CN108329842A - 抛光液组合物及其制备方法和玻璃抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃抛光领域，具体涉及一种抛光液组合物及其制备方法和玻璃抛光方法。其中所述抛光液组合物含有稀土氧化物、加速剂、润滑剂、pH值调节剂和水，以抛光液组合物的总重量为基准，稀土氧化物的含量为40～60重量％，加速剂的含量为6～15重量％，润滑剂的含量为5～8重量％，pH值调节剂的含量为1.5～3重量％，水的含量为14～47.5重量％。所述制备方法包括将稀土氧化物、加速剂和水混合，然后依次加入润滑剂和pH值调节剂。本发明还涉及抛光液组合物对玻璃进行抛光处理。通过上述技术方案，本发明所述的抛光液组合物，在低压条件下抛光效率高，玻璃抛光后表面粗糙度低、划伤率低、玻璃表面平整，易清洗。

Description

抛光液组合物及其制备方法和玻璃抛光方法
技术领域
本发明涉及玻璃抛光领域，具体涉及一种抛光液组合物及其制备方法和玻璃抛光方法。
背景技术
当今市场各电子消费品对玻璃基板的要求越来越高，对基板的尺寸增大、轻薄化越来越重视。制造企业为达到玻璃基板轻薄的要求，需要在后期对其进行减薄处理，减薄至0.3mm、0.2mm、0.1mm甚至更小，同时减小重量来应对市场日新月异的变化。
目前减薄方法有两种：化学减薄、物理研磨。其中化学减薄在使用过程中要大量使用HF才能达到好的效果，但这种方法不仅会造成环境的危害，还对人体有严重的侵蚀危害，并且这种减薄方法成本很高，减薄后的玻璃表面质量也难以控制，后期还需进行表面抛光处理。而物理研磨生产效率差，研磨后玻璃基板表面质量不高，其产品良品率低。
化学机械抛光(Chemical mechanical polishing，简称CMP)是目前能兼顾表面粗糙度和表面平整度要求，以及能获得无损伤表面的最好工艺方法，广泛应用于半导体、导体、玻璃、陶瓷灯的表面加工。化学机械抛光是通过化学和机械力获得平滑表面的加工过程，利用由微小磨粒和化学溶液混合而成的浆料与工件表面发生一系列化学反应，生成易去除的低剪切强度产物，再通过机械作用去除，实现纳米级微小单位的去除抛光。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中存在的抛光后玻璃基板良品率低、和表面光洁度差、现有抛光物组合物的分散性较差造成抛光效率低以及抛光速率低的问题，提供了一种抛光液组合物及制备方法和玻璃抛光方法。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种抛光液组合物，其中，所述抛光液组合物含有稀土氧化物、加速剂、润滑剂、pH值调节剂、水，以所述抛光液组合物的总重量为基准，所述稀土氧化物的含量为40～60重量％，所述加速剂的含量为6～15重量％，所述润滑剂的含量为5～8重量％，所述pH值调节剂的含量为1.5～3重量％，所述水的含量为14～47.5重量％。
在本发明中，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化镨、氧化钇和氧化钕中的至少一种，优选地，所述稀土氧化物的颗粒度为0.6～3μm，优选为0.8～2μm。
在本发明中，所述加速剂为硝酸锌、硫酸锌、氯化亚铁和硝酸中的至少一种，优选为硝酸锌。
在本发明中，所述润滑剂为甘油与C2-C3醇和/或醇醚的混合物，优选地，所述C2-C3醇为乙二醇和/或丙二醇，所述醇醚为醇醚乙醇、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚和丙二醇丁醚中的至少一种。
在本发明中，所述pH值调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
在本发明中，所述pH值调节剂的含量使得所述抛光液组合物的pH值为7-8。
本发明第二方面提供一种制备抛光液组合物的方法，所述方法包括：先将稀土氧化物、加速剂和水混合，然后依次加入润滑剂和pH值调节剂。
在本方法中，所述加速剂的颗粒度为0.06～2μm，优选为0.1～1μm。
本发明第三方面提供了一种玻璃抛光方法，所述方法包括使用本发明制备的抛光液组合物对玻璃进行抛光处理。
优选地，所述抛光处理的实施条件包括：抛光机转速为20～160r/min，优选为50～100r/min；压力为2～16kPa，优选为5～10kPa。
通过上述技术方案，本发明所述的抛光液组合物，在低压条件下抛光效率高，玻璃抛光后表面粗糙度低、划伤率低、玻璃表面平整，易清洗。本发明中加入了加速剂，提高了抛光材料的去除率，并且抛光制品易清洗。同时加入润滑剂防止抛光面划伤，降低划伤率。又加入了分散剂，提高玻璃的抛光效率。整个生产工艺具有成本较低、能耗少，无毒害，绿色环保工艺，能够很好的实现工业化生产。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供了一种抛光液组合物，其中，所述抛光液组合物含有稀土氧化物、加速剂、润滑剂、pH值调节剂和水。
在所述抛光液组合物中，以所述抛光液组合物的总重量为基准，所述稀土氧化物的含量为40～60重量％，具体例如可以为40重量％、42重量％、45重量％、48重量％、50重量、52重量％、55重量％、58重量％、60重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选为45～55重量％；所述加速剂的含量为6～15重量％，具体例如可以为6重量％、9重量％、12重量％、15重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选为9～12重量％；所述润滑剂的含量为5～8重量％，具体可以为5重量％、6重量％、7重量％、8重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选为6～7重量％；所述pH值调节剂的含量为1.5～3重量％，具体可以为1.5重量％、1.8重量％、2.1重量％、2.4重量％、2.7重量％、3重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选为2.1～2.7重量％；所述水的含量为14～47.5重量％，优选为25～40重量％。
在所述抛光液组合物中，所述稀土氧化物用作磨料，其物质类别可以为本领域的常规选择。在优选情况下，为了获得更好的抛光效果，所述稀土氧化物选自氧化铈、氧化镧、氧化镨、氧化钇和氧化钕中的至少一种，更优选为氧化铈。
在所述抛光液组合物中，所述稀土氧化物的颗粒度可以为0.6～3.0μm，优选为0.8～2.0μm。在本发明中，术语“颗粒度”是指颗粒的尺寸，当颗粒为球体时则颗粒度用球体的直径表示，当颗粒为立方体时则颗粒度用立方体的边长表示，当颗粒为不规则的形状时则颗粒度用恰好能够筛分出该颗粒的筛网的网孔尺寸表示。
在所述抛光液组合物中，所述加速剂可以为硝酸锌、硫酸锌、氯化亚铁和硝酸中的至少一种，优选为硝酸锌。在本发明中，加速剂可以提高玻璃基板抛光处理时的表面去除率，得到的抛光制品易清洗。
在所述抛光液组合物中，所述润滑剂为甘油与C2-C3醇和/或醇醚的混合物；优选地，所述C2-C3醇为乙二醇和/或丙二醇，所述醇醚为醇醚乙醇、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚和丙二醇丁醚中的至少一种。
在所述润滑剂中，C2-C3醇和/或醇醚的混合物与甘油的质量比可以为1:0.1～10，优选为1：0.5～5(例如可以为1：0.5、1：1、1：1.5:1：2、1：2.5、1：3、1：3.5:1：4、1：4.5、1：5)，更优选为1：1.5～3。
在所述抛光液组合物中，所述pH值调节剂可以为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
在所述抛光液组合物中，所述pH值调节剂的含量使得所述抛光液组合物的pH值为7-8。当所述抛光液组合物的pH值在前述范围内时，使得在抛光过程中，机械作用和化学作用达到对等状态，在这种情况下，化学作用的均匀性好，使得表面张力小，处理一致性好，可以得到良好的表面抛光效果。
在所述抛光液组合物中，所用的水可为常用的自来水或者淡水，优选为去离子水。
在本发明的第二方面涉及制备一种本发明所述的抛光液组合物的方法，该方法包括：先将稀土氧化物、加速剂和水混合，然后依次加入润滑剂和pH值调节剂。在本方法中，待溶液搅拌均匀后再加入pH值调节剂，再次搅拌均匀后测定pH值，使得测定的pH值更准确。
在所述方法中，所述加速剂的颗粒度为0.06～2μm，具体可以为0.06μm、0.1μm、0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，优选为0.1～1μm。
本发明的第三方面涉及一种玻璃抛光方法，该方法包括使用本发明所述的抛光液组合物对玻璃进行抛光处理。
所述抛光处理的实施条件包括：抛光机转速为20～160r/min，优选为50～100r/min；压力为2～16kPa，优选为5～10kPa。在本发明中，压力是指绝对压力。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的抛光液组合物及其制备方法。
将氧化铈、加速剂和去离子水混合，进行机械搅拌，待混合均匀后，继续加入润滑剂，进行机械搅拌，然后加入适量的pH值调节剂，将溶液pH调至7～8，即可获得所述的抛光液组合物。
实施例2～9，对比例1～4
按照实施例1的方法制备抛光液组合物，所不同的是，更改实施例2～9，对比例1～4的配方，具体见表1
表1
应用实施例1～9和应用对比例1～4
采用上述实施例1～9和对比例1～4制备的抛光液对玻璃板材(自熔样品)进行抛光处理，其中，抛光处理的实施条件包括：抛光机转速为80r/min，压力8kPa。
测试例
(1)采用表面粗糙度测试仪检测玻璃表面光洁度，结果如下表2所示；
(2)去除率：抛光完成后，清洗玻璃后，检测玻璃表面质量和抛光速率，用精密天平测量抛光前后的质量差，计算去除率，结果如下表2所示；
(3)参照《GB/T20167-2012稀土抛光粉物理性能测试方法抛蚀量和划痕的测定重量法》规定的双面研磨机测定稀土抛光粉的抛蚀量和划痕的方法，测试稀土抛光液组合物的抛蚀量和划伤率，结果如下表2所示；
表2
清洗性 表面划伤 去除率(％) 划伤率(％) 表面粗糙度(μm)
实施例1 良好 无 8.01 1.39 0.0092
实施例2 良好 无 7.93 0.77 0.0098
实施例3 良好 无 7.62 1.06 0.0095
实施例4 良好 无 8.17 0.99 0.0096
实施例5 良好 无 8.39 1.50 0.0097
实施例6 良好 无 8.23 0.81 0.0098
实施例7 良好 无 9.34 1.28 0.0099
实施例8 良好 无 8.60 0.67 0.0097
实施例9 良好 无 8.28 0.85 0.0098
对比例1 良好 无 5.73 7.42 0.0197
对比例2 良好 无 6.95 19 0.0373
对比例3 差 无 3.66 25 0.0397
对比例4 差 无 3.39 11 0.0343
由表2的数据可以看出，采用本发明所述的抛光液组合物进行抛光处理，玻璃抛光后表面粗糙度低、划伤率低、玻璃表面平整，易清洗。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种抛光液组合物，其特征在于，所述抛光液组合物含有稀土氧化物、加速剂、润滑剂、pH值调节剂和水，以所述抛光液组合物的总重量为基准，所述稀土氧化物的含量为40～60重量％，所述加速剂的含量为6～15重量％，所述润滑剂的含量为5～8重量％，所述pH值调节剂的含量为1.5～3重量％，所述水的含量为14～47.5重量％。
2.根据权利要求1所述的抛光液组合物，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化镨、氧化钇和氧化钕中的至少一种；
优选地，所述稀土氧化物的颗粒度为0.6～3μm，优选为0.8～2μm。
3.根据权利要求1所述的抛光液组合物，其特征在于，所述加速剂为硝酸锌、硫酸锌、氯化亚铁和硝酸中的至少一种，优选为硝酸锌。
4.根据权利要求1所述的抛光液组合物，其特征在于，所述润滑剂为甘油与C2-C3醇和/或醇醚的混合物，
优选地，所述C2-C3醇为乙二醇和/或丙二醇，所述醇醚为醇醚乙醇、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚和丙二醇丁醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抛光液组合物，其特征在于，所述pH值调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的抛光液组合物，其特征在于，所述pH值调节剂的含量使得所述抛光液组合物的pH值为7-8。
7.一种制备权利要求1-6中任意一项所述的抛光液组合物的方法，其特征在于，该方法包括：先将稀土氧化物、加速剂和水混合，然后依次加入润滑剂和pH值调节剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加速剂的颗粒度为0.06～2μm，优选为0.1～1μm。
9.一种玻璃抛光方法，其特征在于，该方法包括：使用权利要求1-6中任意一项所述的抛光液组合物对玻璃进行抛光处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述抛光处理的实施条件包括：抛光机转速为20～160r/min，优选为50～100r/min；压力为2～16kPa，优选为5～10kPa。
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