CN109536042A - 一种油性抛光液及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油性抛光液及其制备方法与应用，属于精密抛光技术领域。本发明的油性抛光液由如下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体5～20份、矿物油69～85份、疏水改性氧化硅0.5～5份、油性分散剂1～5份。该油性抛光液含有疏水改性氧化硅和α相纳米氧化铝粉体，疏水改性氧化硅不但能够增加抛光效果，而且可以增加油性抛光液的触变性，调整液体粘度在50～1000cp，不但能够良好的黏附在钢丝上，还具有良好的流动性；α相纳米氧化铝粉体由于其成本低、耐磨性好、粒度细的特点，在抛光过程中不易造成划伤。

Description

一种油性抛光液及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种油性抛光液及其制备方法与应用，属于精密抛光技术领域。

背景技术

在现代光通信行业，光纤连接器是用量最多、对光纤通讯的传输质量影响最大的光无源器件，作为连接器的核心部分，陶瓷插芯的加工质量对连接器的损耗影响很大。国内研究主要针对光纤连接器端面以及外表面的超精研磨抛光，而对插针内孔精密抛光的研究较少。插针内孔的加工精度直接决定了光纤连接器的光学性能-插入损耗和回波损耗。

目前陶瓷插针内孔加工使用专门的设备，将许多陶瓷坯体穿在一根很长的带有微细梢度的钢丝上，钢丝上粘有金刚石磨料，其细端先通过坯体的微孔，逐渐向粗端过渡，同时坯体在无心磨床的带动下高速旋转，以达到抛光陶瓷插针内孔的目的。

现有技术中，申请公布号为CN104356950A的中国发明专利申请公开了一种蓝宝石晶片抛光液，该抛光液由以下组分组成：固含量为30～40wt％的硅溶胶20～30wt％，直径为80～200nm的氧化铝10～20wt％，有机碱0.1～4wt％，分散剂0.1～3wt％，壬基酚聚氧乙烯基醚0.3～lwt％，余量为去离子水；所述有机碱为二羟基乙基乙二胺、二乙烯三胺、乙二胺或二乙醇胺，所述分散剂为六偏磷酸钠、吡啶或聚乙二醇。该抛光液通过硅溶胶和氧化铝的复合，既保证了抛光速度也避免了加工划痕。

申请公布号为CN107880784A的中国发明专利申请公开了一种高性能抛光液及其制备方法，该高性能抛光液由以下重量份的原料制备而成，研磨料10-20份、研磨料分散剂8～15份、氧化剂2～5份、防锈剂6～12份、螯合剂7～15份、表面活性剂4～8份、缓蚀剂6～13份、润湿剂4～9份、水20～50份；所述研磨料为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、纳米氧化锌、氧化石墨烯的任意一种及以上组合；所述研磨料分散剂为淀粉、壳聚糖、糊精、聚乙烯醇或羧甲基纤维素的任意一种及以上组合；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磷脂酰乙醇胺、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种及以上组合。

授权公告号为CN100535070C的中国发明专利公开了一种高纯度纳米金刚石抛光膏。该高纯度纳米金刚石抛光膏由以下重量质量百分比的原料制备而成，金刚石微粉0.05～5％，润湿剂0.01～25％，表面活性剂0.1～5％，分散稳定剂0.1～50％，pH调节剂0.1～1％，甘油14～99.64％；所述的润湿剂为乙醇、乙二醇、一缩二乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、硬脂酸、油石酸、柠檬酸中的任意一种或者任意两种以上的混合；所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧丙烯甘露醇、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、甘露糖、葡萄糖、乳糖或蔗糖；所述的分散稳定剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯醇与聚苯乙烯嵌段共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚、聚羧基硅氧烷聚乙二醇两段共聚物、甲基纤维素、缩甲基纤维素、乙基纤维素纳、聚乙二醇中的任意一种或者任意两种以上的混合。

上述现有技术中的抛光液和抛光膏不足以满足要求，主要表现在：(1)水性抛光液或抛光膏与钢丝的润湿性差，进而导致抛光液和抛光膏在钢丝表面的黏附性较差，不利于抛光；(2)油性抛光液的粘度低、磨料悬浮性差，无法在钢丝上均匀黏附；而油性抛光膏的粘度过高、缺乏流动性而无法将抛光废渣带走，导致前期抛光效率高，后期抛光效率降低过快，此外还会影响钢线在微孔内运动的流畅性；(3)现有技术中的金刚石在水中容易分散，干燥后容易团聚，在油中二次分散较困难，在抛光过程中容易造成划伤。

因此，目前还缺乏一种可以提高抛光液与钢丝的润湿性，使抛光液的粘度适中，使用过程中能及时将抛光废渣带走的抛光液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油性抛光液。该油性抛光液与钢丝的润湿性好，粘度适中，能够将抛光废渣带走。

本发明还提供上述油性抛光液的制备方法。该制备方法成本低、操作简单。

最后，本发明提供上述油性抛光液的应用。该应用可以用于陶瓷插针内孔抛光领域。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种油性抛光液，由如下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体5～20份、矿物油69～85份、疏水改性氧化硅0.5～5份、油性分散剂1～5份。

该油性抛光液含有疏水改性氧化硅和α相纳米氧化铝粉体，疏水改性氧化硅不但能够增加抛光效果，而且可以增加油性抛光液的触变性，调整液体粘度在50～1000cp，不但能够良好的黏附在钢丝上，还具有良好的流动性；α相纳米氧化铝粉体由于其成本低、耐磨性好、粒度细的特点，在抛光过程中不易造成划伤。

α相纳米氧化铝粉体为纳米氧化铝粉体中的α-氧化铝。

所述α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％。α相纳米氧化铝粉体纯度≥99.9％可以使其耐磨性更好，硬度更大。

所述矿物油为C10～C30的直链烷烃、C10～C30的环烷烃中的一种或几种。上述烷烃的溶解力较强，而且粘度可调。

所述疏水改性氧化硅为疏水处理得到的气相二氧化硅。气相二氧化硅可以增强液体系统的流变性和触变性。

所述油性分散剂为HLB值≤10的聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯酯。油性分散剂的HLB值≤10的聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯酯可以改善纳米金刚石粉体在油中的润湿性，利于分散。

所述油性分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或几种。上述的油性分散剂能够改善纳米氧化铝粉体在油中的润湿性和分散性。

所述α相纳米氧化铝粉体的粒径为30～200nm，所述疏水改性氧化硅的粒径为10～100nm。

选用粒径为30～200nm的α相纳米氧化铝粉体，其具有成本低、易于分散、耐磨性好、尺寸稳定性好、不易划伤等优点。

选用粒径在10～100nm的疏水改性氧化硅作为增稠剂，在增加抛光效果的同时，还可以增加液体的触变性，调整液体粘度在50～1000cp，不但能够良好的黏附在钢丝上，还具有良好的流动性。

上述油性抛光液的制备方法，包括如下步骤：

1)将油性分散剂和矿物油混合均匀，得液体；

2)将α相纳米氧化铝粉体和步骤1)中制得的液体混合均匀，得悬浮液；

3)将疏水改性氧化硅和步骤2)中制得的悬浮液混合，混合的同时进行搅拌，然后继续搅拌20～30min即可。

上述步骤1)和步骤2)中所述的混合均匀是同时进行超声分散和搅拌，超声分散的时间均为10～20min。

通过该方法制得的抛光液具有一定的粘度，25℃下粘度范围在500～1000cp，其抛光效果好、抛光液的触变性好、抛光液不但能够良好的黏附在钢丝上，还具有良好的流动性，可以将抛光废渣带走，保证抛光效率的稳定。

上述油性抛光液在陶瓷插针内孔抛光方面的应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

油性抛光液的实施例1

本实施例的油性抛光液，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体10份、矿物油85份、疏水改性氧化硅3份、辛基酚聚氧乙烯4醚2份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的平均粒径为100nm，疏水改性氧化硅的粒径为16nm，矿物油为美孚D80，疏水改性氧化硅为EVONIK R972。

油性抛光液的实施例2

本实施例的油性抛光液，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体8份、矿物油85份、疏水改性氧化硅5份、辛基酚聚氧乙烯4醚2份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的平均粒径为100nm，疏水改性氧化硅的粒径为12nm，矿物油为美孚D110，疏水改性氧化硅为AEROSIL R974。

油性抛光液的实施例3

本实施例的油性抛光液，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体20份、矿物油74份、疏水改性氧化硅2.5份、月桂酸聚氧乙烯酯LAE-4 3.5份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的平均粒径为100nm，疏水改性氧化硅的粒径为50nm，矿物油为美孚D130，疏水改性氧化硅为REOLOSIL MT-10。

油性抛光液的实施例4

本实施例的油性抛光液，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体5份、矿物油69份、疏水改性氧化硅5份、十二胺聚氧乙烯3醚5份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的平均粒径为100nm，疏水改性氧化硅的粒径为50nm，矿物油为日本出光碳十二溶剂油，疏水改性氧化硅为REOLOSIL HM-20。

油性抛光液的实施例5

本实施例的油性抛光液，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体15份、矿物油85份、疏水改性氧化硅0.5份、月桂酸聚氧乙烯酯LAE-4 1份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的平均粒径为200nm，疏水改性氧化硅的粒径为16nm，矿物油为茂名石化3#白油，疏水改性氧化硅为EVONIK R972。

油性抛光液的制备方法的实施例1

本实施例的制备方法中的原料及份数同油性抛光液的实施例1，其制备方法如下：

1)将辛基酚聚氧乙烯4醚和矿物油美孚D80混合，同时进行超声分散10min，

搅拌，确保容器底部无磨料沉淀，得液体；

2)将α相纳米氧化铝粉体和步骤1)制得的液体混合，同时进行超声分散17min，搅拌，得悬浮液；

3)将疏水改性氧化硅EVONIK R972和步骤2)制得的悬浮液混合，混合过程中同时进行搅拌，然后继续搅拌20min即可。

油性抛光液的制备方法的实施例2

本实施例的制备方法中的原料及份数同油性抛光液的实施例2，其制备方法如下：

1)将辛基酚聚氧乙烯4醚和美孚D110混合，同时进行超声分散15min，搅拌，确保容器底部无磨料沉淀，得液体；

2)将α相纳米氧化铝粉体和步骤1)制得的液体混合，同时进行超声分散10min，搅拌，得悬浮液；

3)将AEROSIL R974和步骤2)制得的悬浮液混合，混合过程中同时进行搅拌，然后继续搅拌26min即可。

油性抛光液的制备方法的实施例3

本实施例的制备方法中的原料及份数同油性抛光液的实施例3，其制备方法如下：

1)将辛基酚聚氧乙烯4醚和美孚D130混合，同时进行超声分散20min，搅拌，确保容器底部无磨料沉淀，得液体；

2)将α相纳米氧化铝粉体和步骤1)制得的液体混合，同时进行超声分散20min，搅拌，得悬浮液；

3)将疏水改性氧化硅REOLOSIL MT-10和步骤2)制得的悬浮液混合，混合过程中同时进行搅拌，然后继续搅拌30min即可。

对比例1

本对比例为油性抛光液，该油性抛光液不含疏水改性氧化硅，由以下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体10份、矿物油85份、辛基酚聚氧乙烯4醚5份。其中α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％，α相纳米氧化铝粉体的粒径为100nm，所述矿物油为美孚D80。

该抛光液不含疏水改性氧化硅，粘度低，磨料的悬浮稳定性差，对钢丝的黏附性差。

试验例

对油性抛光液的实施例进行测试发现，实施例1的油性抛光液，粘度在300-500cp，磨料可保持2个月以上不沉淀，悬浮稳定性好。加工陶瓷插针内孔表面，电机转速6000rpm，表面的Ra值可达到0.006um，且表面无黑点和划痕缺陷。

实施例2的油性抛光液，粘度在800-1000cp，磨料可保持4个月以上不沉淀，悬浮稳定性好。加工陶瓷插针内孔表面，电机转速4000rpm，表面的Ra值可达到0.008um，且表面无黑点和划痕缺陷。

Claims (10)

1.一种油性抛光液，其特征在于：由如下重量份数的组分组成：α相纳米氧化铝粉体5～20份、矿物油69～85份、疏水改性氧化硅0.5～5份、油性分散剂1～5份。

2.根据权利要求1所述的油性抛光液，其特征在于：所述α相纳米氧化铝粉体的纯度≥99.9％。

3.根据权利要求1所述的油性抛光液，其特征在于：所述矿物油为C10～C30的直链烷烃、C10～C30的环烷烃中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的油性抛光液，其特征在于：所述疏水改性氧化硅为疏水处理得到的气相二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的油性抛光液，其特征在于：所述油性分散剂为HLB值≤10的聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯酯。

6.根据权利要求1或5所述的油性抛光液，其特征在于：所述油性分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的油性抛光液，其特征在于：所述α相纳米氧化铝粉体的粒径为30～200nm，所述疏水改性氧化硅的粒径为10～100nm。

8.如权利要求1所述的油性抛光液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将油性分散剂和矿物油混合均匀，得液体；

2)将α相纳米氧化铝粉体和步骤1)中制得的液体混合均匀，得悬浮液；

3)将疏水改性氧化硅和步骤2)中制得的悬浮液混合，混合的同时进行搅拌，然后继续搅拌20～30min即可。

9.根据权利要求8所述的油性抛光液的制备方法，其特征在于：步骤1)和步骤2)中所述混合均匀是同时进行超声分散和搅拌，超声分散的时间均为10～20min。

10.如权利要求1所述的油性抛光液在陶瓷插针内孔抛光方面的应用。