抛光层时，配制的抛光液除了主要的原料抛光粉外，还加入了一定比例的环氧树脂胶、分散剂、消泡剂，在制备抛光盘时能够有效抑制搅拌过程中所产生的气泡，形成均匀分散的溶液。制得的抛光盘在研磨过程遇水时不会散开，产品在表面打磨时缓慢散开，所制得的抛光盘的使用寿命在3天-5天，显著提升了抛光盘的使用寿命。
进一步，所述抛光粉包括氧化铈、氧化镨和非稀土化合物。
进一步，所述抛光粉包括以下质量百分数的原料：氧化铈96%-99.55%、氧化镨0.45%-4%、0%-3.5%非稀土化合物。
具体地，所述非稀土化合物包括填料和助剂，填料为氧化铁和氧化锆中至少一种；助剂为硅胶和硅酸盐中至少一种。
本发明制备的抛光盘，抛光粉以稀土化合物氧化铈、氧化镨为主要原料，在使用过程中通过机械研磨和化学腐蚀对水晶玻璃进行抛光。
进一步，所述抛光粉的粒径D50为0.8-2μm。
采用此粒径范围内的抛光粉制备抛光盘后，水晶玻璃表面透明光滑无划痕，若粒径小于此范围会使得抛光水晶玻璃表面外观有研磨不透明；若粒径大于此范围会使得抛光水晶玻璃表面外观有细小划痕。
本发明还提供一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水按比例混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成消泡剂溶液备用；
（2）将制得的所述混合溶液充分搅拌，再加入所述消泡剂溶液进行搅拌成粘稠状态得到抛光液，具体地，所述粘稠状态具体为溶液成丝状或稀泥状；
（3）将搅拌后呈粘稠状态的抛光液采用模具制备得到稀土抛光盘。
进一步，步骤（2）中，所述抛光液pH为8-9。
进一步，步骤（3）中，所述模具为铁盘模具；所述铁盘模具包括配合使用的下铁盘和上铁盘。
进一步，所述下铁盘φ为300-800mm、厚度为5-20mm、高度为20-80mm，并使用铁皮围在铁盘最外圈，所述上铁盘为平面铁磨盘，上铁盘表面与下铁盘表面的大小比例为1:1。
进一步，步骤（3）包括如下具体步骤：
将搅拌后呈粘稠状态的抛光液倒入所述下铁盘的表面，和所述下铁盘的表面形成平行面，再采用所述上铁盘进行压实；凝固后取出得到稀土抛光盘。
进一步，步骤（3）中，采用所述上铁盘进行压实时施加正压，压实时间为70-90min，正压值＞1.0 Mpa。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的稀土抛光盘添加了环氧树脂、分散剂等物质，使制得的稀土抛光盘不易散开，使用寿命大大增加，且在后期研磨时能够在转速下进行抛光研磨，将水晶玻璃进行抛光透明。
2、本发明打磨出的玻璃抛光水晶光滑透明，避免了现有技术中出现的玻璃抛光水晶玻璃表面外观研磨不透明，或表面外观有细小划痕的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的稀土抛光盘成品图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下述实施例和对比例中所用分散剂均为六偏磷酸钠；所用消泡剂成分均为10%甲基硅氢烷油、10%三聚磷酸钠、70%食盐、5%甘露醇、2%二氧化硅、3%水。
实施例1：抛光盘的制备一
本实施例涉及的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.5%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为2.0μm的抛光粉（其中非稀土化合物包括中填料和助剂的质量比为1：1，填料为氧化铁，助剂为硅胶），再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=50%：20%：3%：2%：25%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为8，搅拌25min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现粘稠状态的抛光液倒入尺寸为φ300mm，厚度15mm，高度20mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的大小比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为80min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘上刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
实施例2：抛光盘的制备二
本实施例涉及的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.5%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为0.8μm的抛光粉（其中非稀土化合物包括中填料和助剂的质量比为1：1，填料为氧化铁，助剂为硅酸盐），再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=60%：25%：7%：1%：7%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为7，搅拌20min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现稠状态的抛光液倒入尺寸为φ800mm，厚度5mm，高度80mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为70min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘上刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
实施例3：抛光盘的制备三
本实施例涉及的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.5%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为2.0μm的抛光粉（其中非稀土化合物包括中填料和助剂的质量比为1：1，填料为氧化锆，助剂为硅胶），再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=55%：20%：4%：1.5%：19.5%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为7.5，搅拌30min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现稠状态的抛光液倒入尺寸为φ550mm，厚度12.5mm，高度50mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为75min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘上刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
实施例4：抛光盘的制备四
本实施例涉及的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.5%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为2.0μm的抛光粉（其中非稀土化合物包括中填料和助剂的质量比为1：1，填料为氧化锆，助剂为硅酸盐），再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=50%：20%：3%：2%：25%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为8，搅拌25min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现稠状态的抛光液倒入尺寸为φ300mm，厚度15mm，高度20mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的大小比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为80min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘上刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
实施例5-10：
本实施例5-10在制备稀土抛光盘时，与实施例1的区别仅存在抛光粉原料质量的改变，其余原料和制备步骤、制备条件与实施例1一致，具体如表1所示：
表1（单位：g）
对比例1：抛光盘的制备
本对比例与实施例1的区别在于步骤（1）的混合溶液中未加入环氧树脂胶，具体步骤如下：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.45%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为2.0μm的抛光粉，再按照抛光粉：分散剂：消泡剂：水=50%：3%：2%：45%的质量百分比对抛光粉、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为8，搅拌25min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现粘稠状态的抛光液倒入尺寸为φ300mm，厚度15mm，高度20mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为80min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
对比例2：抛光盘的制备
本对比例与实施例1的区别在于步骤（1）的混合溶液中加入环氧树脂胶的量过量，具体步骤如下：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.45%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为2.0μm的抛光粉，再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=50%：35%：3%：2%：10%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为8，搅拌25min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现粘稠状态的抛光液倒入尺寸为φ300mm，厚度15mm，高度20mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为80min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
对比例3：抛光盘的制备
本对比例与实施例1的区别在于步骤（1）中的配制的抛光粉粒径不同，具体步骤如下：
（1）首先按照氧化铈96%、氧化镨0.45%、非稀土化合物3.5%的质量百分比配制粒径D50为1.0μm的抛光粉，再按照抛光粉：环氧树脂胶：分散剂：消泡剂：水=50%：20%：3%：2%：25%的质量百分比对抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、消泡剂、水进行称取，并将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成质量浓度2%的消泡剂溶液备用；
（2）将制得的混合溶液倒入搅拌机器中充分搅拌，再加入消泡剂溶液，调节pH为8，搅拌25min后，混合溶液成呈丝状的粘稠状态，得到抛光液；
（3）将搅拌后呈现粘稠状态的抛光液倒入尺寸为φ300mm，厚度15mm，高度20mm的下铁盘的表面，使用铁皮围在下铁盘最外圈，抛光液和下铁盘的表面形成平行面，再采用表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1的平面铁磨盘作为上铁盘，通过气缸放下使上铁盘采用正压对下铁盘进行施压，正压值为1.5 Mpa以上），压实时间为80min，压实过程中抛光液收缩下降，再进行添加抛光液继续压实，直至压实到下铁盘刻度线规定位置，到达刻度线后等待10小时，直至抛光盘凝固干燥，得到稀土抛光盘。
试验例
取40片质量相同、大小一致的待抛光的水晶玻璃面板，分成4组，分别放置在上述实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制备的稀土抛光盘上，分别对水晶玻璃面板进行抛光，启动抛光设备，进行抛光处理，根据数控加工倒入程序，每个面抛光处理时间为1分钟，其中抛光速率为60rpm，研磨后的水晶玻璃如表2所示：
表2
由表2可以看出，在同样的抛光条件下，实施例1制备的抛光盘所抛光的水晶玻璃面板表面外观光滑无划痕，抛光透明；对比例2制备的抛光盘，在抛光研磨过程，研磨过程会与水晶玻璃摩擦，玻璃表面外观有细小划痕，对比例3制备的抛光盘，所抛光的水晶玻璃表面外观研磨不透明。而对比例1制备的抛光盘遇水散开，无法形成抛光盘，即使对其进行压实，使用寿命也不长，只能使用1-2小时。可见本发明制备的研磨盘使用寿命长，抛光所得的水晶玻璃表面外观透明，且光滑无划痕。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，所述稀土抛光盘包括抛光层，所述抛光层由稀土抛光液制备而成，所述稀土抛光液包括以下质量百分数的原料：抛光粉50.0%-60.0%、环氧树脂胶15.0-25.0％、分散剂2%-7%、消泡剂1.0%-2%，余量为水；
所述抛光粉包括氧化铈、氧化镨和非稀土化合物；
所述抛光粉包括以下质量百分数的原料：氧化铈96%-99.55%、氧化镨0.45%-4%、0%-3.5%非稀土化合物；
所述抛光粉的粒径D50为0.8-2μm；
所述用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘的制备方法，包括如下步骤：
（1）将抛光粉、环氧树脂胶、分散剂、水按比例混合稀释成混合溶液备用；将消泡剂配制成消泡剂溶液备用；
（2）将制得的所述混合溶液充分搅拌，再加入所述消泡剂溶液进行搅拌成粘稠状态得到抛光液；
（3）将搅拌后呈粘稠状态的抛光液采用模具制备得到稀土抛光盘。
2.根据权利要求1所述的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，步骤（2）中，所述抛光液pH为8-9。
3.根据权利要求2所述的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，步骤（3）中，所述模具为铁盘模具；所述铁盘模具包括配合使用的下铁盘和上铁盘。
4.根据权利要求3所述的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，所述下铁盘φ为300-800mm，厚度为5-20mm，高度为20-80mm，并使用铁皮围在下铁盘最外圈，所述上铁盘为平面铁磨盘，上铁盘表面与下铁盘表面尺寸的比例为1：1。
5.根据权利要求4所述的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，步骤（3）包括如下具体的步骤：
将搅拌后呈粘稠状态的抛光液倒入所述下铁盘的表面，和所述下铁盘的表面形成平行面，再采用所述上铁盘进行压实；凝固后取出得到稀土抛光盘。
6.根据权利要求5所述的一种用于水晶玻璃抛光的稀土抛光盘，其特征在于，步骤（3）中，采用所述上铁盘进行压实时施加正压，压实时间为70-90min，正压值＞1.0 Mpa。
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