一種拋光磨料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種拋光磨料，所述磨料包括碳化硅、彈性體、偶聯(lián)劑和助劑；所述碳化硅一端嵌入彈性體中，另一端露出彈性體。本發(fā)明還提供了該拋光磨料的制備方法。本發(fā)明的彈性體可以緩沖磨料在研磨物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的作用力，可避免玻璃表面劃傷，克服了傳統(tǒng)SiC拋光的表觀缺陷問題，且磨料處理后可重復(fù)利用，大大降低了拋光成本。
【專利說明】一種拋光磨料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于手機(jī)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于手機(jī)視窗玻璃拋光的拋光磨料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，目前用于手機(jī)特別是智能手機(jī)上的視窗越來越多的使用玻璃，并且都大規(guī)模商業(yè)化，高端手機(jī)對視窗玻璃的表觀要求越來越高，高質(zhì)量、低成本的玻璃拋光材料成為市場選擇的必然，目前的玻璃拋光主要采用的磨料是Ce02，SiC等微粒。
[0003]然而，由于Ce02磨料成本較高，且很難回收利用，造成成本及環(huán)境問題，而價(jià)格相對低廉的SiC由于其硬度較高很容易造成玻璃劃傷，產(chǎn)品良率非常低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有的拋光磨料的成本高，易于造成產(chǎn)品劃傷的技術(shù)問題，提供一種成本低且不易劃傷產(chǎn)品的拋光磨料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種拋光磨料，所述磨料包括碳化硅、彈性體、偶聯(lián)劑和助劑；所述碳化硅一端嵌入彈性體中，另一端露出彈性體。
[0006]本發(fā)明還提供了一種拋光磨料的制備方法，該方法包括以下步驟:
51、碳化硅偶聯(lián)
將SiC與硅烷偶聯(lián)劑混合攪拌，然后進(jìn)行蒸干、烘干得到改性碳化硅；
52、共混擠出造粒
將彈性體、助劑與改性碳化硅混合、熔融后擠出造粒。
[0007]本專利采用SiC和彈性體復(fù)合制作拋光磨料，由于該磨料中碳化硅的一端嵌入彈性體，另一端露出彈性體對被拋光物進(jìn)行拋光，因此彈性體可以緩沖磨料在研磨物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的作用力，可避免玻璃表面劃傷，克服了傳統(tǒng)SiC拋光的表觀缺陷問題，且磨料處理后可重復(fù)利用，大大降低了拋光成本。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0009]本發(fā)明提供了一種拋光磨料，所述磨料包括碳化硅、彈性體、偶聯(lián)劑和助劑；所述碳化硅一端嵌入彈性體中，另一端露出彈性體。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，以磨料的總重量為基準(zhǔn)，所述碳化硅的含量為10-40wt%o
[0011]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，以磨料的總重量為基準(zhǔn)，所述彈性體的含量為55-85wt%，所述偶聯(lián)劑的含量為3-5wt%，所述助劑的含量為0.5_2wt%。[0012]本發(fā)明采用硅完偶聯(lián)劑在擠出混練過程中使磨粒嵌入TPU內(nèi)部，磨粒與TPU在偶聯(lián)劑作用下橋接在一起形成島狀結(jié)構(gòu)。該島狀結(jié)構(gòu)可以在研磨物質(zhì)時(shí)有宦曉紅作用，減小或避免在研磨時(shí)對產(chǎn)品的劃傷。該含量范圍內(nèi)的彈性磨料，既保證了磨料制備的穩(wěn)定性，又能在玻璃拋光中保證拋光效率和拋光質(zhì)量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，為了更好的與碳化硅結(jié)合并且有好的緩沖作用，優(yōu)選地，所述彈性體為熱塑性聚氨酯類彈性體TPU、苯乙烯類彈性體TPS、烯烴類彈性體ΤΡ0、氯乙烯類彈性體(TPVC，TCPE)、硅共聚熱塑性彈性體TPSIV和聚醋酸乙烯酯EVA中的至少一種。更優(yōu)選為熱塑性聚氨酯彈性體。所述熱塑性聚氨酯彈性體具有良好的耐磨性及回彈力。
[0014]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯彈性體的重均分子量為50000-80000。該分子量的TPU硬度利于拋光，分子量低于50000，合成的彈性磨材質(zhì)較軟，料拋光效率較低；分子量高于80000，彈性較低，拋光易造成玻璃表面劃傷。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，優(yōu)選地，所述磨料的平均粒徑為200-400目，磨料粒徑小于200目，顆粒較大，拋光時(shí)易造成玻璃劃傷，而粒徑大于400目，切削作用下降，拋光效率低。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，優(yōu)選地，所述碳化硅的平均粒徑為30000-80000目，碳化硅小于30000目，顆粒較大，拋光時(shí)易造成玻璃劃傷，而碳化硅大于80000目，切削作用下降，拋光效率低。 [0017]根據(jù)本發(fā)明所提供的拋光磨料，優(yōu)選地，所述助劑為分散劑和抗氧劑。
[0018]本發(fā)明還提供了一種拋光磨料的制備方法，該方法包括以下步驟:
51、碳化硅偶聯(lián)
將SiC與硅烷偶聯(lián)劑混合攪拌，然后進(jìn)行蒸干、烘干得到改性碳化硅；
52、共混擠出造粒
將彈性體、助劑與改性碳化硅混合、熔融后擠出造粒。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所提供的制備方法，為了得到所需的粒徑的磨料，優(yōu)選地，在所述步驟S2之后將磨料粉碎后在研磨篩選出所需粒徑。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所提供的制備方法，優(yōu)選地，所述擠出造粒的條件為:熔融溫度為160-220°C，擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速100-200r/min，喂料轉(zhuǎn)速10_30r/min。
[0021]本專利采用6000目SiC和彈性體共混的方法制備復(fù)合彈性磨料，操作簡單，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)克服了單純SiC微粒拋光對玻璃表面造成的劃傷，提高了產(chǎn)品良率。由于復(fù)合磨料為300目遠(yuǎn)高于SiC的6000目，所以拋光回收后的磨料經(jīng)過簡單的篩選處理可重復(fù)利用，回收率高達(dá)60%。
[0022]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]實(shí)施例1
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取5重量份的的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液al，攪拌30min;
b.將20重量份平均粒徑為3000目的SiC加入溶液al中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒將73重量份重均分子量為50000的硅共聚熱塑性彈性體、I重量份分散劑、I重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:190°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速200r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速16r/min
3、粉碎與碾磨 將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒；
4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料Al，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微?；烊肽チ?。
[0024]實(shí)施例2
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取3重量份的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液a2，攪拌30min；
b.將30重量份平均粒徑為5000目的SiC加入溶液a2中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒
將66重量份重均分子量為70000的聚醋酸乙烯酯、0.5重量份分散劑、0.5重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:160°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速180r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速10r/min
3、粉碎與碾磨
將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒；
4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料A2，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微?；烊肽チ?。
[0025]實(shí)施例3
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取5重量份的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液a3，攪拌30min；
b.將25重量份平均粒徑為8000目的SiC加入溶液a3中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒
將69重量份重均分子量為50000的熱塑性聚氨酯、0.5重量份分散劑、0.5重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:220°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速100r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速30r/min
3、粉碎與碾磨
將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒；4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料A3，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微?；烊肽チ?。
[0026]實(shí)施例4
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取4重量份的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液a4，攪拌30min;
b.將10重量份平均粒徑為6000目的SiC加入溶液a4中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒
將85重量份重均分子量為80000的熱塑性聚氨酯、0.5重量份分散劑、0.5重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:200°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速150r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速20r/min 3、粉碎與碾磨
將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒；
4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料A4，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微?；烊肽チ?。
[0027]實(shí)施例5
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取3重量份的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液a5，攪拌30min；
b.將40重量份平均粒徑為4000目的SiC加入溶液a5中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒
將55重量份重均分子量為60000的熱塑性聚氨酯、I重量份分散劑、I重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:190°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速200r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速16r/min
3、粉碎與碾磨
將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒；
4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料A5，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微?；烊肽チ?。
[0028]實(shí)施例6
1、SiC偶聯(lián)處理
a.取3重量份的硅烷偶聯(lián)劑KH570加入95%乙醇中形成溶液a6，攪拌30min；
b.將40重量份平均粒徑為4000目的SiC加入溶液a6中，使用磁力攪拌器攪拌4h后蒸干，將蒸干后的SiC烘干得到改性碳化硅；
2、共混擠出造粒
將55重量份重均分子量為60000的苯乙烯類彈性體、I重量份分散劑、I重量份抗氧化劑與上述改性碳化硅混合攪拌、熔融后擠出造粒。條件如下:
a.TPU&SiC混合材料熔融溫度:190°C
b.擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速200r/min
c.喂料轉(zhuǎn)速16r/min
3、粉碎與碾磨
將磨料粉碎后在液氮冷卻磨粉機(jī)(上海高橋機(jī)械廠，_70°C)中碾磨成300目彈性顆粒； 4、磨料篩選
使用200目及400目篩網(wǎng)篩選彈性磨料A6，使其D50集中分布在300目，同時(shí)也防止碾磨過程中被剝離的SiC微粒混入磨料。
[0029]對比例I
采用商購的氧化鈰(成都大洋化工有限公司，型號(hào)CP-2)作為磨料CAl。
[0030]對比例2
采用商購的碳化硅(深圳微納超細(xì)材料有限公司，型號(hào)Wl.5)作為磨料CA2。
[0031]實(shí)施例 7-12
將磨料A1-A6分別按1:10比例用水稀釋加入玻璃研磨拋光機(jī)的液槽內(nèi)，進(jìn)行玻璃拋光處理，被拋光玻璃為康寧Gorilla玻璃。設(shè)定磨盤轉(zhuǎn)速40rpm，壓力0.2MPa，拋光圈數(shù)3600，完成后清洗玻璃，得到拋光產(chǎn)品B1-B6。
[0032]對比例3-4
按照是實(shí)施例7-12的方法對康寧Gorilla玻璃進(jìn)行拋光，得到拋光產(chǎn)品CBl和CB2。區(qū)別在于:所用磨料分別為CAl和CA2。
[0033]測試方法及結(jié)果
1、外觀
分別將產(chǎn)品B1-B6及CB1、CB2置于光學(xué)顯微鏡下，放大100倍觀察，表面無劃傷痕既為良品，否則為不良品，結(jié)果見表1。
[0034]2、粗糙度
使用干涉顯微鏡分別產(chǎn)品B1-B6及CB1、CB2的表面粗糙度，將產(chǎn)品B1-B6及CB1、CB2分別置于顯微鏡載物臺(tái)，使用單色光照射后由于表面粗糙而產(chǎn)生干涉光，一起通過對干涉光的測量直接計(jì)算出試樣Ra值，表面粗糙度 Ra介于0.005-0.009um，既為良品。結(jié)果見表1。
[0035]3、拋光時(shí)間
記錄分別用A1-A6及CAl對I塊康寧Gorilla玻璃進(jìn)行拋光的時(shí)間，結(jié)果見表1。
[0036]表1
【權(quán)利要求】
1.一種拋光磨料，其特征在于:所述磨料包括碳化硅、彈性體、偶聯(lián)劑和助劑；所述碳化硅一端嵌入彈性體中，另一端露出彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于，以磨料的總重量為基準(zhǔn)，所述碳化硅的含量為10-40wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于，以磨料的總重量為基準(zhǔn)，所述彈性體的含量為55-85wt%，所述偶聯(lián)劑的含量為3-5wt%，所述助劑的含量為0.5_2wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:所述彈性體為熱塑性聚氨酯類彈性體、苯乙烯類彈性體、烯烴類彈性體、氯乙烯類彈性體、硅共聚熱塑性彈性體和聚醋酸乙烯酯中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拋光磨料，其特征在于:所述彈性體為熱塑性聚氨酯彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:所述彈性體的重均分子量為50000-80000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:所述磨料的平均粒徑為200-400目。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:所述碳化硅的平均粒徑為3000-8000目。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光磨料，其特征在于:所述助劑為分散劑和抗氧劑。
10.一種權(quán)利要求1所述的拋光磨料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 51、碳化硅偶聯(lián) 將SiC與硅烷偶聯(lián)劑混合攪拌，然后進(jìn)行蒸干、烘干得到改性碳化硅； 52、共混擠出造粒 將彈性體、助劑與改性碳化硅混合、熔融后擠出造粒。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S2之后將磨料粉碎后再研磨篩選出所需粒徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述擠出造粒的條件為:熔融溫度為160-220°C，擠出機(jī)主螺桿轉(zhuǎn)速100-200r/min，喂料轉(zhuǎn)速10_30r/min。
【文檔編號(hào)】C09K3/14GK103965832SQ201310034978
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】何曉斌, 祝學(xué)遠(yuǎn), 周翔磊 申請人:比亞迪股份有限公司