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1、(10)授权公告号 CN 101525401 B (45)授权公告日 2010.12.01 CN 101525401 B *CN101525401B* (21)申请号 200910030351.6 (22)申请日 2009.03.16 C08F 283/01(2006.01) C08J 5/14(2006.01) C09K 3/14(2006.01) (73)专利权人 南京工业大学 地址 210009 江苏省南京市中山北路 200 号 (72)发明人 魏无际 崔黎 李志涛 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 郭百涛 (54) 发明名称 用于水射流的亲水性不。
2、饱和聚酯磨料及其制 备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于水射流的亲水性不饱 和聚酯磨料及其制备方法， 该亲水性不饱和聚酯 磨料能够有效地降低磨料表面与水的接触角， 提 高磨料表面的亲水性， 从而提高磨料的回收率， 有 利于磨料的循环使用， 减少磨料的大量损耗。本 发明用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料为不饱 和聚酯与亲水性共聚单体先进行本体预聚、 再进 行悬浮共聚得到的反应物， 磨料粒径为 140m 280m， 维氏硬度为 22.0 22.5， 磨料密度为 1.10 1.16g/cm3。 (51)Int.Cl. 审查员 寿建宏 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利。
3、要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 CN 101525401 B1/1 页 2 1. 一种用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料， 其特征在于所述的磨料为不饱和聚酯 与亲水性共聚单体先进行本体预聚、 再进行悬浮共聚得到的反应物， 磨料粒径为 140m 280m， 维氏硬度为 22.0 22.5， 磨料密度为 1.10 1.16g/cm3； 该磨料制备方法包括以 下步骤 ： A)、 将不饱和聚酯与亲水性共聚单体常温下混合均匀 ； B)、 步骤A)中得到的混合物搅拌升温至5565后， 将引发剂加入该混合物并恒温搅 拌反应 30min 60min， 进行本体预聚合 ； C)、 将水、 悬浮剂、 。
4、分散剂混合， 配成分散液并升温至 55 65 ； D)、 将步骤 B) 中得到的预聚物加入步骤 C) 中得到的分散液中， 保持恒速搅拌， 同时升 温至8590， 悬浮共聚反应1.52.5h后得到圆整光滑的亲水性不饱和聚酯磨料 ； 其中 所述的不饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯， 所述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙 烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合物， 亲水性共聚单体的用量为不饱和聚酯重量的 5 15。 2. 一种用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其特征在于包括以下步骤 ： A)、 将不饱和聚酯与亲水性共聚单体常温下混合均匀 ； B)、 步骤A)中得到的混合物搅拌升温至5565后， 。
5、将引发剂加入该混合物并恒温搅 拌反应 30min 60min， 进行本体预聚合 ； C)、 将水、 悬浮剂、 分散剂混合， 配成分散液并升温至 55 65 ； D)、 将步骤 B) 中得到的预聚物加入步骤 C) 中得到的分散液中， 保持恒速搅拌， 同时升 温至8590， 悬浮共聚反应1.52.5h后得到圆整光滑的亲水性不饱和聚酯磨料 ； 其中 所述的不饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯， 所述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙 烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合物， 亲水性共聚单体的用量为不饱和聚酯重量的 5 15。 3. 根据权利要求 2 所述的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其特征在。
6、 于所述的步骤 D) 中的升温速率控制在 2 /min 以下， 搅拌速率控制在 200-400rpm。 4. 根据权利要求 2 所述的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其特征在 于所述的引发剂为过氧化苯甲酰， 用量为不饱和聚酯重量的 1.0 1.5； 所述的悬浮剂为 聚乙烯醇， 用量为不饱和聚酯重量的 2.5 3.5 ； 所述的分散剂为十二烷基苯磺酸钠， 用 量为不饱和聚酯重量的 0.1 0.2 ； 所述的悬浮共聚反应体系中油水比为 1 3。 权 利 要 求 书 CN 101525401 B1/4 页 3 用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及。
7、一种磨料及其制备方法， 更具体地说涉及一种用于水射流的亲水性不 饱和聚酯磨料及其制备方法。 背景技术 0002 近来， 磨料水射流技术得到了长足地发展。它是在水射流加工技术的基础上发展 起来的集流体力学、 材料合成技术和表面技术于一体的新型精密加工和材料表面处理技 术。其磨料水射流系统如图 1， 该系统是把经高压输送泵 2 加压， 通过高压管道将高压水输 送至具有小直径喷嘴 3 形成射流 4， 这种射流可切割或破碎固体材料， 改善、 抛光或清洁材 料表面。随着水射流的压力增大， 射流的强度随之增大， 但射流压力的增高， 受到射流装置 中许多高压部件的制约， 有时很难实现。磨料射流技术是将具有一。
8、定密度的磨料颗粒加入 上述水射流系统中。 因磨料具有良好的表面加工， 如磨削、 冲蚀、 锲劈和粉碎等能力， 使得水 射流系统在较低的压力下， 具有较高加工能力。 因此， 在对一些软性金属和非金属材料的表 面处理过程和电子元器件表面清洁及抛光生产中， 迫切需要一种能够提高射流强度、 精度 和高回收率的磨料。 0003 通常， 树脂封装半导体元件 5 在生产过程中会由于溢料而产生毛边或毛刺 10， 一 般是采用磨料水射流方法去除这些毛边或毛刺。 采用传统磨料， 如碳化硅、 刚玉、 石英、 铁丸 等。它们虽然亲水性好， 也能有效去除毛边或毛刺， 但是密度太高， 硬度太大会严重地伤及 模压基体11， 。
9、造成半导体元件外观损伤， 可靠性降低。 用黑桃壳粉作为软质水射流磨料在半 导体元件的引线框架上 13 容易沾上油脂， 使焊锡的浸润性及模压面上的印刷性变差。有人 研制过能克服上述缺点不饱和聚酯磨料， 即密度和硬度适中， 也不会在引线框架及模压面 上 12 沾上油脂。但是这种磨料出现了新的问题和缺点， 就是不饱和聚酯磨料表面能低， 具 有疏水性， 在水与磨料混合箱 1 中形成三相泡沫， 而这种三相泡沫的泡沫半衰期较长， 使得 磨料漂浮于磨料接收槽 6 和磨削分离箱 7 的水面上， 随水流漂出溢流口 8 而造成磨料的大 量损耗。急切需要研制一种能够有效地降低磨料表面与水的接触角， 提高磨料表面的亲。
10、水 性的聚酯磨料以解决现有技术存在的问题。 发明内容 0004 本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题， 提供了一种用于水射流的亲水 性不饱和聚酯磨料， 该亲水性不饱和聚酯磨料能够有效地降低磨料表面与水的接触角， 提 高磨料表面的亲水性， 从而提高磨料的回收率， 有利于磨料的循环使用， 减少磨料的大量损 耗。 0005 本发明还提供该用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 该制备方法工 艺简单， 条件温和， 成本较低。 0006 本发明是通过以下技术方案实现的 ： 0007 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料为不饱和聚酯与亲水性共聚单体 说 明 书 CN 101525401 B。
11、2/4 页 4 先进行本体预聚、 再进行悬浮共聚得到的反应物， 磨料粒径为 140m 280m， 维氏硬度 为 22.0 22.5， 磨料密度为 1.10 1.16g/cm3。 0008 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料， 其进一步的技术方案是所述的不 饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯。 0009 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料， 其进一步的技术方案还可以是所 述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合物。 0010 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0011 A)、 将不饱和聚酯与亲水性共聚单体常温下混合均匀 ； 。
12、搅拌时间控制在 30min 以 上， 以利于不饱和聚酯与亲水性共聚单体充分混合且排除气泡。 0012 B)、 步骤A)中得到的混合物搅拌升温至5565后， 将引发剂加入该混合物并恒 温搅拌反应 30min 60min， 进行本体预聚合 ； 温度波动范围必需控制在 60上下变化 5 以内， 温度过低时预聚物的反应程度则会很低， 亲水性单体绝大部分还处于游离态， 没有与 不饱和聚酯共聚。 而温度过高的话， 预聚物交联程度高， 体系粘度大， 无法进行后续的反应。 0013 C)、 将水、 悬浮剂、 分散剂混合， 配成分散液并升温至 55 65 ； 0014 D)、 将步骤 B) 中得到的预聚物加入步。
13、骤 C) 中得到的分散液中， 保持恒速搅拌， 同 时升温至8590， 悬浮共聚反应1.52.5h后得到圆整光滑的亲水性不饱和聚酯磨料。 0015 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其进一步的技术方案 是所述的不饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯。 0016 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其进一步的技术方案 还可以是所述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合 物。 0017 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其进一步的技术方案 还可以是所述的步骤 A) 中亲水性共聚单体的用量为不饱和聚酯重量的 5 15。 00。
14、18 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其进一步的技术方案 还可以是所述的步骤 D) 中的升温速率控制在 2 /min 以下， 搅拌速率控制在 200-400rpm， 这样利于聚乙烯醇充分溶解。 0019 本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法， 其进一步的技术方案 还可以是所述的引发剂为过氧化苯甲酰， 用量为不饱和聚酯重量的 1.0 1.5； 所述的悬 浮剂为聚乙烯醇， 用量为不饱和聚酯重量的 2.5 3.5； 所述的分散剂为十二烷基苯磺酸 钠， 用量为不饱和聚酯重量的 0.1 0.2 ； 所述的悬浮共聚反应体系中油水比为 1 3。 0020 本发明的有益效果。
15、是 ： 0021 1、 采用本体预聚和优化的悬浮聚合工艺相结合， 生产的磨料具有较好的粒径分 布， 制备工艺简单， 条件温和， 适合工业化生产。 0022 2、 本发明通过添加亲水性共聚单体的方法， 增加磨料的表面亲水性， 防止三相泡 沫的形成。经不饱和聚酯与亲水性共聚单体的本体预聚合和悬浮共聚合， 磨料表面与水接 触角能够降低 20-40 度， 能迅速被水浸润， 不漂浮。 0023 3、 所制备的不饱和聚酯磨料密度较大， 硬度较高， 破碎率低， 研磨能力强， 同时在 收集器和循环箱中不易起泡， 循环使用 24h 后回收率达到 92， 利于循环使用， 降低生产成 本。磨料在实际使用中能够很有效。
16、率地去除树脂封装半导体表面的毛边或毛刺， 同时也不 说 明 书 CN 101525401 B3/4 页 5 会损伤封装树脂表面， 减少或替代了人工清除的工序。 附图说明 0024 图 1 磨料水射流系统示意图 0025 图 2 一种树脂封装钽电容的结构示意图 0026 图中 ： 1- 水与磨料混合箱 ； 2- 高压输送泵 ； 3- 喷嘴 ； 4- 磨料水射流 ； 5- 树脂封装 半导体 ； 6- 接料槽 ； 7- 磨削分离箱 ； 8- 溢流口 ； 9- 三相泡沫 ； 10- 毛边或毛刺 ； 11- 模压基 体 ； 12- 模压面 ； 13- 引线框架 具体实施方式 0027 以下通过具体实施例。
17、说明本发明， 但本发明并不仅仅限定于这些实施例。 0028 实施例 1 0029 在釜 A 中将间苯二酸型不饱和聚酯 00kg、 HEA 5kg 搅拌 30min。将该混合物升温 至 60， 加入 10kg 过氧化苯甲酰， 继续搅拌并保温在 60 30min。在釜 B 中加入 300kg 水、 5kg 聚乙烯醇、 0.1kg 十二烷基苯磺酸钠， 以 300rpm 的搅拌速度、 2 /min 的升温速度升温 至 60。将釜 A 中的混合物加入釜 B 的分散液中， 搅拌速度保持在 300rpm， 以 2 /min 的 升温速度升温至85， 保温搅拌2h后出料。 出料后经离心、 烘干、 筛分、 称量。
18、， 粒径在140m 至280m之间的磨料产率为55.6， 磨料密度为1.16g/cm3， 维氏硬度为22.7， 与水接触角 较纯不饱和聚酯磨料减少了 26.6。磨料与水以 1 5 的质量比混合， 搅拌静置后 5 分钟 内， 少于 5的磨料漂浮于水面。 0030 实施例 2 0031 在釜A中将间苯二酸型不饱和聚酯100kg、 HEA 15kg搅拌30min。 将该混合物升温 至 65， 加入 10kg 过氧化苯甲酰， 继续搅拌并保温在 60 30min。在釜 B 中加入 300kg 水、 5kg 聚乙烯醇、 0.1kg 十二烷基苯磺酸钠， 以 300rpm 的搅拌速度、 2 /min 的升温速。
19、度升温 至 65。将釜 A 中的混合物加入釜 B 的分散液中， 搅拌速度保持在 300rpm， 以 2 /min 的 升温速度升温至85， 保温搅拌2h后出料。 出料后经离心、 烘干、 筛分、 称量， 粒径在140m 至280m之间的磨料产率为52.1， 磨料密度为1.12g/cm3， 维氏硬度为22.3， 与水接触角 较纯不饱和聚酯磨料减少了 41.2。磨料与水以 1 5 的质量比混合， 搅拌静置后 5 分钟 内， 少于 5的磨料漂浮于水面。 0032 实施例 3 0033 在釜A中将间苯二酸型不饱和聚酯100kg、 HEA 10kg搅拌30min。 将该混合物升温 至 55， 加入 10k。
20、g 过氧化苯甲酰， 继续搅拌并保温在 60 60min。在釜 B 中加入 300kg 水、 5kg 聚乙烯醇、 0.1kg 十二烷基苯磺酸钠， 以 300rpm 的搅拌速度、 2 /min 的升温速度升温 至 55。将釜 A 中的混合物加入釜 B 的分散液中， 搅拌速度保持在 300rpm， 以 2 /min 的 升温速度升温至85， 保温搅拌2h后出料。 出料后经离心、 烘干、 筛分、 称量， 粒径在140m 至280m之间的磨料产率为56.9， 磨料密度为1.14g/cm3， 维氏硬度为22.5， 与水接触角 较纯不饱和聚酯磨料减少了 32.5。磨料与水以 1 5 的质量比混合， 搅拌静置。
21、后 5 分钟 内， 少于 5的磨料漂浮于水面。 0034 实施例 4 说 明 书 CN 101525401 B4/4 页 6 0035 在釜A中将间苯二酸型不饱和聚酯100kg、 HPA 10kg搅拌30min。 将该混合物升温 至 60， 加入 10kg 过氧化苯甲酰， 继续搅拌并保温在 60 60min。在釜 B 中加入 300kg 水、 5kg 聚乙烯醇、 0.1kg 十二烷基苯磺酸钠， 以 300rpm 的搅拌速度、 2 /min 的升温速度升温 至 60。将釜 A 中的混合物加入釜 B 的分散液中， 搅拌速度保持在 300rpm， 以 2 /min 的 升温速度升温至90， 保温搅拌2h后出料。 出料后经离心、 烘干、 筛分、 称量， 粒径在140m 至280m之间的磨料产率为53.5， 磨料密度为1.14g/cm3， 维氏硬度为22.8， 与水接触角 较纯不饱和聚酯磨料减少了 29.4。磨料与水以 1 5 的质量比混合， 搅拌静置后 5 分钟 内， 少于 5的磨料漂浮于水面。 说 明 书 CN 101525401 B1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 。