一种氧化铈抛光液及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201510510778.1 | 申请日 | 2015-08-19 | 公开(公告)号 | CN105086836A | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
| 申请人 | 三峡大学; | 发明人 | 李永双; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 氧 化铈 抛光 液 。其主体成分及用量包括：黄原胶0.1-0.3份，三聚 磷酸 钠0.5-3份，二 甲苯 磺酸钠3-7份，EDTA-2Na0.1-0.3份，甘油3-7份，聚乙二醇400 2-5份， 硅 酸镁 铝 1-3份，硫脲0.1-0.5份，三 乙醇 胺1-5份，氧化铈抛光粉50-60份， 水 20-35份。本发明氧化铈抛光液，抛光速度快，抛光 精度 高，划伤减少，悬浮性能好。本发明抛光液具有较优的化学与物理性能，在工业制品抛光中获得了广泛的应用，在各种光学玻璃器件、电视机显像管、光学眼镜片、示波管、平板玻璃、 半导体 晶片 和金属精密制品等的抛光应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种氧化铈抛光液，其特征在于，其主体成分及用量包括：黄原胶0.1-0.3份，三聚磷酸钠0.5-3份，二甲苯磺酸钠3-7份，EDTA-2Na0.1-0.3份，甘油3-7份，聚乙二醇400 2-5份，硅酸镁铝1-3份，硫脲0.1-0.5份，三乙醇胺1-5份，氧化铈抛光粉50-60份，水20-35份。 |
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| 说明书全文 | 一种氧化铈抛光液及其制备方法技术领域[0002] 随着稀土工业的发展，稀土抛光粉很快在抛光精密光学仪器方面获得成功。由于稀土抛光粉具有抛光效率高、质量好、污染小等优点，迅速发展成为市场上最受欢迎的精密抛光材料。尤其以氧化铈抛光粉最为优越，由于铈系稀土抛光粉具有较优的化学与物理性能，所以在工业制品抛光中获得了广泛的应用，如在各种光学玻璃器件、电视机显像管、光学眼镜片、示波管、平板玻璃、半导体晶片和金属精密制品等的抛光。为了赋予抛光粉优越的性能，抛光粉在液体介质中的分散性能和悬浮稳定性能是十分重要的影响因素。 [0003] 目前市售的抛光液大多采用氧化钛，氧化铁，二氧化硅作为磨料，辅以其他分散助剂得到抛光液，该类抛光液抛光精度低，研磨速度慢，远远满足不了现有生产技术需求。也有少数厂家采用稀土氧化铈作为磨料制成抛光液，但由于分散悬浮性能不佳，离子较易团聚，导致工件划伤，同时由于悬浮清洗性能不好，抛光液磨料损耗快，容易粘附在工件及机台表面，使磨料沉底结块，研磨抛光效率降低。抛光后，工件表面残留抛光粉多，难以清洗，为后段正常生产带来困难。未能达到标准化、系列化，还不能完全满足各种工业领域的抛光要求。因此开发一款研磨抛光效率高，划伤少，分散悬浮稳定性好的氧化铈抛光液具有重要意义。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有抛光液的诸多弊端，提供一种研磨抛光效率高，划伤少，分散悬浮稳定性好的氧化铈抛光液。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0006] 一种氧化铈抛光液，其主体成分及用量包括：黄原胶0.1-0.3份，三聚磷酸钠0.5-3份，二甲苯磺酸钠3-7份，EDTA-2Na0.1-0.3份，甘油3-7份，聚乙二醇4002-5份，硅酸镁铝1-3份，硫脲0.1-0.5份，三乙醇胺1-5份，氧化铈抛光粉50-60份，水20-35份。 [0007] 本发明采用氧化铈作为抛光液磨料，其主要技术指标为：w(REO)＝90％，w(CeO2)＝80％～85％；，稀土回收率约95％，平均粒经D501.2-1.8μm，D902.6-2.8μm，D100≤3.2μm。该磨料粒度分布合理，抛光精度高及抛光速度快。晶型完好，耐磨性，流动性及悬浮性俱佳，适用于高速抛光。 [0008] 本发明为了实现抛光液长期的悬浮稳定性，采用黄原胶和硅酸镁铝协同配合来提高悬浮稳定性。黄原胶对不溶性固体具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒的形态，显示出很强的稳定作用和高悬浮能力。黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，但分子结构不变。而当剪切力消除时，则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。黄原胶假塑性非常突出，这种假塑性对稳定悬浮液极为有效。硅酸镁铝在水中可膨胀成胶态分散体具有独特的三维空间链式结构及特殊的针、棒状晶体结构，因而有不同寻常的胶体和吸附性能。以其优异的增稠性、悬浮性、胶体摇融性能。在水介质中形成“卡片宫”式的缔合网络结构，因此将二者结合使用，能够大大提高抛光液的悬浮稳定性，提高了抛光液的稀释比，即使原液稀释10倍以上，也能保持长时间的悬浮。 [0009] 本发明为了使磨料分散均匀，离子不团聚，不沉底结块。采用三聚磷酸钠和二甲苯磺酸钠作为分散剂，该分散剂分散效果佳，几乎无泡沫。能够使抛光液在使用过程中长时间分散稳定。机台在循环供液无泡沫外溢，供液系统稳定。 [0010] 本发明为了降低抛光液在使用过程中，机台上的金属铁屑对系统的污染，采用EDTA-2Na作为螯合剂。同时采用硫脲作为缓蚀剂，降低机台的腐蚀，以提高整个抛光过程的稳定性。 [0011] 本发明加入了甘油，对操作人员直接接触的部位有一定的防护作用，同时甘油的加入是悬浮剂黄原胶分散更加均匀，进一步提高了悬浮稳定性。聚乙二醇400的引入，配合甘油使用，在研磨抛光过程中起到了润滑作用，加快了抛光速度和精度，聚乙二醇400还有一定的清洗作用，有利于抛光后段的抛光粉清洗。 [0012] 本发明采用三乙醇胺作为增效剂及pH调节剂，能长时间保持系统微碱性，据研究表明，微碱性环境能够提高抛光粉的切削力，加快抛光速度。 [0013] 所述的抛光液的制备方法，包括如下步骤： [0014] 1)将黄原胶用甘油溶解分散，然后加入聚乙二醇400继续搅拌分散备用。 [0015] 2)用一半量水溶解三聚磷酸钠，二甲苯磺酸钠，EDTA-2Na，硫脲，得溶液备用。 [0016] 3)用另一半量水溶解分散硅酸镁铝，充分搅拌得到粘稠胶体。 [0017] 4)将上述步骤1)2)3)中的所有物料混合均匀，并加入氧化铈充分搅拌分散均匀。 [0018] 5)向步骤4)中加入三乙醇胺继续搅拌，得到均一的氧化铈悬浮抛光液。 [0019] 本发明为一种氧化铈抛光液，与现有市售抛光液相比具有如下显著优点： [0020] 1.悬浮分散性能佳，长期保持均一悬浮状态，磨料不团聚，不沉淀结底。 [0021] 2.抛光效率高，切削力强，表面划伤少，常规抛光机抛光10分钟就能减薄3μm以上。 [0022] 3.抛光液抛光后表面残留少，抛光粉易清洗。 [0023] 4.使用寿命长，稀释比例高，该抛光液用去离子水稀释10倍以上仍能保持原使用效果。 具体实施方式[0024] 实施例1 [0025] 黄原胶0.2份，三聚磷酸钠2份，二甲苯磺酸钠5份，EDTA-2Na0.2份，甘油4份，聚乙二醇4002份，硅酸镁铝2份，硫脲0.3份，三乙醇胺3份，氧化铈抛光粉55份，水26.3份。 [0026] 实施例2 [0027] 黄原胶0.1份，三聚磷酸钠3份，二甲苯磺酸钠4份，EDTA-2Na0.1份，甘油3份，聚乙二醇4003份，硅酸镁铝1.5份，硫脲0.1份，三乙醇胺2份，氧化铈抛光粉50份，水33.2份。 [0028] 实施例3 [0029] 黄原胶0.3份，三聚磷酸钠1份，二甲苯磺酸钠7份，EDTA-2Na0.2份，甘油7份，聚乙二醇4002份，硅酸镁铝1份，硫脲0.2份，三乙醇胺5份，氧化铈抛光粉51份，水25.3份。 [0030] 实施例4 [0031] 黄原胶0.2份，三聚磷酸钠0.5份，二甲苯磺酸钠6份，EDTA-2Na0.3份，甘油4份，聚乙二醇4003份，硅酸镁铝3份，硫脲0.2份，三乙醇胺3份，氧化铈抛光粉53份，水26.8份。 [0032] 实施例5 [0033] 黄原胶0.2份，三聚磷酸钠3份，二甲苯磺酸钠3份，EDTA-2Na0.2份，甘油5份，聚乙二醇4002份，硅酸镁铝1份，硫脲0.3份，三乙醇胺5份，氧化铈抛光粉60份，水20.3份。 [0034] 上述实施例的制备方法： [0035] 1)将黄原胶用甘油溶解分散，然后加入聚乙二醇400继续搅拌分散备用。 [0036] 2)用一半量水溶解三聚磷酸钠，二甲苯磺酸钠，EDTA-2Na，硫脲，得溶液备用。 [0037] 3)用另一半量水溶解分散硅酸镁铝，充分搅拌得到粘稠胶体。 [0038] 4)将上述步骤1)2)3)中的所有物料混合均匀，并加入氧化铈充分搅拌分散均匀。 [0039] 5)向步骤4)中加入三乙醇胺继续搅拌，得到均一的氧化铈悬浮抛光液。 [0040] 上述实施例的使用方法： [0041] 用量杯量取2体积份本发明氧化铈抛光液原液，用8-15体积份去离子水稀释本发明氧化铈抛光液，充分搅拌均匀，用比重计检测稀释液比重，达到核定指标后，加入到研磨抛光机中采用循环泵循坏供液使用。用比重计监控稀释液浓度，当浓度下降到一定指标或者明显感觉研磨抛光效率下降，向供液槽中补加少量原液，继续使用。 [0042] 为了验证本发明的使用效果，在双面研磨抛光机上对手机盖板玻璃进行效果验证，结果如下： [0043] [0044] 注：原液稳定性评级标准(54℃恒温箱热贮14天)： [0045] 甲级：均一稳定，底部无沉淀结块，上层无析水； |
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