本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法，属于金刚石研磨膏研磨抛光领域。更具体地，本发明涉及一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，还涉及所述金刚石研磨膏的制备方法。
背景技术：
金刚石研磨膏是用精选优质金刚石微粉磨料和膏状结合剂、着色剂、防腐剂等制成的一种软磨膏，适用于玻璃、陶瓷、宝石、硬质合金等高硬度材料制品的量具、刃具光学仪器及其它高光洁度工件的研磨、抛光加工。
传统的金刚石研磨膏制品，由于金刚石微粉的分散性不好，导致研磨抛光效果差，使用寿命短，抛光研磨质量达不到质量要求；并且传统金刚石研磨高制作步骤繁琐，制备期间需要耗费人力物力并在多处实验平台和仪器上进行转换，生产效率不高，不能实现一体化操作。
为了更好的解决现有技术的缺陷，本发明在总结现有的技术基础上，通过大量的实验和分析，研制出一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法，解决金刚石微粉分散不均匀、研磨抛光质量达不到要求、制作工艺繁琐和效率低等问题，实现金刚石研磨膏一体化的制备要求。
技术实现要素：
要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法。
本发明的另一个目的是提供所述金刚石研磨膏制备的方法。
技术方案
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明设计一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法。
所述的金刚石研磨膏是由5~15重量份人造金刚石微粉、75～225重量份丙三醇、175～325重量份单硬脂酸甘油酯与175～325重量份硬脂酸组成的。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的金刚石研磨膏是由7～12重量份人造金刚石微粉、100～200重量份丙三醇、200～300重量份单硬脂酸甘油酯与200～300重量份硬脂酸组成的。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述人造金刚石微粉的粒径是1.0～0.5微米。
本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法。
该制备方法的步骤如下：
a、启动超声波
在超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有75～225重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将175～325重量份单硬脂酸甘油酯和175～325重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入5～15重量份人造金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至120～180w，调节频率控制开关，使频率至20～40khz的条件下，进行分散10～20min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率120~180w频率20~40khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
根据本发明的一种优选实施方式，全程操作在超声波中进行，控制温度、功率和频率开关，完成全部的金刚石研磨膏的制备工作。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，超声波的设定加热温度为70～80℃。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，单硬脂酸甘油酯的用量是290～320重量份；丙三醇的用量是140～154重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤b中，单硬脂酸甘油酯的用量200～300重量份；丙三醇的用量是100～200重量份；硬脂酸的用量是200~300重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，在于在步骤b中，单硬脂酸甘油酯的用量是225～275重量份；丙三醇的用量是125～175重量份；硬脂酸的用量是225～275重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，在于在步骤c中，人造金刚石微粉的用量是7～12重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，在于在步骤c中，人造金刚石微粉的用量是9～11重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，在于在步骤d中，超声波的设定加热温度10～40℃。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法。
所述的金刚石研磨膏是由5~15重量份人造金刚石微粉、75～225重量份丙三醇、175～325重量份单硬脂酸甘油酯与175～325重量份硬脂酸组成的。
本发明选用的人造金刚石微粉是指粒径为1.0～0.5微米的金刚石颗粒，粒度分布范围窄，粒度峰值突出；颗粒形状趋向球形，片状和方状的含量少；其纯度超高，主要杂质含量在0.35%以下；磨粒切削寿命很长，切削能力很高，所以磨粒消耗极少；金刚石微粉的表面粗糙，刃口极尖锐，具备很好的削磨性能，使其抛光过的产品光洁度高，能达到质量要求，加工效率高；具有优良极强的硬度和韧性，以及优良的磨性能、耐腐蚀性。本发明使用的人造金刚石微粉是由柘城县世发金刚石制品有限公司以世发金刚石为商品名销售的产品。
本发明使用的丙三醇在本发明组合物中主要起一种润滑剂的作用，即起到润滑膏体的作用。单硬脂酸甘油酯是一种非离子型的表面活性剂，既含有亲水基团又含有亲油基团，它具有润湿、乳化、起泡等多种功能。在本发明组合物中，单硬脂酸甘油酯使金刚石研磨膏体细腻，主要起作乳化剂和润滑剂的作用。硬脂酸为表面活性剂，除此之外，硬脂酸成蜡状小片结晶体在研磨膏中还可以做润滑剂。
在本发明组合物中，其它组分的含量在所述的范围内时，如果人造金刚石微粉的量小于5重量份，则不能达到预期的研磨效果；如果人造金刚石微粉的量大于15重量份，金刚石含量过高不仅会因削切过度产生划痕，降低研磨抛光的效果，而且消耗材料使制作成本增高；因此，人造金刚石微粉的量为5～15重量份是合理的，优选地是7～12重量份，更优选地是9～11重量份。
同样地，其它组分的含量在所述的范围内时，如果丙三醇的量小于75重量份，则会使膏体润滑性能降低，容易产生刮痕；如果丙三醇的量大于225重量份，则会使膏体粘稠度降低，不能成膏状；因此，丙三醇的量为75～225重量份是恰当的，优选地是100~200重量份，更优选地是125～175重量份。
其它组分的含量在所述的范围内时，如果单硬脂酸甘油酯的量小于175重量份，则会使金刚石研磨膏润滑不充分，不能调节膏体粘稠度；如果单硬脂酸甘油酯的量大于325重量份，则会使金刚石研磨膏不能很好的分散；因此，单硬脂酸甘油酯的量为175～325重量份是可行的，优选地是200～300重量份，更优选地是225～275重量份。
其它组分的含量在所述的范围内时，如果硬脂酸的量小于175重量份，则会使金刚石研磨膏膏质不够细腻润滑；如果硬脂酸的量大于325重量份，则会使金刚石研磨膏不能很好的分散；因此，硬脂酸的量为175～325重量份是可行的，优选地是200～300重量份，更优选地是225～275重量份。
根据本发明，所述的金刚石研磨膏优选地是由7～12重量份人造金刚石微粉、100～200重量份丙三醇、200～300重量份单硬脂酸甘油酯与200～300重量份硬脂酸组成的。
更优选地，所述的金刚石研磨膏是由9～11重量份人造金刚石微粉、125～175重量份丙三醇、225～275重量份单硬脂酸甘油酯与225～275重量份硬脂酸组成的。根据本发明，所述的金刚石微粉的粒径是1.0～0.5微米。
在本发明中，如果金刚石微粉的粒径超过所述的范围，则会分散时间长，降低实验的效率。
本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法。
该制备方法的步骤如下：
a、启动超声波
在超声波装置中注入清洗液（本操作选用蒸馏水）至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度。
这个步骤优选地是在于在步骤a中，超声波的设定加热温度为70～80℃。
b、溶解
将盛有75～225重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将175～325重量份单硬脂酸甘油酯和175～325重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体。
这个溶解步骤优选地是在于在步骤b中，单硬脂酸甘油酯的用量200～300重量份；丙三醇的用量是100～200重量份；硬脂酸的用量是200~300重量份。
更优选地，在于在步骤b中，单硬脂酸甘油酯的用量是225～275重量份；丙三醇的用量是125～175重量份；硬脂酸的用量是225～275重量份。
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入5～15重量份人造金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至120～180w，调节频率控制开关，使频率至20～40khz的条件下，进行分散10～20min，得到一种乳状混合物。
这个分散步骤优选地是在于在步骤c中，人造金刚石微粉的用量是7～12重量份。
更优选地，在于在步骤c中，人造金刚石微粉的用量是9～11重量份。
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率120~180w频率20~40khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
这个冷却步骤优选地是，在于在步骤d中，超声波的设定加热温度10～40℃。
该制备方法其特征在于全程操作在超声波中进行，控制温度、功率和频率开关，完成全部的金刚石研磨膏的制备工作。
本发明使用超声波的目的在于，通过超声波使金刚石微粉在膏体中均匀的分散并减少操作步骤使金刚石研磨膏的制备实现一体化。目前实验室所使用的超声波装置是由两大部分组成的：加热装置和超声波发生装置。超声波的加热装置在研磨膏制备过程中，可以以液体为介质对物料进行加热，物料通过液体二次受热，可以使加热过程更加均匀充分，避免了直接加热导致局部温度过高而受热不均匀。由于超声波的加热装置是可调节的，可以通过调节温度控制开关来实现不同的加热、冷却需求。
超声波的超声波发生装置在研磨膏的制备过程中，可以通过超声波的分散作用对物料特别是金刚石微粉进行分散。超声波极强的分散作用是由于超声波对液体中的微小泡核在超声波作用下被激化，在空化泡崩溃时的极短时间内，在空化泡的极小空间中将产生局部高温、高压以及强烈的冲击波和快速射流，在局部高温高压的作用下，分散的效果得到了极大提高，是一般的分散技术如搅拌分散所不能比拟的。在超声波中，还可以通过功率控制开关和频率控制开关对所需超声波强度进行控制调节。
本发明的制备方法中在分散步骤中，使用了超声波分散法，目的是为了让金刚石微粉和其他油脂等充分分散均匀。在冷却步骤中也使用了超声波分散法的目的在于：在金刚石研磨膏制备的过程中，传统的冷却操作选用静置冷却，这样的冷却方法容易导致金刚石微粉沉淀从而使金刚石微粉的分散性质不佳，在本实验中，冷却时放在超声波中进行冷却，在冷却过程中不断搅拌，当温度下降到即将凝固时倒入容器中，即得到金刚石研磨膏。这样得到的研磨膏微粉的分散性进一步得到保障。
超声波功率与频率都对人造金刚石微粉分散产生很大的影响。如果其超声功率小于120w时，则会达不到良好的分散效果；如果其超声功率超过180w时，则会分散过于剧烈，造成液体飞溅。因此，其超声功率为120～180w是可取的。
同样地，如果其超声频率小于20khz时，则会不能达到良好分散的目的；如果其超声频率高于40khz时，则会分散剧烈，会吸收空气的杂质。因此，其超声频率为20～40khz是可行的。
如果其超声分散时间短于10min时，则会使膏体分散不均匀；如果其超声分散时间超过20min时，则会膏体聚集为颗粒的现象。因此，其超声分散时间为10～20min是可取的。
本发明使用的超声波装置是目前市场上销售的产品，例如由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的产品。
本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法要比传统制作流程极易操作，人工操作部分减少了60%~75%；制备效率极大提高，较传统研磨膏制备流程，在工作效率上提升2倍。在此方法中，极大利用了超声波的温控和超声装置，实现了制备研磨膏的一体化操作。
采用标准hd-910xq平面研磨机，使用本发明金刚石研磨膏对刚玉、油性陶瓷、铝合金、碳钢与碳化硅材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果为三种材料的表面粗糙度均明显的降低且材料表面刮痕少。
本发明涉及一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法，具有下述特点：
a、减少操作中间环节，制备流程一体化，极大提高了研磨膏制备的效率。
b、在分散和冷却阶段都使用了超声分散技术，保证在冷却时，金刚石微粉也处于最佳的均匀分散状态。
、本发明的一种超声波制备金刚石的研磨膏的金刚石微粉的分散性好，研磨抛光性能优异，能达到质量要求。
有益效果
本发明所述的一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法，全程在超声波中制备，减少操作中间环节，实现制备流程一体化，极大提高了研磨膏制备的效率，由此方法制作的金刚石研磨膏金刚石微粉分散均匀，不易沉淀，使用寿命长，并且研磨抛光效率高，研磨出的产品能达到质量要求。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：利用超声波制备金刚石研磨膏
该实施例的实施步骤如下：
a、启动超声波
在由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有75重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将175重量份单硬脂酸甘油酯和175重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入5重量份由梧州市宏远金刚石科技有限公司以超细金刚石微粉为商品名销售的金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至120w，调节频率控制开关，使频率至20khz的条件下，进行分散10min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率120w频率20khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
采用标准hd-910xq平面研磨机，使用本发明一种利用超声波制备金刚石的研磨膏对刚玉材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果表明，刚玉材料的表面粗糙度明显的降低。
由上述结果清楚地看出一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，能提高研磨抛光质量。
实施例2：利用超声波制备金刚石研磨膏
该实施例的实施步骤如下：
a、启动超声波
在由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有225重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将325重量份单硬脂酸甘油酯和325重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入15重量份由梧州市宏远金刚石科技有限公司以超细金刚石微粉为商品名销售的金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至180w，调节频率控制开关，使频率至40khz的条件下，进行分散20min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率180w频率40khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
采用标准hd-910xq平面研磨机，使用本发明一种利用超声波制备金刚石的研磨膏对油性陶瓷材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果表明，油性陶瓷材料的表面粗糙度明显的降低。
由上述结果清楚地看出一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，能提高研磨抛光质量。
实施例3：利用超声波制备金刚石研磨膏
该实施例的实施步骤如下：
a、启动超声波
在由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有150重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将250重量份单硬脂酸甘油酯和250重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入5～15重量份由梧州市宏远金刚石科技有限公司以超细金刚石微粉为商品名销售的金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至150w，调节频率控制开关，使频率至40khz的条件下，进行分散15min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率150w频率40khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
采用标准hd-910xq研磨机，使用本发明一种利用超声波制备金刚石的研磨膏对刚玉材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果表明，铝合金材料的表面粗糙度明显的降低。
由上述结果清楚地看出一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，能提高研磨抛光质量。
实施例4：利用超声波制备金刚石研磨膏
该实施例的实施步骤如下：
a、启动超声波
在由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有200重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将225重量份单硬脂酸甘油酯和220重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入10重量份由梧州市宏远金刚石科技有限公司以超细金刚石微粉为商品名销售的金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至180w，调节频率控制开关，使频率至20khz的条件下，进行分散20min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率180w频率20khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
采用标准hd-910xq研磨机，使用本发明一种利用超声波制备金刚石的研磨膏对碳钢材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果表明，碳钢材料的表面粗糙度明显的降低。
由上述结果清楚地看出一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，能提高研磨抛光质量。
实施例5：利用超声波制备金刚石研磨膏
该实施例的实施步骤如下：
a、启动超声波
在由深圳市结盟清洗设备有限公司以商品名结盟牌超声波清洗机销售的超声波装置中注入蒸馏水至工作液面，启动超声波。打开加热控制开关，设定温度，加热到预设温度；
b、溶解
将盛有150重量份的丙三醇的容器置于超声波的洗槽中加热，再将175重量份单硬脂酸甘油酯和300重量份硬脂酸加到丙三醇中，融化完全，得到一种混合液体；
c、分散
往步骤b得到的溶液中加入9重量份由梧州市宏远金刚石科技有限公司以超细金刚石微粉为商品名销售的金刚石微粉混合均匀，打开超声波控制装置，调节功率控制开关，使功率至120w，调节频率控制开关，使频率至30khz的条件下，进行分散20min，得到一种乳状混合物；
d、冷却
设定温度，调节温度控制开关，降低温度，使步骤c得到的乳状混合物继续在在功率120w频率40khz的超声波中条件下中进行冷却，当温度下降到65℃左右，关闭超声波电源开关，并将乳状液迅速倒入容器中，室温下冷却至凝固态，即得到所述的金刚石研磨膏。
采用标准hd-910xq研磨机，使用本发明一种利用超声波制备金刚石的研磨膏对碳化硅材料进行了研磨抛光，其研磨抛光结果表明，碳化硅材料的表面粗糙度明显的降低。
由上述结果清楚地看出一种利用超声波制备金刚石的研磨膏，能提高研磨抛光质量。
以上所述的一种利用超声波制备金刚石研磨膏的方法，并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内可以根据上述内容加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。