[发明专利]用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨料及其制备方法，更具体地说涉及一种用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料及其制备方法。

背景技术

近来，磨料水射流技术得到了长足地发展。它是在水射流加工技术的基础上发展起来的集流体力学、材料合成技术和表面技术于一体的新型精密加工和材料表面处理技术。其磨料水射流系统如图1，该系统是把经高压输送泵2加压，通过高压管道将高压水输送至具有小直径喷嘴3形成射流4，这种射流可切割或破碎固体材料，改善、抛光或清洁材料表面。随着水射流的压力增大，射流的强度随之增大，但射流压力的增高，受到射流装置中许多高压部件的制约，有时很难实现。磨料射流技术是将具有一定密度的磨料颗粒加入上述水射流系统中。因磨料具有良好的表面加工，如磨削、冲蚀、锲劈和粉碎等能力，使得水射流系统在较低的压力下，具有较高加工能力。因此，在对一些软性金属和非金属材料的表面处理过程和电子元器件表面清洁及抛光生产中，迫切需要一种能够提高射流强度、精度和高回收率的磨料。

通常，树脂封装半导体元件5在生产过程中会由于溢料而产生毛边或毛刺10，一般是采用磨料水射流方法去除这些毛边或毛刺。采用传统磨料，如碳化硅、刚玉、石英、铁丸等。它们虽然亲水性好，也能有效去除毛边或毛刺，但是密度太高，硬度太大会严重地伤及模压基体11，造成半导体元件外观损伤，可靠性降低。用黑桃壳粉作为软质水射流磨料在半导体元件的引线框架上13容易沾上油脂，使焊锡的浸润性及模压面上的印刷性变差。有人研制过能克服上述缺点不饱和聚酯磨料，即密度和硬度适中，也不会在引线框架及模压面上12沾上油脂。但是这种磨料出现了新的问题和缺点，就是不饱和聚酯磨料表面能低，具有疏水性，在水与磨料混合箱1中形成三相泡沫，而这种三相泡沫的泡沫半衰期较长，使得磨料漂浮于磨料接收槽6和磨削分离箱7的水面上，随水流漂出溢流口8而造成磨料的大量损耗。急切需要研制一种能够有效地降低磨料表面与水的接触角，提高磨料表面的亲水性的聚酯磨料以解决现有技术存在的问题。

发明内容

本发明解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料，该亲水性不饱和聚酯磨料能够有效地降低磨料表面与水的接触角，提高磨料表面的亲水性，从而提高磨料的回收率，有利于磨料的循环使用，减少磨料的大量损耗。

本发明还提供该用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法，该制备方法工艺简单，条件温和，成本较低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料为不饱和聚酯与亲水性共聚单体先进行本体预聚、再进行悬浮共聚得到的反应物，磨料粒径为140μm～280μm，维氏硬度为22.0～22.5，磨料密度为1.10～1.16g/cm³。

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料，其进一步的技术方案是所述的不饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯。

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料，其进一步的技术方案还可以是所述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合物。

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法，包括以下步骤：

A)、将不饱和聚酯与亲水性共聚单体常温下混合均匀；搅拌时间控制在30min以上，以利于不饱和聚酯与亲水性共聚单体充分混合且排除气泡。

B)、步骤A)中得到的混合物搅拌升温至55～65℃后，将引发剂加入该混合物并恒温搅拌反应30min～60min，进行本体预聚合；温度波动范围必需控制在60℃上下变化5℃以内，温度过低时预聚物的反应程度则会很低，亲水性单体绝大部分还处于游离态，没有与不饱和聚酯共聚。而温度过高的话，预聚物交联程度高，体系粘度大，无法进行后续的反应。

C)、将水、悬浮剂、分散剂混合，配成分散液并升温至55～65℃；

D)、将步骤B)中得到的预聚物加入步骤C)中得到的分散液中，保持恒速搅拌，同时升温至85～90℃，悬浮共聚反应1.5～2.5h后得到圆整光滑的亲水性不饱和聚酯磨料。

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法，其进一步的技术方案是所述的不饱和聚酯为间苯二酸型不饱和聚酯。

本发明的用于水射流的亲水性不饱和聚酯磨料的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的亲水性共聚单体为丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或两者的混合物。