专利名称：纳米级抛光液及其制备方法
技术领域：
本发明属于研磨料技术领域，特别涉及纳米级抛光液的研制。
目前，计算机磁头抛光液大都使用颗粒尺寸在微米量级的固体粉作为磨料，将它们分散于石油蒸馏物中可用作磁头抛光液。国际上产品主要由美国Engis公司和日本Cosmos公司等厂家供应。但是，经这种抛光液抛光的计算机磁头表面在高倍显微镜下存在明显的划痕和镶嵌的颗粒，抛光后的表面粗糙度Ra为0.45-0.80nm。这种磁头表面镀类金刚石膜(DLC)后，抗腐蚀性能和力学性能差，严重影响了产品的使用寿命，很难提高产品的质量和档次。特别是随计算机硬磁盘密度的迅速提高，磁盘/磁头间隙已趋近于15纳米以下，磁头和磁盘的表面粗糙度、划痕、杂质颗粒等会对计算机磁盘造成致命危害。于是，现有的抛光液的性能已不适应于计算机磁盘的发展，并常影响工厂的正常生产。
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出了一种新型的纳米抛光液及其制备方法，可将产品的表面抛光质量提高到亚纳米量级，以适应于计算机磁头、光学器件和陶瓷等高精度表面研磨和抛光之用。
本发明提出的一种纳米抛光液，其特征在于，由纳米级金刚石粉、非离子型分散稳定剂、抗静电剂、净洗剂、和C9以下轻质白油或石油脑组成，各成分的重量配比(wt)为纳米级金刚石粉为0.05-2.0％；非离子型分散稳定剂为0.05-6.0％；抗静电剂0.05-5.0％；净洗剂0.05-5.0％；白油为82-99.8％。
所说的纳米级金刚石粉颗粒直径可为3-18nm。
所说的非离子型分散稳定剂可为脂肪醇聚氧乙烯醚，如壬基酚聚氧乙烯醚，聚氧乙烯十二醇醚-4；所说的抗静电剂可为N,N-乙撑双硬脂酰胺或壬基酚聚氧乙烯醚；所说的净洗剂可为脂肪酸醇酰胺，如椰子油酸二乙醇酰胺，油酸二乙醇酰胺。
本发明所说的纳米抛光液的制备工艺包括以下步骤(1)将纳米金刚石机械研磨成粉体，在105-110℃温度下烘干；(2)加入非离子型表面活性剂作为分散稳定剂，加热混合使粉体润湿；(3)加入白油或石油脑，抗静电剂，净洗剂，以及适量PH值调节剂，使抛光液的最终产品的PH值为6.5-8.5；(4)加热白油或石油脑并不断搅拌，保温数小时，再在超声条件下搅拌就将混合物分散成悬浮液，这种悬浮液即为纳米抛光液。
本发明的纳米抛光液用于现场磁头抛光，抛光后的磁头表面用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)检测，表面粗糙度仅为0.1-0.30nm，远小于使用原抛光液抛光磁头后的表面粗糙度(0.45-0.80nm)，抛光表面常见的划痕和镶嵌的颗粒消失，磁头表面质量明显提高，有利于磁头表面镀DLC膜，因此提高了计算机磁头的使用寿命，提高了产品的质量。本发明制备的纳米金刚石悬浮液是一种性能优良的磁头抛光材料。
用本发明的工艺同样可以制备其他纳米材料的抛光液，同时本发明的抛光液也可用于如硅片和石英的精抛光等其他抛光场合。
实施例一烘干纳米金刚石粉1克，非离子表面活性剂聚氧乙烯基醚1克，加热混合使粉体润湿，加入白油96.8克，加热白油至近沸，保温搅拌1小时，再依次加入0.2克聚氧乙烯辛基酚醚-10,1克聚氧乙烯壬基酚醚-9,PH值调节剂适量，使最终产品的PH值为6.5-8.5，加入的添加剂量使最终产物的阴离子Cl-和SO42-均小于1000ppb。最后超声分散混合物至均匀悬浮液即为纳米抛光液。用该抛光液研磨出来的计算机磁头的表面粗糙度Ra达到了0.2nm。
实施例二烘干纳米金刚石粉1克，1克壬基苯酚聚氧乙烯基醚-10，加热使粉体润湿，然后加入石油脑98.0克，加热石油脑至近沸，保温搅拌1小时，再加入PH值调节剂适量，使混合物的PH值呈中性，最后超声分散得到悬浮液，即制得了纳米抛光液。用该抛光液研磨出来的Al2O3试样表面粗糙度Ra达到了0.1nm。
权利要求
1.一种纳米抛光液，其特征在于，由纳米级金刚石粉、非离子型分散稳定剂、抗静电剂、净洗剂、和C9以下轻质白油或石脑油组成，各成分的重量配比(wt.)为纳米级金刚石粉为0.05-2.0％；非离子型分散稳定剂为0.05-6.0％；抗静电剂0.05-5.0％；净洗剂0.05-5.0％；白油为82-99.8％。
2.如权利要求1所述的纳米抛光液，其特征在于，所说的纳米级金刚石粉颗粒直径为3-18nm。
3.如权利要求1所述的纳米抛光液，其特征在于，所说的非离子型分散稳定剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
4.如权利要求1所述的纳米抛光液，其特征在于，所说的抗静电剂可为N,N-乙撑双硬脂酰胺或壬基酚聚氧乙烯醚。
5.如权利要求1所述的纳米抛光液，其特征在于，所说的净洗剂可为脂肪酸醇酰胺。
6.一种制备如权利要求1所述的纳米抛光液的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将纳米金刚石机械研磨成粉体，在105-110℃温度下烘干；(2)加入非离子型表面活性剂作为分散稳定剂，加热混合使粉体润湿；(3)加入白油或石脑油，抗静电剂，净洗剂，以及适量PH值调节剂，使抛光液的最终产品的PH值为6.5-8.5；(4)加热白油或石脑油并不断搅拌，保温数小时，再在超声条件下搅拌就将混合物分散成悬浮液，这种悬浮液即为纳米抛光液。
全文摘要
本发明属于研磨料技术领域,由纳米级金刚石粉、非离子型分散稳定剂、抗静电剂、净洗剂、和C9以下轻质白油或石脑油组成,其制备方法为将纳米金刚石机械研磨成粉体,烘干;加入分散稳定剂,加热混合使粉体润湿;加入白油或石脑油,抗静电剂,净洗剂,以及适量pH值调节剂,并不断搅拌,将混合物分散成悬浮液。本发明将产品的表面抛光质量提高到亚纳米量级,以适应于计算机磁头、光学器件和陶瓷等高精度表面研磨和抛光之用。
文档编号C09G1/02GK1304968SQ0013367
公开日2001年7月25日 申请日期2000年12月1日 优先权日2000年12月1日
发明者雒建斌, 胡志孟, 高峰, 路新春 申请人:清华大学