本發(fā)明涉及一種水基研磨液懸浮添加劑，屬于研磨拋光領域。

技術背景

隨著工業(yè)的發(fā)展，藍寶石行業(yè)對于研磨精度的要求越來越高。常規(guī)落后的研磨工藝及研磨添加劑已經(jīng)不能滿足市場需求，現(xiàn)有市場需求不僅要求研磨液可以長時間完全分散并懸浮研磨粉顆粒并且要長時間保持研磨液物理、化學性質(zhì)的穩(wěn)定。這對現(xiàn)有研磨液添加劑市場提出了新的挑戰(zhàn)。

目前市售的研磨液大多采用氧化鋁、氧化鈰、碳化硅、碳化硼、石榴石作為磨料，輔以其他油基分散助劑得到研磨液，該類研磨液拋光精度低，研磨速度慢，工件難以清洗，遠遠滿足不了現(xiàn)有生產(chǎn)技術需求。也有少數(shù)廠家采用水基研磨液，但由于分散懸浮性能不佳，離子較易團聚，導致工件劃傷，同時由于懸浮清洗性能不好，研磨液磨料損耗快，容易粘附在工件及機臺表面，使磨料沉底結塊，研磨拋光效率降低。研磨后，工件表面殘留磨料多，難以清洗，為后段正常生產(chǎn)帶來困難。未能達到標準化、系列化，還不能完全滿足各種工業(yè)領域的研磨要求。因此開發(fā)一款研磨效率高，劃傷少，分散懸浮穩(wěn)定性好的水基研磨液懸浮添加劑具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有研磨液的諸多弊端，提供一種研磨效率高，無劃傷，節(jié)省磨料，分散懸浮穩(wěn)定性好的水基研磨液懸浮添加劑。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種水基研磨液懸浮添加劑，主體成分及用量包括：懸浮穩(wěn)定劑sf-12-5份，保濕劑vk-n801-5份，三丙二醇甲醚5-10份，堿性電解水64-86份，聚磷酸銨5-10份，所述的三聚磷酸銨的聚合度為5-18。進一步優(yōu)選為主體成分及用量包括：懸浮穩(wěn)定劑sf-13份，保濕劑vk-n805份，三丙二醇甲醚8份，堿性電解水81份，聚磷酸銨8份，所述的三聚磷酸銨的聚合度為10。

該添加劑還包括三乙醇胺10-20份(進一步優(yōu)選為三乙醇胺15份)，即在原有的成分上添加三乙醇胺。

該添加劑還包括增稠劑acrysoltt-9351-4份，潤滑劑mpeg-6000.1-1份，消泡劑surfynoldf-750.05-1份，進一步優(yōu)選為該添加劑還包括增稠劑acrysoltt-9352份，潤滑劑mpeg-6000.5份，消泡劑surfynoldf-750.5份。一種水基研磨液懸浮添加劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將懸浮穩(wěn)定劑sf-1加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到透明凝膠待用；

2)將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨用堿性電解水溶解，得溶液備用；

3)在常溫下采用納米分散機邊加邊分散的形式將步驟1)所得物料緩慢加入到三丙二醇甲醚中，充分攪拌分散；

4)將上述步驟3)中的所得物料采用微波預熱至70-80℃，將步驟2)中的物料邊加邊攪緩慢加入到步驟3)中的物料中，得到透明凝膠狀水基研磨液懸浮添加劑。

所述的水基研磨液懸浮添加劑的制備方法，其特征在于：步驟2)還可加入三乙醇胺充分攪拌。

所述的水基研磨液懸浮添加劑的制備方法，其特征在于：步驟1)還可以為將懸浮穩(wěn)定劑sf-1、增稠劑acrysoltt-935加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到半透明凝膠待用；

所述的步驟2)還可以為將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨用堿性電解水溶解，經(jīng)添加潤滑劑mpeg-600，消泡劑surfynoldf-75后，充分攪拌得溶液備用。

上述的水基研磨液懸浮添加劑在藍寶石研磨上的應用，具體使用方法為，將得到的水基研磨液懸浮添加劑與氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化硼、天然或合成金剛石或石榴石中的一種或兩種進行混合，其中水基研磨液懸浮添加劑的添加量為5％，去離子水的添加量為80％，其余為氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化硼、天然或合成金剛石或石榴石中的一種或兩種。

本發(fā)明為了實現(xiàn)研磨液長期的懸浮穩(wěn)定性，采用懸浮穩(wěn)定劑sf-1、或懸浮穩(wěn)定劑sf-1和增稠劑acrysoltt-935通過堿性電解水溶脹后協(xié)同配合來提高

懸浮穩(wěn)定性。懸浮穩(wěn)定劑sf-1是陰離子輕度交聯(lián)的丙烯酸脂類共聚物，acrysoltt-935是疏水改性堿溶性乳液型增稠劑。因此將二者單獨或結合使用，能夠大大提高研磨液的懸浮穩(wěn)定性。

本發(fā)明為了使研磨液在研磨過程減少水分揮發(fā)，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用氨基酸類vk-n80作為保濕劑，該保濕劑吸濕、放濕平穩(wěn)，具有優(yōu)越的保濕性。

本發(fā)明采用全新的堿性電解水作為載體，該堿性電解水采用電解設備通入純水，經(jīng)過電解后，制得ph值13以上的堿性電解離子水。其主要成為h2o及大量oh^-離子，不含任何其他化工成分，并且離子團被細分化后，浸透性變良好，能迅速滲透到各界面，同時具有皂化、乳化分離，配料和使用過程中不需要額外添加乳化劑。且全程不產(chǎn)生泡沫，環(huán)保，無腐蝕性。即便ph值13的堿性電解離子水仍可以用人手攪拌或觸碰，對人體皮膚沒有任何傷害。后續(xù)工件清洗過程中漂洗用水少，由于成份本來就是水，相比傳統(tǒng)化工研磨液，僅須少量的純水就可以漂洗干凈。對研磨機臺防銹作用顯著，堿性電解水內(nèi)的oh^-離子可促進堿性皮膜的形成，可防止金屬機臺表面的酸化腐蝕。本發(fā)明中使用的是堿性電解水，可以替代潤滑劑及消泡劑的作用。

本發(fā)明開創(chuàng)性的添加了聚磷酸銨，意外的發(fā)現(xiàn)其在研磨液使用過程中能緩慢釋放磷酸和氨，能提高磨料的剛度，銳化了磨料刃口，延長了磨料的研磨壽命，加快了研磨速度。

本發(fā)明為一種水基研磨液懸浮添加劑，與現(xiàn)有市售懸浮添加劑相比具有如下顯著優(yōu)點：

1.懸浮分散性能佳，保持均一懸浮狀態(tài)，磨料不團聚，不沉淀結底。

2.沒有劃傷，減少磨料的浪費，提升研磨速率，易于研磨后清洗，不會對設備造成侵蝕。

具體實施方式

實施例1

懸浮穩(wěn)定劑sf-13份，保濕劑vk-n805份，三丙二醇甲醚8份，堿性電解水76份，聚磷酸銨8份，其中選用聚合度為10的聚磷酸銨。

上述實施例的制備方法：

1)將懸浮穩(wěn)定劑sf-1加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到透明凝膠待用；

2)將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨用堿性電解水溶解，得溶液備用；

3)在常溫下采用納米分散機邊加邊分散的形式將步驟1)所得物料緩慢加入到三丙二醇甲醚中，充分攪拌分散；

4)將上述步驟3)中的所得物料采用微波預熱至78℃，將步驟2)中的物料邊加邊攪緩慢加入到步驟3)中的物料中，得到透明凝膠狀水基研磨液懸浮添加劑。

實施例2

懸浮穩(wěn)定劑sf-15份，保濕劑vk-n801份，三丙二醇甲醚7份，堿性電解水66份，聚磷酸銨6份，三乙醇胺15份。其中選用聚合度為6的聚磷酸銨。

上述實施例的制備方法：

1)將懸浮穩(wěn)定劑sf-1加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到透明凝膠待用；

2)將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨、三乙醇胺用堿性電解水溶解，得溶液備用；

3)在常溫下采用納米分散機邊加邊分散的形式將步驟1)所得物料緩慢加入到三丙二醇甲醚中，充分攪拌分散；

4)將上述步驟3)中的所得物料采用微波預熱至75℃，將步驟2)中的物料邊加邊攪緩慢加入到步驟3)中的物料中，得到半透明凝膠狀水基研磨液懸浮添加劑。

實施例3

懸浮穩(wěn)定劑sf-12份，保濕劑vk-n804份，三丙二醇甲醚5份，堿性電解水81份，聚磷酸銨5份，增稠劑acrysoltt-9352份，潤滑劑mpeg-6000.5份，消泡劑surfynoldf-750.5份。其中選用聚合度為18的聚磷酸銨。

上述實施例的制備方法：

1)將懸浮穩(wěn)定劑sf-1、增稠劑acrysoltt-935加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到透明凝膠待用；

2)將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨、潤滑劑mpeg-600，消泡劑surfynoldf-75用堿性電解水溶解，得溶液備用；

3)在常溫下采用納米分散機邊加邊分散的形式將步驟1)所得物料緩慢加入到三丙二醇甲醚中，充分攪拌分散；

4)將上述步驟3)中的所得物料采用微波預熱至75℃，將步驟2)中的物料邊加邊攪緩慢加入到步驟3)中的物料中，得到半透明凝膠狀水基研磨液懸浮添加劑。

實施例4

懸浮穩(wěn)定劑sf-13份，保濕劑vk-n803份，三丙二醇甲醚5份，堿性電解水71份，聚磷酸銨6份，三乙醇胺10份，增稠劑acrysoltt-9351份，潤滑劑mpeg-6001份，消泡劑surfynoldf-751份。其中選用聚合度為15的聚磷酸銨。

1)將懸浮穩(wěn)定劑sf-1、增稠劑acrysoltt-935加入到堿性電解水中，用組織勻漿機在4000r/min轉(zhuǎn)速下充分攪拌溶脹，得到透明凝膠待用；

2)將保濕劑vk-n80、聚磷酸銨、三乙醇胺、潤滑劑mpeg-600，消泡劑surfynoldf-75用堿性電解水溶解，得溶液備用；

3)在常溫下采用納米分散機邊加邊分散的形式將步驟1)所得物料緩慢加入到三丙二醇甲醚中，充分攪拌分散；

4)將上述步驟3)中的所得物料采用微波預熱至80℃，將步驟2)中的物料邊加邊攪緩慢加入到步驟3)中的物料中，得到半透明凝膠狀水基研磨液懸浮添加劑。

上述實施例的使用方法：

按以下比例配置：去離子水：磨料：水基研磨液懸浮添加劑＝80％：15％：5％。

將磨料和去離子水混合并使攪拌器在1000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，使得研磨粉顆粒充分分散；添加水基研磨液懸浮添加劑，持續(xù)攪拌約10分鐘。得到懸浮穩(wěn)定的研磨液供研磨設備使用。

為了驗證本發(fā)明的使用效果，取上述實施例1制備的水基研磨液懸浮添加劑在藍寶石晶片上進行驗證。另取國外某公司(intersurfacedynamics,inc.)進口水基研磨液懸浮添加劑a和市售某品牌國產(chǎn)(北京國瑞升科技股份有限公司)水基研磨液懸浮添加劑b進行性能對比。

按重量份計，實施例1中水基研磨液懸浮添加劑5份，磨料碳化硼15份，去離子水80份，將磨料碳化硼和去離子水混合并使攪拌器在1000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5分鐘，使得研磨粉顆粒充分分散；添加本發(fā)明水基研磨液懸浮添加劑，持續(xù)攪拌約10分鐘。得到懸浮穩(wěn)定的藍寶石晶片研磨液。采用上述同樣的方法制備a和b的研磨液。對比如下：

表1研磨液特征參數(shù)對比

通過表1可知，本發(fā)明使用本發(fā)明水基研磨液懸浮添加劑制備的研磨液特征參數(shù)明顯優(yōu)于a和b。

將所制得樣品在將所制得樣品在日本speedfam創(chuàng)技16b雙面研磨機上研磨，研磨液供液采用蠕動泵循環(huán)供液。

研磨參數(shù)為：研磨盤的轉(zhuǎn)速為80r/min，研磨壓力為25kpa，加液速度為400ml/min，研磨時間為8min。研磨盤為鑄鐵盤，研磨晶片為藍寶石片。使用olympus公司cx21型光學顯微鏡，放大600倍對藍寶石基片表面劃痕進行檢測。去除速率檢測使用日本三豐by-4031c測厚儀。

通過驗證發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明自制的水基研磨液懸浮添加劑制備的研磨液，使用性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品，藍寶石表面去除率達到了2.2μm/min，拋光速度快，表面無劃痕，并且對設備機臺無腐蝕，后期工件易清洗。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。