一种具有光催化辅助功效的抛光液及其制备方法与流程

本发明属于抛光液，特别是一种具有光催化辅助功效的抛光液及其制备方法。

背景技术：

1、金刚石是由四个相邻的碳原子，通过共价键作用结合而成的面心立方晶体结构，其中共价键键长为0.15nm，夹角为109°28′，晶格常数为

2、由于拥有独特的结构，使得金刚石的硬度非常高，并且还具有低摩擦、高导热性、电子绝缘性和极强的化学惰性等多种特性。

3、金刚石是目前人类已知的自然界中最硬的物质，正是由于这些优异的性能，使得金刚石在机械工具加工、宝玉石加工、电子电器制造以及钻探开采等诸多领域被广泛应用，除此之外，其在电学、光学、声学、力学等多方面均具有独特的应用特性。

4、在化学机械抛光(cmp)技术中，抛光液直接关系到抛光效果的好坏，抛光液的性能会直接影响到工件抛光后的表面质量，通过将金刚石引入到抛光液中，能够改善抛光液的抛光效果，通常引入金刚石粉引入到抛光液中，其成本相对较高，而金刚石粉量太少，又会对于抛光液的抛光效率会降低，并且对于抛光质量同样会降低。

5、因此，需要对现有技术进行进一步的改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有光催化辅助功效的抛光液及其制备方法，以解决现有技术中的不足。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种具有光催化辅助功效的抛光液，按重量份计由以下成分制成：包覆二氧化铈复合物12-18份、金刚石微粉6-9份、表面活性剂1.0-1.5份、润滑剂0.2-0.3份、螯合剂0.1-0.4份、硬脂酸钠1.2-1.8份、分散剂3-4份、有机硅消泡剂0.3-0.6份、去离子水80-90份。

4、作为进一步的技术方案：所述包覆二氧化铈复合物制备方法为：

5、(1)首先，配制十六烷基三甲基溴化胺溶液，然后再将十六烷基三甲基溴化胺溶液添加到反应釜中；

6、(2)分别称取二氧化铈与纳米二氧化钛，然后再依次将二氧化铈、纳米二氧化钛添加到去离子水中，然后，进行超声分散处理10min，得到纳米分散液；

7、(3)在常温下，将步骤(2)制备得到的二氧化铈分散液滴加到步骤(1)中制备得到的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，边滴加边搅拌，得到第一混合液；

8、(4)对步骤(3)制备得到的第一混合液进行调节ph，具体调节ph至9.5，然后搅拌30min，得到碱性液；

9、(5)向上述得到的碱性液中添加一次四乙氧基硅烷，搅拌5-7小时，然后再进行二次添加四乙氧基硅烷，继续搅拌10-12小时，然后静置2小时，得到第二混合液；

10、其中碱性液与一次四乙氧基硅烷混合质量比为50:1；

11、碱性液与二次四乙氧基硅烷混合质量比为65:1；

12、(6)对步骤(5)得到的第二混合液进行旋蒸干燥处理，经过干燥后，得到干燥产物；

13、(7)对步骤(6)得到的干燥产物进行煅烧处理，得到包覆二氧化铈复合物；

14、所述包覆二氧化铈复合物平均粒径为1μm。

15、作为进一步的技术方案：步骤(1)中所述十六烷基三甲基溴化胺溶液配制的浓度为0.12-0.15mol/l。

16、作为进一步的技术方案：步骤(2)中纳米分散液中二氧化铈质量分数为0.2-0.5％；

17、纳米分散液中纳米二氧化钛质量分数为5-6％。

18、作为进一步的技术方案：步骤(3)中的二氧化铈分散液与十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为1:10-12；

19、其中，滴加速率为0.2ml/s；

20、搅拌转速为120r/min。

21、作为进一步的技术方案：步骤(4)中第一混合液调节ph采用氨水进行调节；

22、其中，氨水质量分数为15％。

23、作为进一步的技术方案：步骤(7)中煅烧的温度为440-460℃；

24、煅烧的时间为30min；

25、煅烧在空气气氛下进行。

26、作为进一步的技术方案：所述金刚石微粉的采用1μm金刚石微粉。

27、作为进一步的技术方案：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠；

28、所述润滑剂为乙二醇；

29、所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠；

30、所述分散剂为聚丙烯酸。

31、一种具有光催化辅助功效的抛光液的制备方法，包括以下步骤：

32、(1)按重量份称取各原料；

33、(2)将上述原料依次添加到混合机中进行混合均匀，即可；

34、其中混合在常温下进行；

35、混合的时间为40min，混合的转速为300r/min。

36、本发明通过引入包覆二氧化铈复合物能够有效的与金刚石微粉进行配合，提高抛光液的抛光质量，同时，还能够减少金刚石微粉的用量，降低了抛光液的成本。

37、本发明制备的包覆二氧化铈中含有的纳米二氧化钛，其在受到一定波长紫外光照射后，处于价带的电子就会被激发跃迁到导带上，同时在价带上产生带正电的空穴，空穴可以将吸附在二氧化钛颗粒表面的oh-和h2o进行氧化，生成具有强氧化性的羟基自由基·oh，通过生成的具有强氧化性的羟基自由基，能够对大多数有机物和无机物进行氧化反应。

38、在抛光液进行抛光处理时，同时，进行紫外线照射，通过包覆二氧化铈在紫外线催化条件下产生的具有强氧化性的空穴和羟基自由基·oh与待抛光的试样发生氧化还原反应，同时在金刚石微粉的机械作用下，同时进行化学反应与机械抛光，共同作用，能够获得表面粗糙度更低的光滑表面。

39、有益效果

40、本发明制备的一种具有光催化辅助功效的抛光液，具有较高的悬浮稳定性，抛光效率高，散热快，可适用于硬质合金、陶瓷、光学玻璃、宝石、集成电路等多种材料的抛光加工；本发明利用超紫外线进行光催化来进行辅助来提高抛光液中粒子的动能，通过机械作用与化学作用进行紧密的结合，从而显著的弥补了机械作用产生的较大尖凸出现，造成粗糙度增加的现象的发生，有效降低了机械作用产生的多种缺陷，大幅度的提高了表面抛光质量。

技术特征：

1.一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：包覆二氧化铈复合物12-18份、金刚石微粉6-9份、表面活性剂1.0-1.5份、润滑剂0.2-0.3份、螯合剂0.1-0.4份、硬脂酸钠1.2-1.8份、分散剂3-4份、有机硅消泡剂0.3-0.6份、去离子水80-90份。

2.根据权利要求1所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：所述包覆二氧化铈复合物制备方法为：

3.根据权利要求2所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：步骤(1)中所述十六烷基三甲基溴化胺溶液配制的浓度为0.12-0.15mol/l。

4.根据权利要求2所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：步骤(2)中纳米分散液中二氧化铈质量分数为0.2-0.5％；

5.根据权利要求2所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：步骤(3)中的二氧化铈分散液与十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为1:10-12；

6.根据权利要求2所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：步骤(4)中第一混合液调节ph采用氨水进行调节；

7.根据权利要求2所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：步骤(7)中煅烧的温度为440-460℃；

8.根据权利要求1所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：所述金刚石微粉的采用1μm金刚石微粉。

9.根据权利要求1所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠；

10.根据权利要求1或9任一项所述的一种具有光催化辅助功效的抛光液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种具有光催化辅助功效的抛光液及其制备方法；涉及抛光液技术领域，由以下成分制成：包覆二氧化铈复合物、金刚石微粉、表面活性剂、润滑剂、螯合剂、硬脂酸钠、分散剂、有机硅消泡剂、去离子水；本发明制备的一种具有光催化辅助功效的抛光液，具有较高的悬浮稳定性，抛光效率高，散热快，可适用于硬质合金、陶瓷、光学玻璃、宝石、集成电路等多种材料的抛光加工；本发明利用超紫外线进行光催化来进行辅助来提高抛光液中粒子的动能，通过机械作用与化学作用进行紧密的结合，从而显著的弥补了机械作用产生的较大尖凸出现，造成粗糙度增加的现象的发生，有效降低了机械作用产生的多种缺陷，大幅度的提高了表面抛光质量。

技术研发人员：黄永庆,曾皇铭,李柏林
受保护的技术使用者：深圳市朗纳研磨材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15