【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磨料磨具，特别是涉及一种改性金刚石微粉及其制备方法和应用。
技术介绍
1、金刚石是磨具中的重要磨料，通常需要对金刚石进行表面改性以增强金刚石与镀层之间的结合力。传统金刚石的表面改性技术包括敏化-活化两步法和胶体钯活化法，这两种方法均采用氯化亚锡作为钯离子与金刚石的连接剂，使金属钯吸附到金刚石表面，作为镀层的催化剂，增强金刚石与镀层之间的结合力。但是，由于这种连接剂是通过氢键吸附进行连接的，吸附力较差，尤其是经过高温处理，氢键吸附力易失效，使金刚石与镀层之间仅存在机械嵌合作用，一旦镀层被破坏，导致金刚石极易从镀层中脱落。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种改性金刚石微粉及其制备方法和应用；所述制备方法大幅度提高了改性层与金刚石的结合力，并改善了微粉团聚，使化学镀覆前处理环节具有批量处理的可行性，不仅翻倍提高生产效率，而且使生产成本降低至传统的三分之一。
2、一种改性金刚石微粉的制备方法，包括如下步骤：
3、将金刚石微粉进行羟基化处理，得到表面羟基化金刚石微粉；
4、将所述表面羟基化金刚石微粉在硅烷偶联剂和有机溶剂的混合溶液中，于频率25khz-40khz、强度1w/cm2-3w/cm2的超声条件下进行预处理，得到预处理金刚石微粉；
5、将所述预处理金刚石微粉进行真空热处理，得到改性金刚石微粉。
6、在其中一个实施例中，所述混合溶液满足以下条件中的至少一个：
7、(1)所述混合溶液
8、(2)所述混合溶液的含水率低于0.5％；
9、(3)所述表面羟基化金刚石微粉与所述混合溶液的质量比为0.2:1-1:1；
10、(4)所述硅烷偶联剂在所述混合溶液中的质量分数为2％-10％；
11、(5)所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、三甲基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵中的至少一种；
12、(6)所述有机溶剂选自醇类有机溶剂。
13、在其中一个实施例中，所述醇类有机溶剂选自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一种。
14、在其中一个实施例中，所述真空热处理的过程中包括一次热处理和二次热处理，所述二次热处理的温度大于所述一次热处理的温度。
15、在其中一个实施例中，所述一次热处理的温度为80℃-120℃，时间为6h-12h；
16、及/或，所述二次热处理的温度为100℃-150℃，时间为12h-24h。
17、在其中一个实施例中，所述表面羟基化金刚石微粉的制备方法包括：
18、将金刚石微粉置于2wt％-5wt％的氢氧化钠溶液中处理1h-4h；
19、或者，在通入空气的条件下，将金刚石微粉于400℃-500℃煅烧2h-4h；
20、或者，采用甲硼烷-四氢呋喃加合物对金刚石微粉进行羟基化处理。
21、在其中一个实施例中，将所述预处理金刚石微粉进行真空热处理之后，还包括氧化处理。
22、在其中一个实施例中，当所述硅烷偶联剂选自含环氧基团的硅烷偶联剂时，经所述真空热处理后得到预改性金刚石微粉，将所述预改性金刚石微粉置于含环氧基团的季铵盐溶液中进行反应，得到改性金刚石微粉。
23、一种由如上所述改性金刚石微粉的制备方法制得的改性金刚石微粉，与改性前的金刚石微粉相比，所述改性金刚石微粉的粒径d90变化率小于2％。
24、一种磨具，所述磨具中的磨料包括如上所述的改性金刚石微粉。
25、本专利技术所述的改性金刚石微粉的制备方法，在有机溶剂体系中，利用特定强度的超声波作用，使硅烷偶联剂的三条烷氧链均能够稳定吸附于金刚石表面，从而实现硅烷偶联剂在金刚石表面的定向吸附，一方面，在真空热处理过程中，自组装吸附于金刚石表面的硅烷偶联剂与金刚石表面的羟基发生硅氧烷缩合反应，使硅烷偶联剂与金刚石表面键合，形成c-o-si键，从而大幅度提高改性层与金刚石的结合力，并改善了微粉团聚；另一方面，定向吸附的硅烷偶联剂使附着在金刚石表面的官能团高度有序，不仅有利于提高附着官能团的数量，而且大幅提升了具有反应活性的官能团占比。此外，预处理采用的混合溶液中不含有水分，不仅能够避免硅烷偶联剂因水解交联自聚而引起的使用时效性问题，而且可以循环使用，循环使用次数高达8次左右，具有高效、环保、成本低廉等优势。
26、因此，本专利技术提供的制备方法使化学镀覆前处理环节具有批量处理的可行性，不仅翻倍提高生产效率，而且使生产成本降低至传统的三分之一。
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1.一种作为磨料的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述混合溶液满足以下条件中的至少一个：
3.根据权利要求2所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述醇类有机溶剂选自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述真空热处理的过程中包括一次热处理和二次热处理，所述二次热处理的温度大于所述一次热处理的温度。
5.根据权利要求4所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述一次热处理的温度为80℃-120℃，时间为6h-12h；
6.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述表面羟基化金刚石微粉的制备方法包括：
7.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，将所述预处理金刚石微粉进行真空热处理之后，还包括氧化处理。
8.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，当所述硅烷偶联剂选自含环氧基团的硅烷偶联剂时，经所
9.一种由权利要求1-8任一项所述改性金刚石微粉的制备方法制得的改性金刚石微粉，其特征在于，与改性前的金刚石微粉相比，所述改性金刚石微粉的粒径D90变化率小于2％。
10.一种磨具，其特征在于，所述磨具中的磨料包括如权利要求9所述的改性金刚石微粉。
...【技术特征摘要】
1.一种作为磨料的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述混合溶液满足以下条件中的至少一个：
3.根据权利要求2所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述醇类有机溶剂选自丁醇、丙醇、乙醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述真空热处理的过程中包括一次热处理和二次热处理，所述二次热处理的温度大于所述一次热处理的温度。
5.根据权利要求4所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于，所述一次热处理的温度为80℃-120℃，时间为6h-12h；
6.根据权利要求1所述的改性金刚石微粉的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏剑，邱文杰，陈康，黄喆，王耀光，
申请(专利权)人：浙江晶钰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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