[发明专利]一种季铵化球形α-氧化铝@γ-氧化铝复合磨粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种季铵化球形α‑氧化铝@γ‑氧化铝复合磨粒的制备方法，先利用含有端基官能团的硅烷偶联剂对球形α‑氧化铝进行改性，进一步与叔胺反应得到球形α‑氧化铝季铵化产物，并带上正电荷；最后利用静电引力和氢键作用力，使得带负电荷的不规则形貌的γ‑氧化铝粒子在球形α‑氧化铝季铵化产物表面发生吸附，得到核壳型季铵化球形α‑氧化铝@γ‑氧化铝复合磨粒。采用该复合磨粒对手机陶瓷盖板进行抛光，与常规不规则形貌的α‑氧化铝磨粒相比，本发明磨粒能够有效阻止抛光损伤和抛光缺陷的发生；与球形α‑氧化铝相比，本发明季铵化球形α‑氧化铝@γ‑氧化铝复合磨粒的抛光速率提高了50％以上，本发明磨粒对手机陶瓷盖板体现出优异的“高速率、高精度”抛光特性。

技术领域

本发明涉及一种手机陶瓷盖板抛光用氧化铝复合磨粒及其制备方法，特别是一种季铵化球形α-氧化铝@γ-氧化铝复合磨粒及其制备方法，属表面抛光加工技术领域。

背景技术

随着无线充电的应用以及5G通信技术的到来，陶瓷具有硬度高（是玻璃的2倍）、抗刮耐磨、电磁信号穿透能力强、外观优美等优良特性，成为理想的下一代智能手机后盖板材料，具有巨大的市场和广阔的应用前景。目前已在小米、android、华为P7、苹果apple Watch等品牌的高端机型上得到应用。一个超光滑平坦的陶瓷表面，不仅是美化产品、获得良好手感的需要，更是保证产品质量、延长工件使用寿命的重要影响因素。

表面抛光是手机陶瓷盖板制造中的关键工序之一。但陶瓷由于具有熔点高、硬度高、脆性大、裂纹敏感性强等特性，其加工困难。与金属材料相比，陶瓷抛光效率低、缺陷水平高。目前加工效率低、表面缺陷水平高而导致良率低是手机陶瓷盖板产业化的主要障碍之一。

抛光液作为抛光加工中的主要抛光载体，一直是所有研究者的研究重点。抛光液主要由磨粒和化学试剂（表面活性剂、催化剂、氧化剂等）所构成。磨粒是抛光液的基础与关键成分，磨粒的种类、结构、硬度、粒度、形貌等物化指标显著影响其抛光性能。

氧化铝是抛光加工中经常采用的无机磨粒，目前商品氧化铝主要有为不规则形貌的α-氧化铝、球形形貌的α-氧化铝、不规则形貌的γ-氧化铝等。不规则形貌的α-氧化铝磨粒，硬度高、抛光中的摩擦力大，抛光速率较高，但产生的表面缺陷较多，不能满足手机陶瓷盖板的表面精度要求；球形形貌的α-氧化铝外形圆滑、抛光中的摩擦力小，不规则形貌的γ-氧化铝硬度低、机械作用较弱。球形形貌的α-氧化铝和不规则形貌的γ-氧化铝虽然具有较好的表面精度、不会造成抛光损伤，但抛光效率低下，难以满足陶瓷盖板工业量产的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有氧化铝磨粒抛光速率和抛光精度不能兼得的难题，提供一种具有多晶相、多形貌氧化铝颗粒组成的季铵化球形α-氧化铝@γ-氧化铝复合磨粒。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种季铵化球形α-氧化铝@γ-氧化铝复合磨粒，包括季铵化球形α-氧化铝的内核，以及不规则形貌的γ-氧化铝外壳。

一种季铵化球形α-氧化铝@γ-氧化铝复合磨粒的制备方法，包括如下步骤：

S01：在带回流装置的三口烧瓶中，加入甲苯溶剂，搅拌条件下加入球形α-氧化铝粉体，搅匀并持续搅拌条件下滴加带有端基官能团的硅烷偶联剂，加热到90～100℃，反应2～4小时，离心分离并沉淀，依次用苯、丙酮各洗涤2次，抽滤并沉淀，室温真空干燥，得到带有端基官能团的球形α-氧化铝硅烷偶联剂改性粉末；

S02：在带回流装置的三口烧瓶中，加入乙腈溶剂，搅拌条件下加入球形α-氧化铝硅烷偶联剂改性粉末，搅拌均匀，滴加叔胺有机物，加热到70～80℃，搅拌反应2～4小时，离心分离并沉淀，用乙醇洗涤3次，抽滤并沉淀，室温真空干燥，得到球形α-氧化铝季铵化改性粉末；

S03：将所述球形α-氧化铝季铵化改性粉末溶于去离子水中，配制成5 Wt %浓度的混合物，球磨1小时，得到5 Wt %浓度的季铵化球形α-氧化铝分散液；