鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製作方法
2023-06-09 01:42:26 3
專利名稱：鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製作方法
技術領域：
本發明涉及拋光液，尤其涉及一種鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋 光液。
背景技術：
在國外，主要是西方發達國家，鋅和鉻加工材應用比較廣泛。鋅和鉻金 屬材料具有一系列優越的機械性能、化學性能以及優良的工藝性能，道次加 工率可達60% 80%。中壓性能優越，可進行深拉延，並具有自潤滑性，延 長了模具壽命，可用釺焊或電阻焊或電弧焊(需在氦氣中)進行焊接，表面可 進行電鍍、塗漆處理，切削加工性能良好。鋅板材還用作汽車喇叭的彈簧片， 因為它的自潤滑性能夠經受住彈簧片動作時的相互作用，又有抗大氣腐蝕性， 還可以取代黃銅做一些日用小五金零件。
鋅和鉻材料在應用前要經過表面處理，提高表面質量。但是目前鋅和鉻 表面拋光的專用拋光液在拋光時，拋光速率不可控，並且產生酸霧，影響現 場工作人員的身體健康，而且表面質量不好，尤其是粗糙度常常達不要求的 標準。
發明內容
本發明的主要目的在於克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種鋅和 鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，能有效減少鋅和鉻拋光後的表面劃 傷，降低鋅和鉻拋光後的表面粗糙度，能夠滿足各種場合的需要，而且拋光 速率可以控制，拋光液不腐蝕設備，使用的安全性能高。
本發明的目的是由以下技術方案實現的。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，包括磨料i、磨料n、
表面活性劑、PH調節劑以及去離子水；其特徵在於各種組分所佔的重量百
分比為磨料I為10%至40%，磨料II為5%至20%，表面活性劑為0. 01%至0. 6%， PH調節劑為P/。至6。/。，緩蝕劑為0.01%至5%，去離子水為餘量；前述各組分 混合液的ra值為10至12。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述磨
料I是粒徑為0至lOOnm的水溶性二氧化矽溶膠；所述磨料II是粒徑為0至 200nm的氣相二氧化矽粉末。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述磨
料I的粒徑優選10至80nm;所述磨料II的粒徑優選50至150nm。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述表
面活性劑為非離子型表面活性劑。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述非
離子型表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧乙烯醚羧酸酯。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述ra
值調節劑為無機鹼、有機鹼或它們的組合。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述無 機鹼為氫氧化鉀，氫氧化鈉或過氧焦磷酸鈉；所述有機鹼為多羥多胺和胺中 的一種或它們的組合。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述多 羥多胺為三乙醇胺、四羥基乙二胺或六羥基丙基丙二胺；所述胺為乙二胺， 二甲基乙醯胺，三甲基乙醯胺或四甲基氫氧化胺。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其特徵在於所述的
緩蝕劑為苯駢三氮唑(BTA)、巰基苯駢噻唑(MBT)、甲基苯駢三氮唑(TTA)。 前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製備方法，其特徵在 於，先將所需重量的磨料II均勻溶解於去離子水中，然後在千級淨化室的環 境內，在真空負壓的動力下，通過質量流量計將溶解的磨料II液體輸入容器 罐中，與容器罐內的所需重量的磨料I進行混合併充分攪拌，混合均勻後將 拋光液的其餘組分加入容器罐內再繼續充分攪拌，混合均勻即製備成成品拋 光液。
前述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製備方法，其特徵在 於所述千級淨化室的環境溫度為常溫；真空壓力為-105至0 MPa。
本發明用於鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的有益效果，，該拋 光液使用粒徑較小的水溶性二氧化矽溶膠和粒徑較大的氣相二氧化矽粉末混 合作為磨料，既提高了磨料的分散性能，減少拋光後微晶玻璃表面劃傷，而 且使拋光後的微晶玻璃表面的粗糙度降低；另外，可以大大提高拋光速率；
緩蝕劑的加入使拋光過程中的速率達到控制；再者，本發明的拋光液為鹼性， 拋光過程中不產生酸霧，化學穩定性好，不腐蝕設備，使用的安全性能理想。
具體實施例方式
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其包括磨料I、磨料 II、表面活性劑、PH調節劑以及去離子水；各種組分所佔的重量百分比為
磨料1為10%至40%，磨料II為5%至20%，表面活性劑為0.01%至0.6%， PH調節劑為l%。至6%，緩蝕劑為0.01%至5%，去離子水為餘量；前述各組 分混合液的PH值為10至12。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其磨料I是粒徑為 0~200nm的水溶性二氧化矽溶膠；磨料II是粒徑為0至200nrn的氣相二氧化 矽粉末；該磨料I的粒徑優選10至80nm，本實施例選用粒徑為10nm及30nm; 該磨料II的粒徑優選50至150nm，.本實施例選用粒徑為80nm及120nm。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其表面活性劑為非離 子型表面活性劑；該非離子型表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧 乙烯醚羧酸酯；本實施例選用聚合度為20的脂肪醇聚氧乙烯醚(OJO)或 者聚合度為80的失水山梨醇聚氧乙烯醚酯(T-80)。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其PH值調節劑為無機 鹼、有機鹼或它們的組合；該無機鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉或過氧焦磷酸鈉， 本實施例選用氫氧化鈉；該有機鹼為多羥多胺和胺中的一種或它們的組合， 多羥多胺為三乙醇胺、四羥基乙二胺或六羥基丙基丙二胺，胺為乙二胺，二 甲基乙醯胺，三甲基乙醯胺或四甲基氫氧化胺，本發明實施例選用四甲基氫 氧化銨。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其緩蝕劑為苯駢三氮 唑(BTA)、巰基苯駢噻唑(MBT)、甲基苯駢三氮唑(TTA)，本發明實施例選用 苯駢三氮唑(BTA)。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製備方法，其是先將
所需重量的磨料n均勻溶解於去離子水中，然後在千級淨化室的環境內，在 真空負壓的動力下，通過質量流量計將溶解的磨料n液體輸入容器罐中，與 容器罐內的所需重量的磨料i進行混合併充分攪拌，混合均勻後將拋光液的 其餘組分加入容器罐內再繼續充分攪拌，混合均勻即製備成為成品拋光液。 本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製備中，千級淨化室
的環境溫度為常溫；真空壓力為-105至0Mpa，本發明實施例採用-0.1MPa真空壓力。
實施例1:
稱取30克10nm水溶性二氧化矽溶膠，5克120nm氣相二氧化矽粉末， 0.2克聚合度為20的脂肪醇聚氧乙烯醚，3克氫氧化鉀，0.5克苯駢三氮唑(BTA) 和61克去離子水，備用。
先將5克氣相二氧化矽粉末均勻溶解於61克的去離子水中，然後在千級 淨化室的環境內，常溫條件下，在0.1MPa真空負壓動力下，通過質量流量計 將氣相二氧化矽粉末水溶液輸入容器罐中，與預先放置在容器罐中的水溶性 二氧化矽溶膠混合併充分攪拌，待混合均勻後將0.2克脂肪醇聚氧乙烯醚 (0-20)， 3克氫氧化鉀和0.5克苯駢三氮唑(BTA)加入容器罐中並繼續充分 攪拌，混合均勻即成為本發明的拋光液成品。
實驗效果分析利用上述拋光液，與去離子水按1:20稀釋，使用風雷 C6382I/JY型拋光機，在壓力100g/cm2、拋光碟轉速為50rpm、流量900ml/min 的條件下，對鋅和鉻碟片拋光8分鐘，利用XRF1020厚度測試系統(MICRO PIONEER公司生產的XRF-2000H)測量拋光前後殘存膜厚差，求得平均去除 速率為380nm/min，利用輪廓儀(Zego公司的Newview6000系列)在 550nmx410nm的面積內測得該鋅和鉻碟片表面粗糙度為0.4nm。
實施例2:
稱取25克30nm水溶性二氧化矽溶膠，15克80nm氣相二氧化矽粉末， 0.3克失水山梨醇聚氧乙烯醚酯(T-80) ， l克四甲基氫氧化銨，2.7克苯 駢三氮唑(BTA)和56克去離子水備用。
先將15克氣相二氧化矽粉末均勻溶解於56克的去離子水中，然後在千 級淨化室的環境內，常溫條件下，在0.1Mpa真空負壓動力下，通過質量流量 計將氣相二氧化矽粉末水溶液輸入容器罐中，與預先放置在容器罐中的25水 溶性二氧化矽溶膠混合併充分攪拌，待混合均勻後將0.3克失水山梨醇聚氧 乙烯醚酯(T-80) ， 1克四甲基氫氧化銨和2.7克苯駢三氮唑(BTA)加入 容器罐中並繼續充分攪拌，混合均勻即成為本發明的拋光液成品。
實驗效果分析利用上述拋光液，與去離子水按1:20稀釋，使用風雷 C6382I/JY型拋光機，在壓力100g/cm2、拋光碟轉速為50rpm、流量900ml/min 的條件下，對鋅和鉻碟片拋光8分鐘，利用XRF1020厚度測試系統(MICRO PIONEER公司生產的XRF-2000H)測量拋光前後殘存膜厚差，求得平均去除
速率為410nm/min，利用輪廓儀(Zego公司的Newview6000系列)在 550nmx4l0nm的面積內測得該鋅和鉻碟片表面粗糙度為0.45nm。
本發明鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，選用的磨料I為粒徑 較小的水溶性二氧化矽溶膠，其具有較好的分散性，粒度分布均勻，能夠有 效減少鋅和鉻拋光後的表面劃傷，同時降低鋅和鉻表面粗糙度；選用磨料II 為粒徑較大的氣相二氧化矽粉末，其能夠有效提高拋光速率，提高生產效率; 選用的表面活性劑為非離子型表面活性劑，如脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚 氧乙烯醚羧酸酯，該非離子型表面活性劑的加入能夠有效控制加工過程中 拋光的均勻性，減少表面缺陷，並提高拋光效率；該拋光液中加入PH值調節 劑能夠保證拋光液的穩定性，減少對設備的腐蝕，也能起到提高拋光速率的 作用；緩蝕劑的加入能有效的控制拋光過程中的速率，根據要求調整工藝條 件得到不同的拋光速率。
因此本發明具有的優點在於以粒徑較小的水溶性二氧化矽溶膠和粒徑 較大的氣相二氧化矽粉末混合作為磨料，既提高了磨料的分散性能，減少拋 光後鋅和鉻表面劃傷，而且使拋光後的鋅和鉻表面的粗糙度降低；另外，可 以大大提高拋光速率；再者，本發明的拋光液為鹼性，拋光過程中不產生酸 霧，有利於現場生產工人的身體健康，並且化學穩定性好，不腐蝕設備，使 用的安全性能理想。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上 的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等 同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，包括磨料I、磨料II、表面活性劑、PH調節劑以及去離子水；其特徵在於各種組分所佔的重量百分比為磨料I為10％至40％，磨料II為5％至20％，表面活性劑為0.01％至0.6％，PH調節劑為1％至6％，，緩蝕劑為0.01％至5％，去離子水為餘量。
2、 根據權利要求l所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述磨料I是粒徑為5至100nm的水溶性二氧化矽溶膠；所述磨 料II是粒徑為5至200nm的氣相二氧化矽粉末。
3、 根據權利要求2所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述磨料I的粒徑優選10至80mn;所述磨料II的粒徑優選50至 150nm。
4、 根據權利要求l所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述表面活性劑為非離子型表面活性劑。
5、 根據權利要求4所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述非離子型表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或多元醇聚氧乙 烯醚羧酸酯。
6、 根據權利要求l所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述ra值調節劑為無機鹼、有機鹼或它們的組合。
7、 根據權利要求6所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述無機鹼為氫氧化鉀，氫氧化鈉或過氧焦磷酸鈉；所述有機鹼 為多羥多胺和胺中的一種或它們的組合。
8、 根據權利要求7所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述多羥多胺為三乙醇胺、四羥基乙二胺或六羥基丙基丙二胺； 所述胺為乙二胺，二甲基乙醯胺，三甲基乙醯胺或四甲基氫氧化胺。
9、 根據權利要求l所述的鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其 特徵在於所述的緩蝕劑為苯駢三氮唑(BTA)、巰基苯駢噻唑(MBT)、甲基 苯駢三氮唑(TTA)。
10、 如權利要求1所述的鋅和絡加工用的納米二氧化矽磨料拋光液的製備方法，其特徵在於，先將所需重量的磨料n均勻溶解於去離子水中，然後 在千級淨化室的環境內，在真空負壓的動力下，通過質量流量計將溶解的磨 料n液體輸入容器罐中，與容器罐內的所需重量的磨料I進行混合併充分攪拌，混合均勻後將拋光液的其餘組分加入容器罐內再繼續充分攪拌，混合均 勻即製備成成品拋光液；所述千級淨化室的環境溫度為常溫；真空壓力為-105 至0 Mpa。
全文摘要
本發明提供一種鋅和鉻加工用的納米二氧化矽磨料拋光液，其包括磨料I、磨料II、表面活性劑、pH調節劑、緩蝕劑以及去離子水；各種組分所佔的重量百分比為磨料I為10％至40％，磨料II為5％至20％，表面活性劑為0.01％至0.6％，pH調節劑為1％至6％，緩蝕劑為0.01％至5％，去離子水為餘量；前述各組分混合液的pH值為10至12；可用於鋅和鉻材料的表面拋光加工中，有效減少拋光後的表面劃傷，降低表面粗糙度，且拋光速率快，拋光液不腐蝕設備，使用的安全性能高。
文檔編號C09G1/02GK101368069SQ20071002616
公開日2009年2月18日 申請日期2007年8月16日 優先權日2007年8月16日
發明者仲躋和 申請人:江蘇海迅實業集團股份有限公司