专利名称：锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制作方法
技术领域：
本发明涉及抛光液，尤其涉及一种锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛 光液。
背景技术：
在国外，主要是西方发达国家，锌和铬加工材应用比较广泛。锌和铬金 属材料具有一系列优越的机械性能、化学性能以及优良的工艺性能，道次加 工率可达60% 80%。中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延 长了模具寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接，表面可 进行电镀、涂漆处理，切削加工性能良好。锌板材还用作汽车喇叭的弹簧片， 因为它的自润滑性能够经受住弹簧片动作时的相互作用，又有抗大气腐蚀性， 还可以取代黄铜做一些日用小五金零件。
锌和铬材料在应用前要经过表面处理，提高表面质量。但是目前锌和铬 表面抛光的专用抛光液在抛光时，抛光速率不可控，并且产生酸雾，影响现 场工作人员的身体健康，而且表面质量不好，尤其是粗糙度常常达不要求的 标准。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种锌和 铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，能有效减少锌和铬抛光后的表面划 伤，降低锌和铬抛光后的表面粗糙度，能够满足各种场合的需要，而且抛光 速率可以控制，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，包括磨料i、磨料n、
表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；其特征在于各种组分所占的重量百
分比为磨料I为10%至40%，磨料II为5%至20%，表面活性剂为0. 01%至0. 6%， PH调节剂为P/。至6。/。，缓蚀剂为0.01%至5%，去离子水为余量；前述各组分 混合液的ra值为10至12。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述磨
料I是粒径为0至lOOnm的水溶性二氧化硅溶胶；所述磨料II是粒径为0至 200nm的气相二氧化硅粉末。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述磨
料I的粒径优选10至80nm;所述磨料II的粒径优选50至150nm。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述表
面活性剂为非离子型表面活性剂。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述非
离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧乙烯醚羧酸酯。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述ra
值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述无 机碱为氢氧化钾，氢氧化钠或过氧焦磷酸钠；所述有机碱为多羟多胺和胺中 的一种或它们的组合。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述多 羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺；所述胺为乙二胺， 二甲基乙酰胺，三甲基乙酰胺或四甲基氢氧化胺。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于所述的
缓蚀剂为苯骈三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)、甲基苯骈三氮唑(TTA)。 前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在 于，先将所需重量的磨料II均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环 境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨料II液体输入容器 罐中，与容器罐内的所需重量的磨料I进行混合并充分搅拌，混合均匀后将 抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛 光液。
前述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在 于所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0 MPa。
本发明用于锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的有益效果，，该抛 光液使用粒径较小的水溶性二氧化硅溶胶和粒径较大的气相二氧化硅粉末混 合作为磨料，既提高了磨料的分散性能，减少抛光后微晶玻璃表面划伤，而 且使抛光后的微晶玻璃表面的粗糙度降低；另外，可以大大提高抛光速率；
缓蚀剂的加入使抛光过程中的速率达到控制；再者，本发明的抛光液为碱性， 抛光过程中不产生酸雾，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。
具体实施例方式
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料I、磨料 II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为
磨料1为10%至40%，磨料II为5%至20%，表面活性剂为0.01%至0.6%， PH调节剂为l%。至6%，缓蚀剂为0.01%至5%，去离子水为余量；前述各组 分混合液的PH值为10至12。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其磨料I是粒径为 0~200nm的水溶性二氧化硅溶胶；磨料II是粒径为0至200nrn的气相二氧化 硅粉末；该磨料I的粒径优选10至80nm，本实施例选用粒径为10nm及30nm; 该磨料II的粒径优选50至150nm，.本实施例选用粒径为80nm及120nm。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其表面活性剂为非离 子型表面活性剂；该非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧 乙烯醚羧酸酯；本实施例选用聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(OJO)或 者聚合度为80的失水山梨醇聚氧乙烯醚酯(T-80)。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其PH值调节剂为无机 碱、有机碱或它们的组合；该无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠或过氧焦磷酸钠， 本实施例选用氢氧化钠；该有机碱为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合， 多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺，胺为乙二胺，二 甲基乙酰胺，三甲基乙酰胺或四甲基氢氧化胺，本发明实施例选用四甲基氢 氧化铵。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其缓蚀剂为苯骈三氮 唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)、甲基苯骈三氮唑(TTA)，本发明实施例选用 苯骈三氮唑(BTA)。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其是先将
所需重量的磨料n均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在 真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨料n液体输入容器罐中，与 容器罐内的所需重量的磨料i进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的 其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成为成品抛光液。 本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备中，千级净化室
的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa，本发明实施例采用-0.1MPa真空压力。
实施例1:
称取30克10nm水溶性二氧化硅溶胶，5克120nm气相二氧化硅粉末， 0.2克聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚，3克氢氧化钾，0.5克苯骈三氮唑(BTA) 和61克去离子水，备用。
先将5克气相二氧化硅粉末均匀溶解于61克的去离子水中，然后在千级 净化室的环境内，常温条件下，在0.1MPa真空负压动力下，通过质量流量计 将气相二氧化硅粉末水溶液输入容器罐中，与预先放置在容器罐中的水溶性 二氧化硅溶胶混合并充分搅拌，待混合均匀后将0.2克脂肪醇聚氧乙烯醚 (0-20)， 3克氢氧化钾和0.5克苯骈三氮唑(BTA)加入容器罐中并继续充分 搅拌，混合均匀即成为本发明的抛光液成品。
实验效果分析利用上述抛光液，与去离子水按1:20稀释，使用风雷 C6382I/JY型抛光机，在压力100g/cm2、抛光盘转速为50rpm、流量900ml/min 的条件下，对锌和铬盘片抛光8分钟，利用XRF1020厚度测试系统(MICRO PIONEER公司生产的XRF-2000H)测量抛光前后残存膜厚差，求得平均去除 速率为380nm/min，利用轮廓仪(Zego公司的Newview6000系列)在 550nmx410nm的面积内测得该锌和铬盘片表面粗糙度为0.4nm。
实施例2:
称取25克30nm水溶性二氧化硅溶胶，15克80nm气相二氧化硅粉末， 0.3克失水山梨醇聚氧乙烯醚酯(T-80) ， l克四甲基氢氧化铵，2.7克苯 骈三氮唑(BTA)和56克去离子水备用。
先将15克气相二氧化硅粉末均匀溶解于56克的去离子水中，然后在千 级净化室的环境内，常温条件下，在0.1Mpa真空负压动力下，通过质量流量 计将气相二氧化硅粉末水溶液输入容器罐中，与预先放置在容器罐中的25水 溶性二氧化硅溶胶混合并充分搅拌，待混合均匀后将0.3克失水山梨醇聚氧 乙烯醚酯(T-80) ， 1克四甲基氢氧化铵和2.7克苯骈三氮唑(BTA)加入 容器罐中并继续充分搅拌，混合均匀即成为本发明的抛光液成品。
实验效果分析利用上述抛光液，与去离子水按1:20稀释，使用风雷 C6382I/JY型抛光机，在压力100g/cm2、抛光盘转速为50rpm、流量900ml/min 的条件下，对锌和铬盘片抛光8分钟，利用XRF1020厚度测试系统(MICRO PIONEER公司生产的XRF-2000H)测量抛光前后残存膜厚差，求得平均去除
速率为410nm/min，利用轮廓仪(Zego公司的Newview6000系列)在 550nmx4l0nm的面积内测得该锌和铬盘片表面粗糙度为0.45nm。
本发明锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，选用的磨料I为粒径 较小的水溶性二氧化硅溶胶，其具有较好的分散性，粒度分布均匀，能够有 效减少锌和铬抛光后的表面划伤，同时降低锌和铬表面粗糙度；选用磨料II 为粒径较大的气相二氧化硅粉末，其能够有效提高抛光速率，提高生产效率; 选用的表面活性剂为非离子型表面活性剂，如脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚 氧乙烯醚羧酸酯，该非离子型表面活性剂的加入能够有效控制加工过程中 抛光的均匀性，减少表面缺陷，并提高抛光效率；该抛光液中加入PH值调节 剂能够保证抛光液的稳定性，减少对设备的腐蚀，也能起到提高抛光速率的 作用；缓蚀剂的加入能有效的控制抛光过程中的速率，根据要求调整工艺条 件得到不同的抛光速率。
因此本发明具有的优点在于以粒径较小的水溶性二氧化硅溶胶和粒径 较大的气相二氧化硅粉末混合作为磨料，既提高了磨料的分散性能，减少抛 光后锌和铬表面划伤，而且使抛光后的锌和铬表面的粗糙度降低；另外，可 以大大提高抛光速率；再者，本发明的抛光液为碱性，抛光过程中不产生酸 雾，有利于现场生产工人的身体健康，并且化学稳定性好，不腐蚀设备，使 用的安全性能理想。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，包括磨料I、磨料II、表面活性剂、PH调节剂以及去离子水；其特征在于各种组分所占的重量百分比为磨料I为10％至40％，磨料II为5％至20％，表面活性剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，，缓蚀剂为0.01％至5％，去离子水为余量。
2、 根据权利要求l所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述磨料I是粒径为5至100nm的水溶性二氧化硅溶胶；所述磨 料II是粒径为5至200nm的气相二氧化硅粉末。
3、 根据权利要求2所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述磨料I的粒径优选10至80mn;所述磨料II的粒径优选50至 150nm。
4、 根据权利要求l所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。
5、 根据权利要求4所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧乙 烯醚羧酸酯。
6、 根据权利要求l所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述ra值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合。
7、 根据权利要求6所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述无机碱为氢氧化钾，氢氧化钠或过氧焦磷酸钠；所述有机碱 为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合。
8、 根据权利要求7所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺； 所述胺为乙二胺，二甲基乙酰胺，三甲基乙酰胺或四甲基氢氧化胺。
9、 根据权利要求l所述的锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其 特征在于所述的缓蚀剂为苯骈三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)、甲基 苯骈三氮唑(TTA)。
10、 如权利要求1所述的锌和络加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于，先将所需重量的磨料n均匀溶解于去离子水中，然后 在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将溶解的磨 料n液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料I进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均 匀即制备成成品抛光液；所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105 至0 Mpa。
全文摘要
本发明提供一种锌和铬加工用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料I、磨料II、表面活性剂、pH调节剂、缓蚀剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为磨料I为10％至40％，磨料II为5％至20％，表面活性剂为0.01％至0.6％，pH调节剂为1％至6％，缓蚀剂为0.01％至5％，去离子水为余量；前述各组分混合液的pH值为10至12；可用于锌和铬材料的表面抛光加工中，有效减少抛光后的表面划伤，降低表面粗糙度，且抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。
文档编号C09G1/02GK101368069SQ20071002616
公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者仲跻和 申请人:江苏海迅实业集团股份有限公司