CN115386303A - 一种化学抛光液及其应用和抛光玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化学抛光液及其应用和抛光玻璃的方法，该化学抛光液由10％‑25％氢氟酸、8％‑14％酸性缓蚀剂、1％‑2％氟化氢铵、0.5％‑1％湿润剂和水组成，其配置完成后，可以在较低温度下对玻璃进行抛光，抛光时随时监测控制氢氟酸和酸性缓蚀剂浓度即可，该抛光液特别适用于对AG防眩玻璃蒙砂后的抛光工艺。该化学抛光液组成成分简单，均为常用化学试剂，使得其配制简单，成本较低，同时，抛光液中含有质量百分比较多的氢氟酸，使得利用该化学抛光液对AG防眩玻璃进行抛光时，抛光质量好，抛光效率高；同时还抑制HF使其几乎不产生挥发，降低工艺过程中氢氟酸的消耗，进一步降低抛光成本，并减轻氢氟酸使用带来的环境污染。

Description

一种化学抛光液及其应用和抛光玻璃的方法

技术领域

本发明涉及化学抛光液及其应用，尤其涉及一种适用于AG防眩玻璃蒙砂后抛光的化学抛光液及其应用。

背景技术

AG防眩玻璃使原玻璃反光表面变为哑光漫反射表面，可使反光影响模糊，在防止眩光同时还使反光度下降，减少光影，利于护眼，AG防眩玻璃产品表面防腐、防划伤性能强。结合视频成像屏幕可以构成透明防眩光、防反射屏幕，解决电子视屏、影像屏幕在环境光源下产生反光、眩光问题，在提高图像画面质量的同时，可以在一定程度上保护眼睛，有利于缓解电子产品导致的近视问题。

而在AG防眩玻璃生产过程中，需要对玻璃进行蒙砂后抛光，因刚起完砂的玻璃表面完全呈现一种砂面的哑光状态，其表面的光学参数也只能作为装饰使用。这是因为在这种状态下，玻璃表面雾度很高，光泽度很低，只存在磨砂手感和哑光的装饰效果，完全不能被光学显示盖板所使用，但在一定的抛光工艺作用下，能够让玻璃表面具备一定光学显示特性，此时就能被相应的显示盖板使用，如车载、工控显示、笔电显示和视窗显示等。

目前在AG防眩玻璃的制备过程中，对经过前道的清洗工序后的玻璃进行抛光的方式主要有两种：一为物理抛光；二为化学蚀刻。物理抛光通常采用细砂进行抛光(业界称“蒙砂抛光”)，该方法具有成本低和工艺环保的优点，但是得到的玻璃表面粒子颗粒度的均匀性较差，粒子凹坑直径极差范围在45μm以上。正是由于物理抛光的前述欠缺，使得化学蚀刻法颇受业界器重，但是目前化学蚀刻所用的化学抛光液的配方往往过于复杂并且化学原料有失经济廉价，不利于企业持续性大批量的生产。

为此，公告号为CN112299726A的发明专利，公开了一种防眩目玻璃抛光液，其化学组成按质量百分数配比为：氟化氢铵10-14％、硫酸3-6％、糖精4-6％、磷酸三钠1-3％和促进剂7-9％，余为水。虽然该配方所用的原料少而得以体现简单，且配方中的所有原料易得并且价格相对便宜，满足了经济性的要求。但是该溶液对玻璃抛光时，抛光速度较慢，在自动化生产过程中，难以和其它工序很好的衔接，生产效率达不到企业要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种配方简单、成本低廉、抛光高效的适用于AG防眩玻璃的化学抛光液，从而高效制备出表面光泽度、雾度和粗糙度等光学参数均匀，玻璃表面产生的裂纹、晶点相对较少的AG防眩玻璃。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种化学抛光液，按质量百分数配比，化学抛光液由以下物质组成：

作为化学抛光液的优选，按质量百分数配比，该化学抛光液由以下物质组成：

作为化学抛光液的优选，酸性缓蚀剂采用非氧化性酸；优选为硫酸和盐酸中的一种；最优选为采用硫酸；

酸性缓蚀剂的加入，等于提供了部分的H⁺，从而抑制HF本身的电离，使其电离的动态平衡向HF倾斜，降低了F^-的浓度，同时由于酸性缓释及可以提供大量的H⁺，稳定了HF的电离平衡，使得玻璃在氢氟酸中反应更趋于缓慢和持续稳定，保持抛光过程不易出现裂纹和过腐蚀点。

作为化学抛光液的优选，湿润剂为聚乙二醇、甘油等，优选采用聚乙二醇；湿润剂的作用是增加化学抛光液与玻璃本体的全面接触，即降低玻璃表面的张力。

作为化学抛光液的优选，按质量百分数配比，化学抛光液由以下物质组成：

本发明还提供了一种玻璃抛光方法，该方法采用如上任一所述的化学抛光液进行抛光，包括如下步骤：

S1：按配比称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入酸性缓蚀剂和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加湿润剂，最后加余量水定容，即获得化学抛光液；

S2：将化学抛光液温度调整到20℃～40℃，并保持，将待抛光玻璃产品垂直放入化学抛光液中，并鼓泡(用风机向槽低管路打气)，抛光时间为4min-12min；

S3：监测化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂浓度，降低后，往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和酸性缓蚀剂，以保持化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂浓度在一定范围内，使得对玻璃的抛光工艺可以持续稳定的自动化进行。

其中，氟化氢铵和湿润剂用量都不大，氟化氢铵作用是降低化学抛光液的活性，因为刚开始化学抛光液活性高，氟化氢铵的存在对化学抛光液的活性有一定的抑制作用，随着化学抛光液的使用，化学抛光液本身活性也会降低，浓度减低后也可以不进行补加；而湿润剂作用是增加化学抛光液与玻璃本体的全面接触，即降低玻璃表面的张力，湿润剂浓度的变化对蒙砂玻璃抛光的效果的影响不大，由于湿润剂损耗非常小(损耗主要为抛光完成后玻璃及挂具上会残留部分化学抛光液而被带走，带走的化学抛光液量非常少)，抛光过程中可以不用补加，或者间隔较长时间才需要进行补加。

作为玻璃抛光方法的优选，在步骤S2中，优选抛光液温度调整到25℃(室温)并保持，抛光时间4min。

作为玻璃抛光方法的优选，在步骤S3中，使化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

本发明还提供了上述任一化学抛光液在AG防眩玻璃蒙砂后抛光中的应用。

本发明化学抛光液对玻璃进行抛光时发生的主反应为：

6HF+Na₂SiO₃＝3H₂O+Na₂SiF₆

6HF+CaSiO₃＝3H₂O+CaSiF₆

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

该化学抛光液组成成分简单，均为常用化学试剂，使得其配制简单，成本较低，同时，抛光液中含有质量百分比较多的氢氟酸，使得利用该化学抛光液对AG防眩玻璃进行抛光时，抛光质量好，抛光效率高。

通过持续控制化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂的质量百分比，使得该化学抛光液在具有较高抛光效率的同时，保证了抛光后的AG防眩玻璃的外观平整，表面光泽度、雾度和粗糙度等光学参数均匀，表面产生的裂纹、晶点相对较少。同时还抑制HF使其几乎不产生挥发，降低工艺过程中氢氟酸的消耗，进一步降低抛光成本，并减轻氢氟酸使用带来的环境污染。

附图说明

为了更清楚的说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明玻璃抛光方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的样式。

实施例1

本实施例中，测试不同浓度氢氟酸对蒙砂玻璃抛光的影响，测试方法为：

S1：按下表1中四组配比分别称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入硫酸和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加聚乙二醇，最后加余量水定容，即获得四组不同氢氟酸浓度的化学抛光液；

S2：将四组化学抛光液温度调整到室温，并保持，将待抛光玻璃产品随机分为四组，分别垂直放入四组化学抛光液中，并鼓泡，待抛光至玻璃光泽度、雾度和粗糙度符合要求后取出；

S3：抛光过程中监测化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度，持续往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和硫酸，使化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

抛光速度、抛光后玻璃表面情况和化学抛光液中物质浓度的变化如表1实验结果所示。

表1不同浓度氢氟酸对蒙砂玻璃抛光的影响

由表1可以看出，氢氟酸浓度对抛光速度和整个表面参数分布的均匀性影响较大，氢氟酸浓度越高，抛光效率越高，抛光后玻璃表面的光泽度、雾度和粗糙度等光学参数也越发不均匀，并且随着浓度增加，玻璃表面还会逐渐出现晶点现象。

实施例2

本实施例中，测试不同浓度酸性缓蚀剂硫酸对蒙砂玻璃抛光的影响，测试方法为：

S1：按下表2中四组配比分别称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入硫酸和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加聚乙二醇，最后加余量水定容，即获得四组不同硫酸浓度的化学抛光液；

S2：将四组化学抛光液温度调整到室温，并保持，将待抛光玻璃产品随机分为四组，分别垂直放入四组化学抛光液中，并鼓泡，待抛光至玻璃光泽度、雾度和粗糙度符合要求后取出；

S3：抛光过程中监测化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度，持续往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和硫酸，使化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

抛光速度、抛光后玻璃表面情况和化学抛光液中物质浓度的变化如表2实验结果所示。

表2不同浓度酸性缓蚀剂对蒙砂玻璃抛光的影响

由表2可以看出，酸性缓蚀剂浓度对抛光速度和整个表面参数分布的均匀性影响不大，浓度较低时，偶尔会有晶点产生，当酸性缓蚀剂浓度大于12％后，会有部分HF挥发，并随着浓度的增加，HF挥发速度也相应增加，导致氢氟酸消耗增加，并对空气产生污染。

实施例3

本实施例中，测试不同浓度氟化氢铵与湿润剂对蒙砂玻璃抛光的影响，测试方法为：

S1：按下表3中七组配比分别称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入硫酸和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加聚乙二醇，最后加余量水定容，即获得七组不同的化学抛光液；

S2：将七组化学抛光液温度调整到室温，并保持，将待抛光玻璃产品随机分为七组，分别垂直放入七组化学抛光液中，并鼓泡，待抛光至玻璃光泽度、雾度和粗糙度符合要求后取出；

S3：抛光过程中监测化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度，持续往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和硫酸，使化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

抛光速度、抛光后玻璃表面情况如表3实验结果所示。

表3不同浓度氟化氢铵与湿润剂对蒙砂玻璃抛光的影响

由表3可以看出，氟化氢铵和湿润剂浓度的变化对蒙砂玻璃抛光效果的影响不大，但是，如果在初始阶段，不添加氟化氢铵会影响溶液活性的均衡性，即表面光学参数会出现较大差额，导致表面参数分布不均匀；不添加湿润剂会影响到化抛液对玻璃的浸润性，如果浸润不好，会导致出现漏蚀现象，即没有刻蚀到或刻蚀不完整。

实施例4

本实施例中，保持化学抛光液组成不变，测试抛光液温度对蒙砂玻璃抛光的影响。

本实施例化学抛光液按如下质量百分数配比：

实验方法为：

S1：按如上配比分别称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入硫酸和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加聚乙二醇，最后加余量水定容，即获得化学抛光液；将其平均分为五组；

S2：将五组化学抛光液温度分别调整到如表4温度，并保持，将待抛光玻璃产品随机分为五组，分别垂直放入五组化学抛光液中，并鼓泡，待抛光至玻璃光泽度、雾度和粗糙度符合要求后取出；

S3：抛光过程中监测化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度，持续往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和硫酸，使化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

抛光速度、抛光后玻璃表面情况如表4实验结果所示。

表4不同温度对蒙砂玻璃抛光的影响

由表4可知，升高温度会加快抛光反应的进行，温度在25℃-30℃时最为适合，并且由公知常识可知，升温后，溶液的挥发会加剧，因此，出于对抛光液温度控制的成本和溶液挥发污染的考虑，优选保持抛光液温度在25℃(室温)左右。

实施例5

本实施例中，保持化学抛光液组成不变，测试抛光时间对蒙砂玻璃抛光的影响。

本实施例化学抛光液按如下质量百分数配比：

实验方法为：

S1：按如上配比分别称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入硫酸和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加聚乙二醇，最后加余量水定容，即获得化学抛光液，将其平均分为五组；

S2：将五组化学抛光液温度调整到室温，并保持，将待抛光玻璃产品随机分为五组，分别垂直放入五组化学抛光液中，并鼓泡，分别抛光如表5所示时间，抛光时间结束后取出；

S3：抛光过程中监测化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度，持续往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和硫酸，使化学抛光液中氢氟酸和硫酸的浓度与各组初始设定值相比，质量百分比差异≤1％。

抛光后玻璃表面情况如表5实验结果所示。

表5不同抛光时间对蒙砂玻璃抛光的影响

由表5可知，当抛光液配方及抛光液温度处于最优时，抛光时间控制在4min-8min最为合适，基于效率及成本考虑，优选4min，在保持抛光效果好的同时，抛光效率高，有利于自动化衔接前后工艺。

由实施例1-6可以看出，整个配方中氢氟酸和酸性缓蚀剂的浓度变化对玻璃表面的化学抛光效果及速度是起确定性作用的，所以，在随着抛光玻璃的增加，氢氟酸和酸性缓蚀剂的浓度随之降低时，需要根据使用量进行各自浓度随时增加，从而保证化学抛光液的化抛速度和工作效率。

以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种化学抛光液，其特征在于，按质量百分数配比，化学抛光液由以下物质组成：

余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种化学抛光液，其特征在于，按质量百分数配比，化学抛光液由以下物质组成：

余量为水。

3.根据权利要求2所述的一种化学抛光液，其特征在于，所述酸性缓蚀剂为非氧化性的硫酸或盐酸。

4.根据权利要求3所述的一种化学抛光液，其特征在于，所述湿润剂为聚乙二醇或甘油。

5.根据权利要求4所述的一种化学抛光液，其特征在于，按质量百分数配比，化学抛光液由以下物质组成：

6.一种玻璃抛光方法，该方法采用如权利要求1-5任一所述的化学抛光液进行抛光，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按配比称取所需要的各物质，先将氟化氢铵加适量的水溶解，再分别按量依次缓慢加入酸性缓蚀剂和氢氟酸，加入时搅拌，然后冷却至室温，再加湿润剂，最后加余量水定容，即获得化学抛光液；

S2：将化学抛光液温度调整到20℃～40℃，并保持，放入待抛光玻璃产品，并鼓泡，抛光时间为4min-12min；

S3：监测化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂浓度，降低后，往化学抛光液中缓慢加入氢氟酸和酸性缓蚀剂，以保持化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂浓度在一定范围内。

7.根据权利要求6所述的一种玻璃抛光方法，其特征在于，在步骤S2中，化学抛光液温度为25℃～30℃，抛光时间为4min-8min。

8.根据权利要求7所述的一种玻璃抛光方法，其特征在于，在步骤S2中，抛光液温度为25℃(室温)并保持，抛光时间为4min。

9.根据权利要求6所述的一种玻璃抛光方法，其特征在于，保持化学抛光液中氢氟酸和酸性缓蚀剂的浓度与初始质量百分数相比，差异≤1％。

10.权利要求1-5任一所述的化学抛光液在AG防眩玻璃蒙砂后抛光中的应用。

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