CN111647357A - 一种多用途抛光液主液 - Google Patents

一种多用途抛光液主液 Download PDF

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张卫兴
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刘宇宁
张振兴
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Abstract

本发明实施例公开了一种多用途抛光液主液，属于表面处理技术领域，成分A，其选自乙醇胺、六亚甲基四胺、吡啶、三乙醇胺、N‑甲基吗啉、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵中的一种或多种；成分B，其选自三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、二乙撑三胺五乙酸氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、马来酸中的一种或多种；成分C：其选自三乙烯二胺、乙二胺、异丙胺、对甲苯胺中的一种或多种。本发明实施例不仅可以用蓝宝石材料的抛光，还可以用于玻璃材料、陶瓷材料等的抛光，实现一液多用，成本低，且成分简单，易降解，环境友好。

Description

一种多用途抛光液主液
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，尤其涉及一种多用途抛光液主液。
背景技术
蓝宝石、陶瓷、玻璃等材料抛光及其平面加工是涉及许多领域的 技术，其中包括LED衬底，LCD面板，光学用玻璃、陶瓷衬底、铁 氧体基片等广泛的领域。
目前市面上的抛光液针对性比较强，品种繁杂，对于企业在做多 种材料加工时，需要购买多种厂家的抛光液，会造成品种多，保管难 度大，使用中容易出错。另外就是加工材料脆性大，机械性抛光质量 无法保证，特别是在传统工艺中的氧化铈等材料的应用，加工产品清 洗工艺复杂，材料成本居高不下。同时，由于氧化铈为稀土资源，费 用成本将不断提高。为了降低对环境的污染，减少清洗工艺，提高清 洗质量，降低成本，特推出多用途抛光液主液，以达到未来战略需求。
中国专利ZL200610014590.9公开了一种用于玻璃材料的抛光液 及其制备方法，其特征在于，由磨料、表面活性剂、PH值调节剂和 去离子水组成，各种成分所占的重量百分比为：磨料10～50％，表面 活性剂0.01～0.6％；pH值节剂1～6％；去离子水为余量；抛光液PH 值范围为11～12，粒径为15nm～100nm。该专利解决抛光技术依赖于 氧化铈作为加工磨料的技术问题，简化了工艺，降低了成本，但是该 专利只能用于玻璃材料的抛光，应用范围非常局限，对于企业做多种 材料抛光加工带来了诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中同种抛光液使用范围单一的 技术问题，提供一种能够一液多用的多用途抛光液主液。
本发明提供的技术方案如下：
一种多用途抛光液主液，其特征在于，其原料组分包括
成分A，其选自乙醇胺、六亚甲基四胺、吡啶、三乙醇胺、N- 甲基吗啉、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵中的一种或多种；
成分B，其选自三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸 钠、二乙撑三胺五乙酸氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙 烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、马 来酸中的一种或多种；
成分C，其选自三乙烯二胺、乙二胺、异丙胺、对甲苯胺中的一 种或多种。
优选的，其原料组分还包括表面活性剂、磨料。
优选的，其原料组分还包括消泡剂。
优选的，各原料组分的含量如下：
成分A：0.2～5wt％；
成分B：0.5～6wt％；
成分C：1～6wt％；
表面活性剂：0.01～0.6wt％；
磨料：10～50wt％；
消泡剂：0.001～1wt％。
优选的，其pH值范围为11～12。
优选的，所述表面活性剂为月桂醇油醇、壬基酸聚氧乙烯醚、脂 肪醇聚氧乙稀醚、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的一种或多种的非离子型表 面活性剂。
优选的，所述磨料为粒径范围为20nm～120nm的水溶硅溶胶或金 属氧化物Si02、A1202或TiO2的水溶胶。
优选的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、高碳醇消泡剂、有机硅消 泡剂、聚醚改性硅消泡剂、聚硅氧烷消泡剂中的一种。
多用途抛光液主液的制备方法包括如下步骤：
向磨料水溶液中加入成分A，并不断搅拌，再加入非离子型表面 活性剂及成分B，并进行充分搅拌，同时加入消泡剂滴加到泡沫消除 为止，然后加入成分C，并达到PH值为11-12时为准，过滤净化处 理即得多用途抛光液主液。
通过采用以上技术方案，本发明达到的有益效果如下：
(1)本发明实施例中加入了其选自三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、 六偏磷酸钠、焦磷酸钠、二乙撑三胺五乙酸氨基三亚甲基膦酸、乙二 胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、聚丙烯酸、 聚环氧琥珀酸、马来酸中的一种或多种，通过鳌合作用有效的去除加 工过程中存在的金属离子，防止微量金属物在加工中储滞留，大大提 高抛光质量。
(2)本发明实施例中加入乙醇胺、六亚甲基四胺、吡啶、三乙 醇胺、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵中的一种或多种， 及三乙烯二胺、N-甲基吗啉、乙二胺、异丙胺、对甲苯胺中的一种或 多种，调节并维持抛光液的pH值，有机碱代替了传统工艺中的金属 碱，保护了对衬底加工片后微量金属物的残留。
(3)由于本发明实施例中使用了非离子表面活性剂，会造成抛 光泡沫增加，造成抛光液的浪费，使用消泡剂消除泡沫，防止抛光液 溢出，破坏工作环境。
(4)本发明实施例抛光液主液配制简单，悬浮性好，不腐蚀污 染设备，容易清洗，适用面广，可用于加工蓝宝石、陶瓷、玻璃等材 料，抛光速率快，平整性好；采用非离子型表面活性剂，能对磨料和 反应产物从衬底表面产生有效的吸脱作用；工艺简单，成本低。
附图说明
图1是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光蓝宝石前后的三维 轮廓图对比图，a为抛光前，b为抛光后；
图2是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光氧化锆陶瓷前后的 三维轮廓图对比图，c为抛光前，d为抛光后；
图3是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光玻璃材料镀膜后的 照片；
图4是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光铁氧体陶瓷基片后 的照片；
图5是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光氧化镐陶瓷片后的 照片；
图6是采用本发明实施例1的抛光液主液抛光氧化铝陶瓷片后的 照片；
图7是对照1抛光蓝宝石后的照片。
具体实施方式
实施例1
配制10kg多用途抛光液主液：
成分A：六亚甲基四胺20g；
成分B：三聚磷酸钠50g；
成分C：三乙烯二胺100g；
非离子型表面活性剂：月桂醇油醇1g；
消泡剂：聚醚类消泡剂0.1g；
磨料：SiO2水溶胶1000g；
去离子水：8828.9g。
制备方法为：向磨料水溶液中加入成分A，并不断搅拌，再加入 非离子型表面活性剂及成分B，并进行充分搅拌，同时加入消泡剂滴 加到泡沫消除为止，然后加入成分C，并达到pH值为11-12时为准， 过滤净化处理即得多用途抛光液主液。
(1)配置10000g蓝宝石抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：1～2方式配比即可。将配好 的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型，厂家为南通瑞 尔光电科技有限公司)中，将压力控制在150g/cm2或上盘自重，流 量为自循环不溢出，盘面温度在38℃，上盘转速为20转/分钟，抛光120分钟后下盘检测，结果：去除量为3-9um，无麻点、无划痕， Ra:0.4nm，透过率86％以上，抛光前后的三维轮廓图如图1所示，图 1a为抛光前，图1b为抛光后。
(2)配置10000g氧化锆陶瓷、铁氧体陶瓷、三氧化二铝陶瓷抛光液 及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比，加入400g 三氧化二铝装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤净化处理 即可。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中， 将压力控制在120g/cm2，流量为自循环不溢出，盘面温度在38℃， 上盘转速为15转/分钟，抛光45分钟后下盘检测，结果可达到镜面 效果，无划痕。抛光前后的三维轮廓图如图2所示，图2c为抛光前， 图2d为抛光后。
图4为抛光铁氧体陶瓷基片后的照片，明显看到镜面效果好，无 划痕；
图5为抛光氧化镐陶瓷片后的照片，明显看到镜面效果好，反光 强，达到抛光前不能达到的反光的效果；
图6抛光氧化铝陶瓷片后的照片，明显看到镜面效果好，反光强， 达到抛光前不能达到的反光的效果；
(3)配置10000g玻璃抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比后，加入400g 氧化铈装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤处理即可使用。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型) 中，将压力控制在120g/cm2或上盘自重，流量为自循环不溢出，盘 面温度在38℃，上盘转速为15转/分钟，抛光90分钟后下盘检测， 结果：去除量为5-9um，无麻点、无划痕，透过率98％。在抛光后的 玻璃材料表面镀膜后，没有出现白点或者其他缺陷(如图3所示)， 说明抛光效果好。
实施例2
配制10kg多用途抛光液主液：
成分A：六亚甲基四胺500g；
成分B：三聚磷酸钠600g；
成分C：三乙烯二胺600g；
非离子型表面活性剂：月桂醇油醇60g；
消泡剂：聚醚类消泡剂100g；
磨料：A12O3水溶胶5000g；
去离子水：3140g。
制备方法为：向磨料水溶液中加入成分A，并不断搅拌，再加入 非离子型表面活性剂及成分B，并进行充分搅拌，同时加入消泡剂滴 加到泡沫消除为止，然后加入成分C，并达到pH值为11-12时为准， 过滤净化处理即得多用途抛光液主液。
(1)配置10000g蓝宝石抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：1～2方式配比即可。将配好 的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型，厂家为南通瑞 尔光电科技有限公司)中，将压力控制在150g/cm2或上盘自重，流 量为自循环不溢出，盘面温度在38℃，上盘转速为20转/分钟，抛光 120分钟后下盘检测，结果：去除量为3-9um，无麻点、无划痕， Ra:0.4nm，透过率86％以上。
(2)配置10000g氧化锆陶瓷、铁氧体陶瓷、三氧化二铝陶瓷抛光液 及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比，加入400g 三氧化二铝装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤净化处理 即可。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中， 将压力控制在120g/cm2，流量为自循环不溢出，盘面温度在38℃， 上盘转速为15转/分钟，抛光45分钟后下盘检测，结果可达到镜面 效果，无划痕。
(3)配置10000g玻璃抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比后，加入400g 氧化铈装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤处理即可使用。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中， 将压力控制在120g/cm2或上盘自重，流量为自循环不溢出，盘面温 度在38℃，上盘转速为15转/分钟，抛光90分钟后下盘检测，结果： 去除量为5-9um，无麻点、无划痕，透过率98％。
实施例3
配制100kg多用途抛光液主液：
成分A：六亚甲基四胺3000g；
成分B：三聚磷酸钠3000g；
成分C：三乙烯二胺3000g；
非离子型表面活性剂：月桂醇油醇300g；
消泡剂：聚醚类消泡剂500g；
磨料：SiO2水溶胶30000g；
去离子水：60200g。
制备方法为：向磨料水溶液中加入成分A，并不断搅拌，再加入 非离子型表面活性剂及成分B，并进行充分搅拌，同时加入消泡剂滴 加到泡沫消除为止，然后加入成分C，并达到pH值为11-12时为准， 过滤净化处理即得多用途抛光液主液。
(1)配置10000g蓝宝石抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：1～2方式配比即可。将配好 的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型，厂家为南通瑞 尔光电科技有限公司)中，将压力控制在150g/cm2或上盘自重，流 量为自循环不溢出，盘面温度在38℃，上盘转速为20转/分钟，抛光 120分钟后下盘检测，结果：去除量为3-9um，无麻点、无划痕， Ra:0.4nm，透过率86％以上。
(2)配置10000g氧化锆陶瓷、铁氧体陶瓷、三氧化二铝陶瓷抛光液 及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比，加入400g 三氧化二铝装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤净化处理 即可。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中， 将压力控制在120g/cm2，流量为自循环不溢出，盘面温度在38℃， 上盘转速为15转/分钟，抛光45分钟后下盘检测，结果可达到镜面 效果，无划痕。
(3)配置10000g玻璃抛光液及其抛光方法
将多用途抛光液主液与去离子水1：4～8方式配比后，加入400g 氧化铈装入容器罐中并充分搅拌，混合均匀后进行过滤处理即可使用。
将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中， 将压力控制在120g/cm2或上盘自重，流量为自循环不溢出，盘面温 度在38℃，上盘转速为15转/分钟，抛光90分钟后下盘检测，结果： 去除量为5-9um，无麻点、无划痕，透过率98％。
实施例2、实施例3抛光效果与实施例1一致，此处不再一一附 图赘述。
对照1
按照中国专利ZL200610014590.9实施例1的方法配制抛光液， 采用与实施例1相同的抛光机、相同压力、转速等条件的对蓝宝石抛 光，钨丝等下观察可以看出，抛光后的蓝宝石表面有大量凹坑(如图 7所示)，没有抛透，效果差。
对照2
按照中国专利ZL200610014590.9实施例1的方法配制抛光液， 采用与实施例1相同的抛光机、相同压力、转速等条件的对氧化锆陶 瓷片抛光。
对照3
按照中国专利ZL200610014590.9实施例1的方法配制抛光液， 将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中，对 蓝宝石进行抛光，将压力控制在120g/cm2或上盘自重，流量为自循 环不溢出，盘面温度在38℃，上盘转速为15转/分钟，抛光90分钟后下盘检测。
对照4
按照中国专利ZL200610014590.9实施例1的方法配制抛光液， 将配好的抛光液放入瑞尔高精密度双面研磨抛光机(11S型)中，对 氧化锆陶瓷片进行抛光，将压力控制在120g/cm2或上盘自重，流量 为自循环不溢出，盘面温度在38℃，上盘转速为15转/分钟，抛光 90分钟后下盘检测。
对照2-对照4的结果与对照1结果相同，被抛光物品表面粗糙， 凹凸不平，说明对比专利ZL200610014590.9公开的配制抛光液方法 配制的抛光液不适用于抛光蓝宝石材料和陶瓷材。
综上所述，通过采用本发明实施例方法配制的多用途抛光液主液， 不仅可以用于蓝宝石材料抛光，还可以用于玻璃材料、陶瓷材料等抛 光，且抛光效果好，抛光后无划痕、无斑点、透光率高。

Claims (9)

1.一种多用途抛光液主液，其特征在于，其原料组分包括
成分A，其选自乙醇胺、六亚甲基四胺、吡啶、三乙醇胺、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、四甲基氢氧化铵中的一种或多种；
成分B，其选自三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、二乙撑三胺五乙酸氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、马来酸中的一种或多种；
成分C：其选自三乙烯二胺、乙二胺、异丙胺、对甲苯胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的多用途抛光液主液，其特征在于，其原料组分还包括表面活性剂、磨料。
3.根据权利要求2所述的多用途抛光液主液，其特征在于，其原料组分还包括消泡剂。
4.根据权利要求3所述的多用途抛光液主液，其特征在于，各原料组分的含量如下：
成分A：0.2～5wt％；
成分B：0.5～6wt％；
成分C：1～6wt％；
表面活性剂：0.01～0.6wt％；
磨料：10～50wt％；
消泡剂：0.001～1wt％。
5.根据权利要求4所述的多用途抛光液主液，其特征在于，其pH值范围为11～12。
6.根据权利要求4所述的多用途抛光液主液，其特征在于，所述表面活性剂为月桂醇油醇、壬基酸聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙稀醚、聚氧乙烯烷基醇酰胺中的一种或多种的非离子型表面活性剂。
7.根据权利要求4所述的多用途抛光液主液，其特征在于，所述磨料为粒径范围为20nm～120nm的水溶硅溶胶或金属氧化物Si02、A1202或TiO2的水溶胶。
8.根据权利要求4所述的多用途抛光液主液，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类消泡剂、高碳醇消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂、聚硅氧烷消泡剂中的一种。
9.根据权利要求1所述的多用途抛光液主液的制备方法包括如下步骤：
向磨料水溶液中加入成分A，并不断搅拌，再加入非离子型表面活性剂及成分B，并进行充分搅拌，同时加入消泡剂滴加到泡沫消除为止，然后加入成分C，搅拌，达到pH值为11-12时为准，过滤净化处理即得多用途抛光液主液。
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