一种蓝宝石抛光液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓝宝石抛光液，其原料包括：复合磨料、pH调节剂、分散剂、表面活性剂。其中复合磨料采用如下工艺制备：将磨料、硅溶胶、分散剂加入湿法球磨机中，调节pH值为2.5‑8.5，球磨制得预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为2‑7％的分散液，在室温下加入金属盐，升温至80‑100℃，搅拌0.5‑1h，再滴加硅酸粒径生长，调节pH值为8‑12，陈化制得预制料B；将预制料B经浓缩制得复合磨料。本发明专利技术抛光液对蓝宝石的抛光效率高，不产生划伤，制备工艺简便，成本较低。

A sapphire polishing solution and its preparation method

The invention discloses a sapphire polishing fluid, whose raw materials include compound abrasive, pH regulator, dispersant and surfactant. The composite abrasive is prepared by the following process: adding the abrasive, silica sol and dispersing agent into the wet ball mill, adjusting the pH value of 2.5 to 8.5, and making the preform A by ball milling, and dilute the preform A into the dispersions with the mass percentage of 2, 7%, add metal salt at room temperature, and heat up to 80 100 centigrade and stir 0.5 1H Prepared material B was prepared by adding silicic acid to grow, adjusting pH value to 8_12and aging, and compound abrasive was prepared by concentrating Prepared material B. The polishing liquid of the invention has high polishing efficiency for sapphire, no scratch, simple preparation process and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种蓝宝石抛光液及其制备方法
本专利技术涉及抛光液
，尤其涉及一种蓝宝石抛光液及其制备方法。
技术介绍
蓝宝石由于其高硬度、高耐腐蚀性被越来越广泛的应用于LED衬底、SOS和手机屏膜上。目前市场上采用氧化硅作为磨料实现蓝宝石全局平坦化，也有少数厂家采用高硬度的氧化铝作为磨料是实现快速平坦化。但这两种方法均有比较大的缺陷，氧化硅由于其较低的硬度，但却有与蓝宝石较强的反应性，所以抛光效率较为低下，一般C向蓝宝石用氧化硅抛光速率只能维持在5微米/小时的速率；氧化铝有较高的硬度，抛光速率能达到12微米/小时，但其很难分散成稳定的、高浓度的胶体体系，导致蓝宝石表面有划伤的存在。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种蓝宝石抛光液及其制备方法，抛光效率高，对蓝宝石不产生划伤，制备工艺简便，成本较低。本专利技术提出一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份包括：复合磨料100份，pH调节剂5-12份，分散剂0.01-1份，表面活性剂0.001-0.1份。优选地，复合磨料采用如下工艺制备：将磨料、硅溶胶、分散剂加入湿法球磨机中，调节pH值为2.5-8.5，球磨制得预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为2-7％的分散液，在室温下加入金属盐，升温至80-100℃，搅拌0.5-1h，再滴加硅酸粒径生长，调节pH值为8-12，陈化制得预制料B；将预制料B经浓缩制得复合磨料。优选地，磨料和硅溶胶中二氧化硅的质量比为1-2：2-1，优选为1：1。优选地，磨料为碳化硅、碳化硼、a-氧化铝中一种或几种，磨料的硬度不小于蓝宝石硬度，磨料的粒径为30-200nm，优选为50-150nm。优选地，硅溶胶的粒径为5-50nm，优选为10-30nm。优选地，球磨时间为1-3h。优选地，预制料A的质量百分比浓度为10-60％，优选为20-40％。优选地，金属盐为Ca、Mg或Al的水溶性盐，金属盐的添加量为100-10000ppm。优选地，硅酸的质量百分浓度为2-6％，硅酸的滴加速度为2.2-4.2ml/min，粒径生长10-20nm。优选地，陈化时间为1-2h。优选地，预制料的浓缩方法为加热蒸发法或超滤膜超滤浓缩法。优选地，复合磨料的质量百分浓度为10-60％，优选为20-40％。优选地，pH调节剂为酸性pH调节剂或碱性pH调节剂。优选地，分散剂为六偏磷酸纳、聚丙烯酸钠和柠檬酸钠其中的一种或多种，优选为六偏磷酸纳。优选地，表面活性剂是阴离子表面活性剂或者非离子表面活性剂，优选聚醚类表面活性剂。本专利技术还提出上述所述蓝宝石抛光液的制备方法，包括如下步骤：将分散剂、表面活性剂、pH调节剂依次加入复合磨料中，搅拌均匀制得蓝宝石抛光液。优选地，蓝宝石抛光液的pH值为9.5-11。本专利技术采用一种不低于蓝宝石硬度的磨料和硅溶胶复合，再经过硅酸的生长固化作用，制得硬度高、表面性质类似于硅溶胶的磨料，能够形成高浓度、抛光速率快且稳定的蓝宝石抛光液。通过本专利技术制备的抛光液相比将两种磨料直接混合的方式，有更加稳定的优势，固含量也可以做得更高而不产生沉淀；相比于单一的磨料，分散性更好，抛光速率结合两种磨料的优势，有硅溶胶的化学活性，亦有高硬度磨料的机械性能。本专利技术的制备工艺简便，适合于工业应用，实用价值高。本专利技术抛光液及其制备方式对于蓝宝石的晶向应用没有特别限制，尤其适合C向蓝宝石高速抛光。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份包括：复合磨料100份，氢氧化钠5份，聚丙烯酸钠0.01份，JFC表面活剂0.001份。复合磨料采用如下工艺制备：将2kg粒径为30nm的碳化硅、10kg质量百分浓度为40％的粒径为5nm的硅溶胶、15g聚丙烯酸钠加入湿法球磨机中，加入HCl调节pH值为2.5，球磨1h制得质量百分比浓度为50％预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为2％的分散液，在室温下加入0.01g硝酸钙，升温至80℃，搅拌0.5h，再以2.2ml/min的速度滴加质量百分浓度为2％硅酸粒径生长10nm，加入氢氧化钠调节pH值为8，陈化1h制得预制料B；将预制料B经浓缩制得质量百分浓度为10％复合磨料。上所述蓝宝石抛光液的制备方法，包括如下步骤：将聚丙烯酸钠、JFC表面活剂、氢氧化钠依次加入复合磨料中，搅拌均匀制得pH值为9.5的蓝宝石抛光液。实施例2一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份包括：复合磨料100份，氢氧化钾12份，六偏磷酸纳1份，MOA-9表面活性剂0.1份。复合磨料采用如下工艺制备：将2kg粒径为200nm的a-氧化铝、20kg质量百分浓度为5％的粒径为50nm的硅溶胶、25g六偏磷酸纳加入湿法球磨机中，加入HCl调节pH值为5.5，球磨3h制得质量百分比浓度为15％预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为7％的分散液，在室温下加入0.6g氯化镁，升温至100℃，搅拌1h，再以4.2ml/min的速度滴加质量百分浓度为6％硅酸粒径生长20nm，加入氢氧化钠调节pH值为12，陈化3h制得预制料B；将预制料B经浓缩制得质量百分浓度为60％复合磨料。上所述蓝宝石抛光液的制备方法，包括如下步骤：将六偏磷酸纳、MOA-9表面活性剂、氢氧化钾依次加入复合磨料中，搅拌均匀制得pH值为11的蓝宝石抛光液。实施例3一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份包括：复合磨料100份，氢氧化钠6份，柠檬酸钠0.1份，JFC表面活剂0.01份。复合磨料采用如下工艺制备：将2kg粒径为50nm的碳化硼、10kg质量百分浓度为20％的粒径为16nm的硅溶胶、20g柠檬酸钠加入湿法球磨机中，加入HCl调节pH值为4.5，球磨2h制得质量百分比浓度为33％预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为5％的分散液，在室温下加入质量百分浓度为0.3g氯化铝，升温至95℃，搅拌1h，再以3.0ml/min的速度滴加质量百分浓度为6％硅酸粒径生长12nm，加入氢氧化钠调节pH值为9，陈化1.5h制得预制料B；将预制料B经浓缩制得质量百分浓度为20％复合磨料。上所述蓝宝石抛光液的制备方法，包括如下步骤：将柠檬酸钠、JFC表面活剂、氢氧化钠依次加入复合磨料中，搅拌均匀制得pH值为10的蓝宝石抛光液。实施例4一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份包括：复合磨料100份，氢氧化钾10份，六偏磷酸纳0.5份，MOA-9表面活性剂0.08份。复合磨料采用如下工艺制备：将2kg粒径为30nm的a-氧化铝、10kg质量百分浓度为20％的粒径为16nm的硅溶胶、20g六偏磷酸纳加入湿法球磨机中，加入HCl调节pH值为4.5，球磨2h制得质量百分比浓度为32％预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为5％的分散液，在室温下加入0.3g氯化镁，升温至100℃，搅拌0.5h，再以3.2ml/min的速度滴加质量百分浓度为4％硅酸粒径生长16nm，加入氢氧化钠调节pH值为9.5，陈化1h制得预制料B；将预制料B经浓缩制得质量百分浓度为30％复合磨料。上所述蓝宝石抛光液的制备方法，包括如下步骤：将六偏磷酸纳、MOA-9表面活性剂、氢氧化钾依次加入复合磨料中，搅拌均匀制得pH值为10.5的蓝宝石抛光液。实施例5一种蓝宝石抛光液，其原料按重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝宝石抛光液，其特征在于，其原料按重量份包括：复合磨料100份，pH调节剂5‑12份，分散剂0.01‑1份，表面活性剂0.001‑0.1份。

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石抛光液，其特征在于，其原料按重量份包括：复合磨料100份，pH调节剂5-12份，分散剂0.01-1份，表面活性剂0.001-0.1份。2.根据权利要求1所述蓝宝石抛光液，其特征在于，复合磨料采用如下工艺制备：将磨料、硅溶胶、分散剂加入湿法球磨机中，调节pH值为2.5-8.5，球磨制得预制料A；将预制料A加水稀释为质量百分比浓度为2-7％的分散液，在室温下加入金属盐，升温至80-100℃，搅拌0.5-1h，再滴加硅酸粒径生长，调节pH值为8-12，陈化制得预制料B；将预制料B经浓缩制得复合磨料。3.根据权利要求2所述蓝宝石抛光液，其特征在于，磨料和硅溶胶中二氧化硅的质量比为1-2：2-1，优选为1：1。4.根据权利要求2或3所述蓝宝石抛光液，磨料为碳化硅、碳化硼、a-氧化铝中一种或几种，磨料的硬度不小于蓝宝石硬度，磨料的粒径为30-200nm，优选为50-150nm；优选地，硅溶胶的粒径为5-50nm，优选为10-30nm；优选地，球磨时间为1-3h；优选地，预制料A的质量百分比浓度为10-60％，优选为20-40％。5.根据权利要求2-4任一项所述蓝宝...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪海波，杨金，樊敏，王菲菲，鲁世斌，张忠祥，蒋先伟，
申请(专利权)人：合肥师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34