一种蓝宝石抛光液及其制备方法与流程

文档序号:15089158发布日期:2018-08-04 12:57阅读:893来源:国知局

本发明涉及抛光液技术领域,尤其涉及一种蓝宝石抛光液及其制备方法。



背景技术:

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。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。通过本发明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。本发明的制备工艺简便,适合于工业应用,实用价值高。本发明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发明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,其原料按重量份包括:复合磨料100份,氢氧化钾8份,六偏磷酸纳0.3份,jfc表面活性剂0.05份。

复合磨料采用如下工艺制备:将2kg粒径为80nm的碳化硅、10kg质量百分浓度为20%的粒径为16nm的硅溶胶、30g六偏磷酸纳加入湿法球磨机中,加入hcl调节ph值为3,球磨2h制得质量百分比浓度为30%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的氯化钙,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12nm,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、jfc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。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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