陶瓷材料用研磨劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種陶瓷材料用研磨劑。該陶瓷材料用研磨劑含有成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒、及水。所述成膜劑選自為低級多元醇及醇胺中的一種或兩種，該低級多元醇是碳原子數(shù)目在2～5之間、分子中含有兩個及以上羥基的多元醇，所述輔助成膜劑選自為硼酸鹽及鉻酸鋰中的一種或兩種，所述研磨顆粒為硼化物。該成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒及水之間的質(zhì)量比為10-30：0.2-4：0.1-3：70-90。所述研磨劑研磨效果優(yōu)異、適用于極壓環(huán)境、而且環(huán)保。
【專利說明】陶瓷材料用研磨劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種陶瓷材料用研磨劑，特別涉及一種研磨效果優(yōu)異、適用于極壓環(huán) 境、環(huán)保的陶瓷材料用水基研磨劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷材料具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械工業(yè)中，越來越多 的密封件、軸承、球閥、缸套等易磨損零件改由陶瓷材質(zhì)加工制造。由于陶瓷材料特殊的物 理機(jī)械性能，目前主要采用磨削方法對其進(jìn)行加工。磨削方法中研磨加工占有相當(dāng)重要的 比重，該環(huán)節(jié)對陶瓷材料零部件的加工效率和加工質(zhì)量有著重要影響。研磨加工時，研磨盤 或研磨球和被加工零件相互摩擦，組成摩擦副，摩擦副之間充以起研磨、潤滑、冷卻、及防塵 等作用的研磨劑。
[0003] 目前，研磨劑大體上分為油基研磨劑及水基研磨劑兩類。油基研磨劑由航空汽油、 煤油、變壓器油及各種植物油、動物油及烴類，配以若干添加劑組成。水基研磨劑由水及各 種皂劑配制而成。油基研磨劑主要是粘度、潤滑及防銹性能較好，然清洗時必須配以有機(jī)溶 齊U，存在環(huán)境污染及費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。水基研磨劑清洗方便，環(huán)境污染較小，但水基研磨劑 潤滑能力弱，容易引起研磨過程的不流暢，振動和噪聲較大，研磨效果較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，有必要提供一種研磨效果優(yōu)異、適用于極壓環(huán)境、且環(huán)保的陶瓷材料用 水基研磨劑。
[0005] -種陶瓷材料用研磨劑，其含有成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒、及水，所述成膜劑 選自為低級多元醇及醇胺中的一種或兩種，該低級多元醇是碳原子數(shù)目在2?5之間、分 子中含有兩個及以上羥基的多元醇，所述輔助成膜劑選自為硼酸鹽及鉻酸鋰中的一種或兩 種，所述研磨顆粒為硼化物，該成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒及水之間的質(zhì)量比為10-30 : 0. 2-4 ：0. 1-3 ：70-90〇
[0006] 本申請?zhí)沾刹牧嫌醚心┲械牡图壎嘣蓟虼及纺軌蚺c水互溶，該低級多元醇或 醇胺分子中含有高比例的羥基，具有較強(qiáng)的持水能力，有利于形成包含有水以及所述研磨 顆粒的潤滑膜。此外，該醇胺還可調(diào)節(jié)所述研磨劑的pH值。
[0007] 所述的硼酸鹽或鉻酸鋰可為研磨劑提供滿足高壓力下的極壓潤滑性能(極壓性 能：研磨劑在承受載荷時而不被擠出摩擦表面的性能)，該硼酸鹽或鉻酸鋰與研磨劑中的其 他組分共同作用，在研磨界面形成極壓性能良好的潤滑膜，因而即使在極壓環(huán)境下，也可使 得研磨過程順暢進(jìn)行，從而提高研磨工件的表面質(zhì)量。
[0008] 所述的硼化物具有較好的去除能力，保證了較快的去除速率，提高了研磨效率。
[0009] 相較于現(xiàn)有的水基研磨劑，本申請?zhí)沾刹牧嫌醚心┠軌蛟谘心ツΣ粮被ハ嘟佑| 的表面之間形成較為有效的潤滑膜，使得研磨體與被研磨工件之間的摩擦力減小，減少了 被研磨工件出現(xiàn)較大劃痕的概率，研磨效果好，研磨過程順暢，實(shí)現(xiàn)了較高的研磨效率。
[0010] 此外，本申請所述的硼酸鹽或鉻酸鋰還具有較強(qiáng)的抗菌和防腐能力，使得所述研 磨劑不易霉變變質(zhì)，易于存放。另外，本申請的研磨劑不含硫、磷、氯等有害元素，研磨加工 后的廢液對環(huán)境危害小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是實(shí)施例1的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。
[0012] 圖2是實(shí)施例2的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。
[0013] 圖3是實(shí)施例3的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。
[0014] 圖4是實(shí)施例4的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。
[0015] 圖5是實(shí)施例5的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。
[0016] 圖6是實(shí)施例6的研磨劑的摩擦系數(shù)隨時間變化的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面通過具體的實(shí)施例，對本申請?zhí)沾刹牧嫌醚心┻M(jìn)行詳細(xì)描述。需要說明的 是，所述實(shí)施例僅用來說明所述研磨劑的組成、含量及其制備方法，而不以任何方式限制本 申請的保護(hù)范圍。
[0018] 本申請所述的陶瓷材料用研磨劑含有成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒、及水。所述 成膜劑選自為低級多元醇及醇胺中的一種或兩種，所述輔助成膜劑選自為硼酸鹽及鉻酸鋰 中的一種或兩種，所述研磨顆粒為硼化物。該成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒及水之間的質(zhì) 量比為10-30 :0. 2-4 :0. 1-3 :70-90。優(yōu)選地，該成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆粒及水之間的 質(zhì)量比為 15-26 :0· 5-3. 5 :0· 3-3 :74-86
[0019] 所述低級多元醇是碳原子數(shù)目在2?5之間、分子中含有兩個及以上羥基的多元 醇。本實(shí)施例中，該低級多元醇選自為乙二醇、丙二醇和丙三醇的至少一種。其中所述丙二 醇選自為1，2_丙二醇及1，3_丙二醇中的至少一種。該低級多元醇能夠與水互溶，其分子 中含有高比例的羥基，有較強(qiáng)的持水能力，有利于形成包含有水以及研磨顆粒的潤滑膜。
[0020] 所述醇氨選自為二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺中的任意一種或幾種的混合物。該 醇胺能夠與水互溶，其分子中含有高比例的羥基，有較強(qiáng)的持水能力，有利于形成包含有水 以及研磨顆粒的潤滑膜。另外，該醇胺還具有調(diào)節(jié)所述研磨劑的pH值的作用。
[0021] 所述硼酸鹽選自為四硼酸鋰及四硼酸鉀中的至少一種。該四硼酸鋰、四硼酸鉀或 鉻酸鋰可為所述研磨劑提供滿足高壓力下的極壓潤滑需求的硼元素、鉀元素或鋰元素，這 些元素與研磨劑中的其他組分共同作用，在研磨界面形成極壓性能良好的潤滑膜，因而即 使在極壓環(huán)境下，也可使得研磨過程順暢進(jìn)行，從而提高研磨工件的表面質(zhì)量。
[0022] 所述硼化物為硼化鋯及硼化鈦中的至少一種。其中該硼化鋯的微粒粒徑為 1-2 μ m，硼化鈦的微粒粒徑為3-5 μ m。該硼化物具有較好的去除能力，保證了較快的去除速 率，提高了研磨效率。
[0023] 所述水優(yōu)選為去離子水。
[0024] 當(dāng)所述成膜劑選自為低級多元醇及醇胺，輔助成膜劑選自為硼酸鹽及鉻酸鋰時， 所述低級多元醇、醇胺、硼酸鹽、鉻酸鋰、硼化物及水之間的質(zhì)量比為5-20 :5-10 :0. 1-2 : 0. 1-2 ：0. 1-3 ：70-90〇
[0025] 本申請?zhí)沾刹牧嫌醚心┠軌蛟谘心ツΣ粮被ハ嘟佑|的表面之間形成較為有效 的潤滑膜，使得研磨體與被研磨工件之間的摩擦力減小，減少了被研磨工件出現(xiàn)較大劃痕 的概率，研磨效果好，研磨過程順暢，實(shí)現(xiàn)了較高的研磨效率。
[0026] 此外，本申請所述的硼酸鹽或鉻酸鋰還具有較強(qiáng)的抗菌和防腐能力，使得所述研 磨劑不易霉變變質(zhì)，易于存放。另外，本申請的研磨劑不含硫、磷、氯等有害元素，研磨加工 后的廢液對環(huán)境危害小。
[0027] 本申請所述的陶瓷材料用研磨劑可由以下方法制成：
[0028] 按照所述質(zhì)量比，首先稱量成膜劑，將其倒入容器(未圖示）中，然后加入去離子 水，將該容器置于功率約為350瓦的磁力攪拌器上，邊攪拌邊加入所述輔助成膜劑，然后加 入研磨顆粒，直至攪拌均勻，獲得所述研磨劑。
[0029] 當(dāng)然，也可以通過其他方式制備所述研磨劑。例如，可以先將成膜劑、輔助成膜劑、 研磨顆粒按照配比加入到去離子水中，再攪拌均勻。當(dāng)用量較大時，可利用大功率攪拌機(jī)或 柱塞泵進(jìn)行攪拌。
[0030] 以下結(jié)合實(shí)施例1?6對本申請研磨劑作進(jìn)一步的說明（參表1)。該實(shí)施例1? 6的研磨劑的制備方法同上。該實(shí)施例1?6旨在說明各研磨劑的組成及其含量。表1中 出現(xiàn)的"余量"指研磨劑中各組分總含量為100%的剩余量。
[0031] 表1實(shí)施例1?6的研磨劑的組成及其含量
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：該陶瓷材料用研磨劑含有成膜劑、輔助成膜 齊IJ、研磨顆粒、及水，所述成膜劑選自為低級多元醇及醇胺中的一種或兩種，該低級多元醇 是碳原子數(shù)目在2?5之間、分子中含有兩個及以上羥基的多元醇，所述輔助成膜劑選自為 硼酸鹽及鉻酸鋰中的一種或兩種，所述研磨顆粒為硼化物，該成膜劑、輔助成膜劑、研磨顆 粒及水之間的質(zhì)量比為10-30 :0. 2-4 :0. 1-3 :70-90。
2. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述成膜劑、輔助成膜劑、研 磨顆粒、及水之間的質(zhì)量比為15-26 :0. 5-3. 5 :0. 3-3 :74-86。
3. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述低級多元醇選自為乙二 醇、丙二醇及丙三醇中的至少一種。
4. 如權(quán)利要求3所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：其中所述丙二醇選自為1， 2_丙二醇及1，3-丙二醇中的至少一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述醇氨選自為二乙醇胺、三 乙醇胺、二甘醇胺中的任意一種或幾種。
6. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述硼酸鹽選自為四硼酸鋰 和四硼酸鉀中的至少一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述硼化物為硼化鋯及硼化 鈦中的至少一種，其中硼化鋯的微粒粒徑為1-2 μ m，硼化鈦的微粒粒徑為3-5 μ m。
8. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述成膜劑選自為低級多元 醇及醇胺，輔助成膜劑選自為硼酸鹽及鉻酸鋰，所述低級多元醇、醇胺、硼酸鹽、鉻酸鋰、硼 化物及水之間的質(zhì)量比為 5-20 :5-10 :0· 1-2 :0· 1-2 :0· 1-3 :70-90。
9. 如權(quán)利要求1、2或8中的任一項(xiàng)所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述水為 去離子水。
10. 如權(quán)利要求1所述的陶瓷材料用研磨劑，其特征在于：所述研磨劑的摩擦系數(shù)為 0· 14-0. 3。
【文檔編號】C09K3/14GK104152107SQ201310174963
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】馬陟祚, 潘國順, 張晨輝, 楊昌喜 申請人:深圳清華大學(xué)研究院, 清華大學(xué), 深圳市力合材料有限公司