CN103484026A - 高效陶瓷抛光液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效陶瓷抛光液，其有效成份包括粒径为3～300nm的纳米硅溶胶，络合剂及表面活性剂，pH调节剂，其中抛光液的pH=3.0-9.0，硅溶胶粒度分布呈非高斯分布,（D100-D80）/（D100-D0）<0.15。该陶瓷抛光液对氧化锆陶瓷抛光可以避免氧化锆陶瓷表面出现波纹以及微小斑点。该陶瓷抛光液的制备过程是先将粒径为纳米硅溶胶颗粒悬浮在水中，再加入络合剂，表面活性剂到悬浮液中，最后将悬浮液的pH值调整到3.0～9.0。

Description

高效陶瓷抛光液及其制备方法

技术领域

本发明涉及对陶瓷，尤其是氧化物陶瓷，特别是氧化锆陶瓷的抛光技术，更具体的，本发明涉及一种抛光液及其制备方法，特别涉及一种高效陶瓷抛光液及其制备方法。

背景技术

当前市场上没有专门用于陶瓷表面的抛光液，尤其是氧化锆陶瓷表面的抛光液。氧化锆表面可以采用市场上销售的硅溶胶进行抛光加工，得到光滑的表面，但是抛光效率低，表面容易出现波纹以及微小斑点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种高效陶瓷抛光液，该陶瓷抛光液通过适当的pH值控制，保证陶瓷表面电荷性能稳定，实现最优化的抛光效率；采用合理的络合剂以及表面活性剂原料增强抛光液的平化效率，消除表面波纹现象以及微小半点。其抛光效率高、抛光寿命长，使陶瓷的抛光表面光滑、质量高，尤其适用于氧化锆陶瓷表面的抛光。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

高效陶瓷抛光液，有效成份包括纳米硅溶胶，络合剂及表面活性剂，pH调节剂，抛光液的pH=3.0–9.0。

优选的，抛光液的pH=4.0-6.0。

为了进一步提高产品的性能，所述纳米硅溶胶、络合剂和表面活性剂分别占抛光液总质量的0.5％～40％、0.001%-5%、0.0002％～1.0％。

所述纳米硅溶胶的粒径为3～300纳米。

优选的，所述纳米硅溶胶的粒径为20～200纳米。

硅溶胶粒度分布呈非高斯分布,（D100-D80）/（D100-D0）<0.15。

优选的，0.05≤（D100-D80）/（D100-D0）≤0.12。

所述表面活性剂为含磷聚合物，有机羟基聚醚，含氮表面活性剂，有机聚硅氧烷聚合物中的一种或其任意组合的混合物。

PH调节剂选自硝酸，硫酸，盐酸，磷酸中的一种。

本发明的另一个目的是提供一种上述高效陶瓷抛光液的制备方法，该制备方法操作简单、合理，易于生产，产品稳定性好。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

先将粒径为3～300nm的纳米硅溶胶颗粒悬浮在水中，再加表面活性剂到悬浮液中，最后将悬浮液的pH值调整到3.0～9.0。

投料时，纳米硅溶胶、络合剂和表面活性剂分别占抛光液总质量的0.5％～40％、0.001%-5%、0.0002％～1.0％。

本发明的有益效果：该陶瓷抛光液通过合适的pH值来控制抛光液的电导率其实现最优化的抛光性能，采用合理的原料通过化学增强法提高切削速率，配合表面活性剂增强抛光液的平化效率，有机地改进流体力学性能。其抛光效率高、抛光寿命长，使陶瓷的抛光表面光滑、质量高，尤其适用于氧化锆陶瓷表面的抛光。

具体实施方式

本发明提供一种高效陶瓷抛光液，其有效成份包括粒径为3～300nm的纳米硅溶胶，络合剂及表面活性剂，pH调节剂，其中抛光液的pH=3.0-9.0，硅溶胶粒度分布呈非高斯分布,（D100-D80）/（D100-D0）<0.15。

其制备过程是先将粒径为纳米硅溶胶颗粒悬浮在水中，再加入络合剂，表面活性剂到悬浮液中，最后将悬浮液的pH值调整到3.0～9.0。

其中表面活性剂为含磷聚合物，有机羟基聚醚，含氮表面活性剂，有机聚硅氧烷聚合物中的一种或其任意组合的混合物，如十二烷基磷酸钠，聚甲基硅氧烷醚，三甲基十六烷基氯化铵，有机聚硅氧烷，十六烷基磺酸钠，这些表面活性剂可单独使用，也可以任意组合使用。络合剂则包含丙氨酸，EDTA，酒石酸，柠檬酸，聚丙烯酸，二乙醇胺，海藻酸等任意可适用的络合剂。

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

制备七份抛光液A,B,C,D,E，F，G：

称取200克、粒径约60nm、固含量50%的硅溶胶，加入适量水中，室温下搅拌均匀，再添加10克丙氨酸、1.0克的十二烷基磷酸钠，形成基液。共配置7份相同的基液，最后用硫酸分别将基液的pH调到2.0，3.0，4.0，6.0，8.0，9.0，10.0，配成七份各1000克的陶瓷抛光液A,B,C,D,E，F，G。

抛光液H的制备：称取200克、粒径约60nm、固含量50%的硅溶胶，加入799克水中，室温下搅拌均匀，最后用硫酸将pH调到6.0。

抛光条件：将所制样品在Logitech CDP单面抛光机上抛光。下压：3psi，下盘以及载盘转速50RPM，抛光液流速：100ml/分钟。抛光垫为日本Nitta Haas的Suba600。抛光陶瓷为氧化锆陶瓷。该抛光液抛光速率以及表面质量见表1。

表1实施例1抛光结果

表1结果显示，抛光氧化锆陶瓷的效率在pH=4.0-6.0最高，同时具有最好的表面质量。没有络合剂及表面活性剂的情况下，抛光效率降低，同时表面出现斑点等缺陷。

实施例2：

制备五份抛光液A,B,C,D,E：

称取40克、100克，200克，300克，600克、800克粒径约60nm、固含量50%的硅溶胶，分别加入适量水中，室温下搅拌均匀。并加入0.01克酒石酸，0.2克的聚甲基硅氧烷醚。最后用硫酸将pH调到6.0制成五份各1000克的陶瓷抛光液A,B,C，D,E。抛光条件与实施例1相同。该抛光液抛光速率以及表面质量见表2。

表2实施例2抛光结果

表2结果显示，抛光速率在硅溶胶10%固含量条件下达到最大，继续增加固含量到30%时，抛光效率开始下降。

实施例3：

制备7份抛光液A,B,C,D,E、F、G：

称取300克、粒径约30nm、固含量30%的硅溶胶，加入适量水中，室温下搅拌均匀，加入EDTA50克形成基液，共配置7份相同基液。分别在不同的基液中加入10.0克十二烷基磷酸钠，三甲基十六烷基氯化铵，有机聚硅氧烷，十六烷基磺酸钠，十二烷基磷酸钠与三甲基十六烷基氯化铵的混合物，有机聚硅氧烷和十六烷基磺酸钠的混合物，三甲基十六烷基氯化铵、有机聚硅氧烷和十六烷基磺酸钠的混合物。最后用硝酸将pH调到4.0，配成抛光液A,B,C,D,E、F、G各1000克。

抛光液H的制备：称取300克、粒径约30nm、固含量30%的硅溶胶，加入适量水中，室温下搅拌均匀，最后用硫酸将pH调到4.0，配成1000克的抛光液。

抛光条件与实施例1相同。该抛光液抛光速率以及表面质量见表3。

表3实施例3抛光结果

表3结果显示，表面活性剂对切削率有降低作用，但可以提高表面质量。

实施例4：

制备五份抛光液A,B,C,D,E：

称取D50、60nm300克、固含量40%的硅溶胶，其（D100-D80）/（D100-D0）分别为0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，分别加入适量水中，室温下搅拌均匀。且分别加入2克柠檬酸以及10.0克三甲基十六烷基氯化铵。最后用硝酸将pH调到6.0。配成抛光液A,B,C,D,E各1000克。

抛光条件与实施例1相同。该抛光液抛光速率以及表面质量见表4。

表4实施例4抛光结果

表4结果显示，随（D₁₀₀-D₈₀）/（D₁₀₀-D₀）减小，切削率提高。

实施例5至实施例11中的抛光液根据上述制备过程进行配置，其配置后的抛光液根据实施例1中的抛光条件进行抛光，其结果如下所示：

实施例5-实施例11

Claims (10)

1.高效陶瓷抛光液，其特征在于：有效成份包括纳米硅溶胶，络合剂及表面活性剂，pH调节剂，抛光液的pH=3.0–9.0。

2.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：优选的，抛光液的pH=4.0-6.0。

3.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：其中纳米硅溶胶、络合剂和表面活性剂分别占抛光液总质量的0.5％～40％、0.001%-5%、0.0002％～1.0％。

4.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：所述纳米硅溶胶的粒径为3～300纳米。

5.如权利要求4中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：优选的，所述纳米硅溶胶的粒径为20～200纳米。

6.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：硅溶胶粒度分布呈非高斯分布,（D100-D80）/（D100-D0）<0.15。

7.如权利要求6中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：优选的，0.05≤（D100-D80）/（D100-D0）≤0.12。

8.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为含磷聚合物，有机羟基聚醚，含氮表面活性剂，有机聚硅氧烷聚合物中的一种或其任意组合的混合物。

9.如权利要求1中所述的高效陶瓷抛光液，其特征在于：PH调节剂选自硝酸，硫酸，盐酸，磷酸中的一种。

10.如权利要求1至9中任一所述的高效陶瓷抛光液的制备方法，其特征在于：先将粒径为3～300nm的纳米硅溶胶颗粒悬浮在水中，再加入络合剂、表面活性剂到悬浮液中，最后将悬浮液的pH值调整到3.0～9.0。