CN102825561B

CN102825561B - 水性抛光膜及其制备方法

Info

Publication number: CN102825561B
Application number: CN201210330418.XA
Authority: CN
Inventors: 程丽芳; 张伟东; 吴月英
Original assignee: BEIJING GRISH HITECH Co Ltd
Current assignee: BEIJING GRISH HITECH Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102825561A

Abstract

一种水性抛光膜及其制备方法，其特征在于，包括带基和覆盖于所述带基表面的涂层，所述涂层是以水性树脂为结合剂的硅溶胶涂层，所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒粒度为亚微米级或纳米级。本发明所涉及的水性二氧化硅抛光膜的磨料粒度很小，适用于超精密材料的抛光，而且抛光效率比较高；抛光寿命比较长；抛光时无粘着现象；相比其他类型的抛光膜，成本比较低，由于本发明所用的是水性体系，可有效地降低对环境的污染，起到绿色环保的作用。<pb pnum="1" />

Description

水性抛光膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及精密或超精密抛光技术，特别是一种水性抛光膜及其制备方法。所述水性抛光膜可用于光纤连接器和光纤跳线的最终抛光，也可用于精密光学器件的超精密加工。

背景技术

超精密研磨与抛光拥有很广阔的市场，例如，在信息产业中，计算机上的芯片、磁盘和磁头，录像机上的磁鼓，复印机的感光鼓、光盘和激光头，喷墨打印机的喷墨头等都需要超精密加工才能达到产品性能要求；在民用产品中，现在小型、超小型成像设备，如微型摄像机、针孔照相机等都需要超精密研磨与抛光。光纤连接器是组成光纤系统最重要的光无源器件之一，在性能上要求其插入损耗更低、回波损耗更高，以提高光纤传输系统的可靠性。光纤连接器的研磨与抛光对其光学性能的提高起着关键作用。当前的二氧化硅抛光膜存在寿命短、切削力不足、容易出现黏着现象等问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足及缺陷，提供一种水性抛光膜及其制备方法。所述水性抛光膜制备原料均为水性材料，可减少对环境污染和人身伤害，起到绿色环保的作用，且研磨效率高。此抛光膜可主要用于光纤连接器和光纤跳线的最终抛光，也可用于精密光学器件的超精密加工。与现有技术的产品相比，本发明的抛光片具有寿命长、切削力高、绿色环保、不容易出现黏着现象等优势。

本发明的技术方案如下：

一种水性抛光膜，其特征在于，包括带基和覆盖于所述带基表面的涂层，所述涂层是以水性树脂为结合剂的硅溶胶涂层，所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒粒度为亚微米级或纳米级。

所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒的平均粒度为10nm～300nm。

所述水性树脂是指水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酰胺树脂、水性聚乙烯醇树脂、水性聚氯乙烯树脂、水性聚丙烯酸类树脂、水性环氧树脂树脂、水性聚酚、水性聚酰胺和/或水性附着力促进树脂。

所述水性树脂是指水性聚氨酯树脂、水性聚酯聚氨酯共聚物和/或水性聚乙烯醋酸乙烯共聚物。

所述带基采用塑料薄膜、布、纸或皮革材料，所述塑料薄膜是指聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。

所述涂层中包括助剂，所述助剂是指PH值调节剂、助溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂和/或防粘连剂。

所述防粘连剂包括聚四氟乙烯蜡、高分子聚乙烯蜡、聚酰胺蜡等中的一种或几种混合物。

一种水性抛光膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将粉状、粒状和/或块状的水性树脂溶于水中，制成固含量重量为10～90%的水性树脂结合剂；（2）将亚微米或纳米级的硅溶胶与步骤（1）得到的水性树脂结合剂以一定比例混合形成浆料，并加入其他助剂，利用电动搅拌机或超声分散机使浆料混合均匀，制成涂料；（3）将步骤（2）中的涂料用辊式涂布机或喷涂机涂布在厚度为25～200μm的带基表面，涂层厚度为0.1～10μm，经干燥和固化后获得水性抛光膜。

所述步骤（1）中，硅溶胶中二氧化硅含量重量为10～90%。

所述步骤（3）中，在涂布时通过控制涂料的粘度、辊速、辊间隙和线速来控制涂层厚度；所述干燥和固化是指：涂层经过涂布机的干燥通道干燥固化后，再在一定的温度下干燥若干小时，使抛光膜进行二次干燥。

本发明的技术效果如下：磨料粒度很小，适用于超精密材料的抛光，而且抛光效率比较高；相比其他类型的抛光膜，本发明所涉及的二氧化硅抛光膜的成本比较低，绿色环保；抛光寿命比较长；抛光时无粘着现象。根据用途和使用要求，可将制备出的超精密抛光膜加工成各种尺寸和形状。本发明所提供的抛光膜是一种最终抛光性能良好的水性的超精密二氧化硅抛光膜。由于二氧化硅的粒度很小，能达到超精密的抛光效果，抛光效率高。该抛光膜可主要用于光纤连接器和光纤跳线的最终抛光，也可用于精密光学器件的超精密加工。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明进行说明。

一种水性抛光膜，包括带基和覆盖于所述带基表面的涂层，所述涂层是以水性树脂为结合剂的硅溶胶涂层，所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒粒度为亚微米级或纳米级。所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒的平均粒度为10nm～300nm。所述水性树脂是指水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酰胺树脂、水性聚乙烯醇树脂、水性聚氯乙烯树脂、水性聚丙烯酸类树脂、水性环氧树脂、水性聚酚、水性聚酰胺和/或水性附着力促进树脂。所述水性树脂是指水性聚氨酯树脂、水性聚酯聚氨酯共聚物和/或水性聚乙烯醋酸乙烯共聚物。所述带基采用塑料薄膜、布、纸或皮革材料，所述塑料薄膜是指聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。所述涂层中包括助剂，所述助剂是指PH值调节剂、助溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂和/或防粘连剂。所述防粘连剂包括石蜡、聚四氟乙烯蜡、高分子聚乙烯蜡、聚酰胺蜡等中的一种或几种混合物。

一种水性抛光膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将粉状、粒状和/或块状的水性树脂溶于水中，制成固含量重量为10～90%的水性树脂结合剂；（2）将亚微米或纳米级的硅溶胶与步骤（1）得到的水性树脂结合剂以一定比例混合形成浆料，并加入其他助剂，利用电动搅拌机或超声分散机使浆料混合均匀，制成涂料；（3）将步骤（2）中的涂料用辊式涂布机或喷涂机涂布在厚度为25～200μm的带基表面，涂层厚度为0.1～10μm，经干燥和固化后获得水性抛光膜。所述步骤（1）中，硅溶胶中二氧化硅含量重量为10～90%。所述步骤（3）中，在涂布时通过控制涂料的粘度、辊速、辊间隙和线速来控制涂层厚度；所述干燥和固化是指：涂层经过涂布机的干燥通道干燥固化后，再在一定的温度下干燥若干小时，使抛光膜进行二次干燥。

带基具有较高抗拉伸强度、优良的耐磨、耐热、耐腐蚀等性能。硅溶胶与水性树脂粘合剂的混合比例为1：9～9：1。分散设备包括电动搅拌机、超声波分散机，应控制分散条件和分散时间，来达到硅溶胶颗粒充分分散均匀的目的，以免涂布时产生磨料颗粒聚集的不良现象。涂布机包括辊式涂布机或喷涂式涂布机，在涂布时可通过控制涂料的粘度、辊速、辊间隙、线速等来控制涂层厚度，使涂层厚度控制在0.1-10μm；所述干燥和固化是指：涂层经过涂布机的干燥通道干燥固化后，再在一定的温度下干燥若干小时，使抛光膜进行二次干燥，以达到涂层得到充分干燥、固化反应进行完全的目的。根据用途和使用要求，可将制备出的水性超精密抛光膜加工成各种尺寸和形状。

实施例1：称取颗粒平均粒度为40nm的硅溶胶1000g于烧杯中，将100g固含量为60%的水性聚氨酯树脂加入到上述硅溶胶中，搅拌均匀后再加入一定量的助溶剂、消泡剂、分散剂、流平剂和防粘连剂，将此混合溶液在超声机上继续超声5-10min，形成涂布用浆料。将浆料转移到浆料供应槽中，在辊式涂布机上使浆料均匀地涂布在厚度为75μm的带基表面，控制涂层厚度，使其经过80℃热风干燥后形成6μm厚的涂层，即制备出本发明所涉及的超精密抛光膜。该抛光膜总平均厚度为81μm。

实施例2：称取颗粒平均粒度为10nm的硅溶胶1500g于烧杯中，将300g固含量为60%的水性聚氨酯树脂加入到上述硅溶胶中，搅拌均匀后再加入一定量的助溶剂、消泡剂、分散剂、流平剂和防粘连剂，将此混合溶液在超声机上继续超声5-10min，形成涂布用浆料。在辊式涂布机上使浆料均匀地涂布在厚度为75μm的带基表面，控制涂层厚度，使其经过80℃热风干燥后形成6μm厚的涂层，即制备出本发明所涉及的超精密抛光膜。该抛光膜总平均厚度为81μm。

实施例3：称取颗粒平均粒度为100nm的硅溶胶1000g于烧杯中，将80g固含量为60%的水性聚氨酯树脂加入到上述硅溶胶中，搅拌均匀后再加入一定量的助溶剂、消泡剂、分散剂、流平剂和/或防粘连剂，将此混合溶液在超声机上继续超声5-10min，形成涂布用浆料。在辊式涂布机上使浆料均匀地涂布在厚度为75μm的带基表面，控制涂层厚度，使其经过80℃热风干燥后形成6μm厚的涂层，即制备出本发明所涉及的超精密抛光膜。该抛光膜总平均厚度为81μm。

实施例4：称取颗粒平均粒度为300nm的硅溶胶1500g于烧杯中，将100g固含量为60%的水性聚氨酯树脂加入到上述硅溶胶中，搅拌均匀后再加入一定量的助溶剂、消泡剂、分散剂、流平剂和/或防粘连剂，将此混合溶液在超声机上继续超声5-10min，形成涂布用浆料。在辊式涂布机上使浆料均匀地涂布在厚度为75μm的带基表面，控制涂层厚度，使其经过80℃热风干燥后形成6μm厚的涂层，即制备出本发明所涉及的超精密抛光膜。该抛光膜总平均厚度为81μm。

实施例5：本实施例为应用例。将上述实施例1中制成的纳米级抛光膜裁剪成直径为127mm的圆片，利用研磨机，在附表1所示条件下进行光纤连接器（PC）的抛光实验，研磨18个光纤头，均达到预期效果。其中SC30、D9、D3、D1等研磨片均为北京国瑞升科技有限公司产品。

附表1

研磨阶段	去胶	粗磨	中磨	精磨	抛光
						研磨片	SC30μm	D9μm	D3μm	D1μm	实施例1抛光膜
研磨助剂	蒸馏水	蒸馏水	蒸馏水	蒸馏水	蒸馏水
						研磨垫硬度(°)	80	80	80	80	70
压力(g)	4800	4800	4800	4800	4800
						转速(rpm)	70	70	70	70	70
时间(sec.)	45	42	42	42	20

Claims

1.一种水性抛光膜，其特征在于，包括带基和覆盖于所述带基表面的涂层，所述涂层是以水性树脂为结合剂的硅溶胶涂层，所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒粒度为亚微米级或纳米级；所述水性抛光膜的制备包括以下步骤：(1)将粉状、粒状和/或块状的水性树脂溶于水中，制成固含量重量为10～90％的水性树脂结合剂；(2)将亚微米或纳米级的硅溶胶与步骤(1)得到的水性树脂结合剂以一定比例混合形成浆料，并加入助剂，利用电动搅拌机或超声分散机使浆料混合均匀，制成涂料；(3)将步骤(2)中的涂料用辊式涂布机或喷涂机涂布在厚度为25～200μm的带基表面，涂层厚度为0.1～10μm，经干燥和固化后获得水性抛光膜。

2.根据权利要求1所述的水性抛光膜，其特征在于，所述硅溶胶涂层中的硅溶胶颗粒的平均粒度为10nm～300nm。

3.根据权利要求1所述的水性抛光膜，其特征在于，所述水性树脂是指水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酰胺树脂、水性聚乙烯醇树脂、水性聚氯乙烯树脂、水性聚丙烯酸类树脂、水性环氧树脂树脂、水性聚酚、水性聚酰胺和/或水性附着力促进树脂。

4.根据权利要求1所述的水性抛光膜，其特征在于，所述水性树脂是指水性聚氨酯树脂、水性聚酯聚氨酯共聚物和/或水性聚乙烯醋酸乙烯共聚物。

5.根据权利要求1所述的水性抛光膜，其特征在于，所述带基采用塑料薄膜、布、纸或皮革材料，所述塑料薄膜是指聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。

6.根据权利要求1所述的水性抛光膜，其特征在于，所述助剂是指PH值调节剂、助溶剂、消泡剂、流平剂、分散剂和/或防粘连剂。

7.根据权利要求6所述的水性抛光膜，其特征在于，所述防粘连剂包括聚四氟乙烯蜡、高分子聚乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种或几种混合物。

8.一种水性抛光膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将粉状、粒状和/或块状的水性树脂溶于水中，制成固含量重量为10～90％的水性树脂结合剂；(2)将亚微米或纳米级的硅溶胶与步骤(1)得到的水性树脂结合剂以一定比例混合形成浆料，并加入其他助剂，利用电动搅拌机或超声分散机使浆料混合均匀，制成涂料；(3)将步骤(2)中的涂料用辊式涂布机或喷涂机涂布在厚度为25～200μm的带基表面，涂层厚度为0.1～10μm，经干燥和固化后获得水性抛光膜。

9.根据权利要求8所述的水性抛光膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硅溶胶中二氧化硅含量重量为10～90％。

10.根据权利要求8所述的水性抛光膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在涂布时通过控制涂料的粘度、辊速、辊间隙和线速来控制涂层厚度；所述干燥和固化是指：涂层经过涂布机的干燥通道干燥固化后，再在一定的温度下干燥若干小时，使抛光膜进行二次干燥。