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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510744230.3 (22)申请日 2015.11.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 105349046 A (43)申请公布日 2016.02.24 (73)专利权人 郑州磨料磨具磨削研究所有限公 司 地址 450000 河南省郑州市高新区梧桐街 121号 (72)发明人 王志强方伟豁国燕 (74)专利代理机构 郑州睿信知识产权代理有限 公司 41119 代理人 牛爱周 (51)Int.Cl. C09G 1/02(2006.01) C09K 3/1。
2、4(2006.01) 审查员 焦立欣 (54)发明名称 一种水包油乳化型金刚石研磨液及其制备 方法 (57)摘要 本发明公开了一种水包油乳化型金刚石研 磨液及其制备方法， 属于精密超精密研磨加工技 术领域。 该乳化型金刚石研磨液由以下质量份数 的组分制成： 金刚石磨料0.15份， 硅烷偶联剂 0.13份， 阴离子表面活性剂0.051.5份， 两性 离子表面活性剂0.051.5份， 改性聚脲的N-甲 基吡咯烷酮15份， N-甲基吡咯烷酮0.10.5 份， C12C16的饱和烷烃510份， 乙二醇和/或 聚乙二醇1030份， 水43.583.6份。 该研磨液 同时具有水性研磨液良好的冷却性、 清洗。
3、性以及 油性研磨液优越的润滑性。 权利要求书1页 说明书5页 CN 105349046 B 2018.03.23 CN 105349046 B 1.水包油乳化型金刚石研磨液， 其特征在于： 由以下质量份数的组分制成： 金刚石磨料 0.15份， 硅烷偶联剂0.13份， 阴离子表面活性剂0.051.5份， 两性离子表面活性剂0.05 1.5份， 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮15份， N-甲基吡咯烷酮0.10.5份， C12C16的饱和烷烃 510份， 乙二醇和/或聚乙二醇1030份， 水43.583.6份； 所述硅烷偶联剂为KH-550、 KH-560、 KH-570、 A-151或A-171； 所。
4、述阴离子表面活性剂为烷基羧酸钠、 烷基磺酸钠、 烷基苯磺酸钾中的一种或多种； 所述两性离子表面活性剂为2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、 N-十二烷基亚氨 基二丙酸二钠中的一种或两种。 2.根据权利要求1所述的乳化型金刚石研磨液， 其特征在于： 所述金刚石磨料的粒度为 M0/0.25M50/70。 3.根据权利要求1所述的乳化型金刚石研磨液， 其特征在于： 所述阴离子表面活性剂为 十二烷基羧酸钠、 C12C16的烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钾中的一种或多种。 4.如权利要求13中任一项所述乳化型金刚石研磨液的制备方法， 其特征在于： 包括以 下步骤： 按照质量份数准确取各组分， 将硅。
5、烷偶联剂加入金刚石磨料中混匀， 再加入C12 C16的饱和烷烃混匀， 得溶液A备用； 其余组分混匀得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中混匀， 即得。 5.根据权利要求4所述的制备方法， 其特征在于： 所述混匀的方式为超声分散， 或者超 声分散与搅拌相结合； 超声分散的工艺参数为： 功率5001500W， 频率40KHz， 时间1030分 钟。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105349046 B 2 一种水包油乳化型金刚石研磨液及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种金刚石研磨液， 具体涉及一种水包油乳化型金刚石研磨液， 同时 还涉及该研磨液的制备方法， 属于精密超精密研磨加工技术。
6、领域。 背景技术 0002 金刚石研磨液按分散介质类型来分， 通常可分为水性金刚石研磨液和油性金刚石 研磨液两类。 0003 水性金刚石研磨液虽具有良好的冷却性、 清洗性， 但是在润滑性方面存在不足， 这 一特性容易造成工件表面粗糙度值偏大的问题。 0004 油性金刚石研磨液由于其润滑性好， 能显著提高工件表面加工质量， 但是在冷却 性和清洗性方面存在不足。 在具体的加工过程中， 研磨液冷却性的不足会使得绝大部分磨 削热聚集于工件表面并引起温度异常升高现象， 导致工件发生一定的热变形； 研磨液清洗 性不足会使得工件表面残留物不易清洗干净。 0005 因此， 设计具备良好复合性能的研磨液产品， 。
7、使其能集中水性金刚石研磨液和油 性金刚石研磨液各自的优势， 具有重要意义。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种具有良好冷却性、 清洗性及润滑性的水包油(O/W)乳化 型金刚石研磨液。 0007 同时， 本发明还提供一种水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法。 0008 为了实现以上目的， 本发明所采用的技术方案是： 0009 乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石磨料0.15份， 硅烷偶 联剂0.13份， 阴离子表面活性剂0.051.5份， 两性离子表面活性剂0.051.5份， 改性聚 脲的N-甲基吡咯烷酮15份， N-甲基吡咯烷酮0.10.5份， C12C16的饱和烷烃。
8、510份， 乙二醇和/或聚乙二醇1030份， 水43.583.6份。 0010 所述金刚石磨料的粒度为M0/0.25M50/70， 纯度为99.5。 0011 所述硅烷偶联剂可选自市售的有机硅烷偶联剂， 优选型号为KH-550、 KH-560、 KH- 570、 A-151或A-171， 纯度为98.5。 0012 所述阴离子表面活性剂为烷基羧酸钠、 烷基磺酸钠、 烷基苯磺酸钾中的一种或多 种。 烷基羧酸钠R-COONa中R可选自C12， 即十二烷基羧酸钠； 烷基磺酸钠R-SO3Na中R可选自 C12C16； 烷基苯磺酸钾R-C6H4-SO3Na中R可选自C12， 即十二烷基苯磺酸钾。 001。
9、3 所述两性离子表面活性剂为2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、 N-十二烷基 亚氨基二丙酸二钠中的一种或两种。 0014 所述改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮为市售商品， 购自广州易通高分子材料有限公 司， 纯度为95。 0015 所述水优选去离子水， 去离子水的TDS值小于0.03mg/L。 说明书 1/5 页 3 CN 105349046 B 3 0016 一种水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确 取各组分， 将硅烷偶联剂加入金刚石磨料中混匀， 再加入C12C16的饱和烷烃混匀， 得溶液 A备用； 其余组分混匀得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中混匀，。
10、 即得。 0017 所述混匀的方式优选超声分散， 或者超声分散与搅拌相结合； 超声分散的工艺参 数优选为： 功率5001500W， 频率40KHz， 时间为520min。 0018 本发明的有益效果： 0019 本发明中所涉及的乳化型金刚石研磨液， 集中了水性和油性金刚石研磨液各自的 优势， 具有水性金刚石研磨液良好的冷却性、 清洗性以及油性金刚石研磨液优越的润滑性。 在精密超精密研磨加工过程中， 乳化型金刚石研磨液能解决单一的水性金刚石研磨液或油 性金刚石研磨液所面临以上具体问题， 满足精密超精密研磨加工工艺要求。 0020 本发明主要应用特定类型乳化剂的乳化特性， 在水相与油相混合过程中，。
11、 使水与 油形成稳定的水包油型乳化液。 具体实施方式 0021 下述实施例仅对本发明作进一步详细说明， 但不构成对本发明的任何限制。 0022 实施例1 0023 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M0/0.5， 纯度99.5)0.1份， 硅烷偶联剂KH-550(纯度98.5)0.1份， 十二烷基羧 酸钠0.05份， 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉0.05份， 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮1 份， N-甲基吡咯烷酮0.1份， C12的饱和烷烃(纯度98.5)5份， 乙二醇(分析纯)10份， 去离子 水(TDS值小于0.03mg/L)。
12、83.6份。 0024 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂KH-550加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散10min， 超声功率500W， 频率40KHz， 再加入C12的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)15min， 得溶液A 备用； 将十二烷基羧酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、 改性聚脲的N-甲基吡咯 烷酮和N-甲基吡咯烷酮加入乙二醇和去离子水的混合液中， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频 率同上)5min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中， 边加边搅拌， 混合均匀后超声分散(功 率、 。
13、频率同上)15min， 即得。 0025 实施例2 0026 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M1/2， 纯度99.5)0.3份， 硅烷偶联剂KH-570(纯度98.5)0.3份， 十四烷基磺酸 钠0.1份， N-十二烷基亚氨基二丙酸二钠0.1份， 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮1.5份， N-甲基 吡咯烷酮0.2份， C14的饱和烷烃(纯度98.5)7份， 聚乙二醇(分析纯)15份， 水75.5份。 0027 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂KH-570加入金刚石磨料中， 搅拌均。
14、匀并超声分散15min， 超声功率600W， 频率40KHz， 再加入C14的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)15min， 得溶液A 备用； 将十四烷基磺酸钠、 N-十二烷基亚氨基二丙酸二钠、 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N- 甲基吡咯烷酮加入聚乙二醇和水的混合液中， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上) 10min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中， 边加边搅拌， 混合均匀后超声分(功率、 频率同 说明书 2/5 页 4 CN 105349046 B 4 上)散20min， 即得。 0028 实施例3 0029 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数。
15、的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M4/8， 纯度99.5)1份， 硅烷偶联剂KH-560(纯度98.5)1份， 十二烷基苯磺酸钾 0.5份， 十六烷基磺酸钠0.5份， N-十二烷基亚氨基二丙酸二钠0.5份， 改性聚脲的N-甲基吡 咯烷酮2份， N-甲基吡咯烷酮0.2份， C14的饱和烷烃(纯度98.5)8份， 聚乙二醇(分析纯)8 份， 乙二醇(分析纯)8份， 去离子水(TDS值小于0.03mg/L)70.3份。 0030 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂KH-560加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散15min， 超声功率 1。
16、000W， 频率40KHz， 再加入C14的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)15min， 得 溶液A备用； 将十二烷基苯磺酸钾、 十六烷基磺酸钠、 N-十二烷基亚氨基二丙酸二钠、 改性聚 脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮加入聚乙二醇、 乙二醇和去离子水的混合液中， 搅 拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)10min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中， 边加边搅 拌， 混合均匀后超声分散(功率、 频率同上)25min， 即得。 0031 实施例4 0032 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M10/20， 纯度99。
17、.5)2份， 硅烷偶联剂A-151(纯度98.5)2份， 十四烷基磺酸钠1 份， 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉1份， 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮3份， N-甲基吡 咯烷酮0.3份， C15的饱和烷烃(纯度98.5)10份， 聚乙二醇(分析纯)10份， 去离子水(TDS值 小于0.03mg/L)70.7份。 0033 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂A-151加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散15min， 超声功率1500W， 频率40KHz， 再加入C15的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)20m。
18、in， 得溶液A 备用； 将十四烷基磺酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、 改性聚脲的N-甲基吡咯 烷酮和N-甲基吡咯烷酮加入聚乙二醇和去离子水的混合液中， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)10min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中， 边加边搅拌， 混合均匀后超声分散 (功率、 频率同上)25min， 即得。 0034 实施例5 0035 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M20/30， 纯度99.5)2份， 硅烷偶联剂A-171(纯度98.5)2份， 十二烷基苯磺酸 钾1.5份， 十二烷基磺酸钠0.5份， 2-。
19、十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉1份， 改性聚脲的 N-甲基吡咯烷酮4份， N-甲基吡咯烷酮0.5份， C16的饱和烷烃(纯度98.5)10份， 聚乙二醇 (分析纯)15份， 去离子水(TDS值小于0.03mg/L)63.5份。 0036 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂A-171加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散15min， 超声功率500W， 频率40KHz， 再加入C16的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)20min， 得溶液A 备用； 将十二烷基苯磺酸钾、 十二烷基磺酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲。
20、基-N-羟乙基咪唑啉、 改 性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮加入聚乙二醇和去离子水的混合液中， 搅拌均 匀并超声分散(功率、 频率同上)10min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶液B中， 边加边搅拌， 混 说明书 3/5 页 5 CN 105349046 B 5 合均匀后超声分散(功率、 频率同上)30min， 即得。 0037 实施例6 0038 本实施例中的水包油乳化型金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石 磨料(粒度M30/40， 纯度99.5)5份， 硅烷偶联剂A-171(纯度98.5)3份， 十二烷基苯磺酸 钾1份， 十四烷基磺酸钠1份， 2-十一烷基-N-羧。
21、甲基-N-羟乙基咪唑啉0.5份， N-十二烷基亚 氨基二丙酸二钠0.5份， 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮5份， N-甲基吡咯烷酮0.5份， C16的饱和 烷烃(纯度98.5)10份， 聚乙二醇(分析纯)30份， 去离子水(TDS值小于0.03mg/L)43.5份。 0039 水包油乳化型金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各 组分， 将硅烷偶联剂A-171加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散15min， 超声功率1000W， 频率40KHz， 再加入C16的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)20min， 得溶液A 备用； 将十二烷基苯磺酸钾、 十四烷基磺。
22、酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、 N- 十二烷基亚氨基二丙酸二钠、 改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮加入聚乙二醇 和去离子水的混合液中， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)10min， 得溶液B备用； 将溶 液A加入溶液B中， 边加边搅拌， 混合均匀后超声分散(功率、 频率同上)30min， 即得。 0040 对比例1 0041 本对比例中的金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石磨料(粒度M0/ 0.5， 纯度99.5)0.1份， 硅烷偶联剂KH-550(纯度98.5)0.1份， 十二烷基羧酸钠0.05份， 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪。
23、唑啉0.05份， C12的饱和烷烃(纯度98.5)97份。 0042 金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各组分， 将硅烷偶 联剂KH-550加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散10min， 超声功率500W， 频率40KHz， 再 加入C12的饱和烷烃， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)15min， 得溶液A备用； 将十二烷 基羧酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉加入到A溶液中， 搅拌均匀并超声分散 (功率、 频率同上)15min， 即得。 0043 对比例2 0044 本对比例中金刚石研磨液， 由以下质量份数的组分制成： 金刚石磨料(粒度M0。
24、/ 0.5， 纯度99.5)0.1份， 硅烷偶联剂A-151(纯度98.5)0.1份， 十二烷基羧酸钠0.05份， 2- 十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉0.05份， 乙二醇(分析纯)10份， 去离子水(TDS值小于 0.03mg/L)83.6份。 0045 金刚石研磨液的制备方法， 包括以下步骤： 按照质量份数准确取各组分， 将硅烷偶 联剂A-151加入金刚石磨料中， 搅拌均匀并超声分散10min， 超声功率500W， 频率40KHz， 得溶 液A备用； 将十二烷基羧酸钠、 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉加入乙二醇和去离子 水的混合液中， 搅拌均匀并超声分散(功率、 频率同上)15min， 得溶液B备用； 将溶液A加入溶 液B中， 边加边搅拌， 混合均匀后超声分散(功率、 频率同上)30min， 即得。 0046 试验例 0047 取实施例1及对比例12制备的金刚石研磨液， 对二者的冷却性、 清洗性、 润滑性 进行测试， 结果见下表1。 备注： 研磨液润滑性通过其自身摩擦系数的数值大小进行评价。 摩 擦系数的数值越小， 表明研磨液自身的润滑性越好。 0048 表1研磨液性能比较结果 说明书 4/5 页 6 CN 105349046 B 6 0049 说明书 5/5 页 7 CN 105349046 B 7 。