[发明专利]纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液及其制备方法

说明书

本发明涉及纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液及其制备方法，抛光液包括以下组分及重量份含量：稀土氧化物抛光粉50‑70份，稳定剂0.5‑1份，分散剂0.5‑1份，光亮剂0.2‑1.5份，pH调节剂0.3‑1份，纳米金刚石凝聚物的悬浮液40‑60份以及去离子水20‑30份；其中，稀土氧化物抛光粉优选为采用机械化学反应法和溶胶‑凝胶法自制而成的平均粒径≤30nm的纳米球形氧化铈。与现有技术相比，本发明制备工艺步骤简单，可控性好，经济成本低，容易实现工业化，制得的抛光液适用于液晶导电玻璃、平面光学玻璃、光学球面、光学镜头玻璃、滤光片、滤波窗以及玻璃盘基片的精密研磨抛光，特别适用于软材质的球面玻璃的研磨抛光，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料化学制备技术领域，涉及一种纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液及其制备方法。

背景技术

众所周知，抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬等组份组成。铁红粉（氧化铁）是历史上最早使用的抛光材料，但它的抛光速度慢，而且铁锈色的污染也无法消除。随着稀土工业的发展，于20世纪30年代，首先在欧洲出现了用稀土氧化物作为抛光粉来抛光玻璃。稀土抛光粉具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点，与传统抛光粉--铁红粉相比，不污染环境，易于从沾着物上除去等优点。例如，采用氧化铈抛光粉抛光透镜，一分钟完成的工作量，如用氧化铁抛光粉则需要30～60分钟。因此，稀土抛光粉具有用量少、抛光速度快以及抛光效率高的优点，而且能改变抛光质量和操作环境。

目前，稀土抛光粉主要用富铈氧化物。氧化铈（CeO₂）作为抛光磨料粒子的使用性能不仅与其化学组成、纯度有关，而且与CeO₂的晶型及形貌、粒度分布、粒子大小等指标有关。尽管目前CeO₂的使用及制备技术有不少的报道，但普遍存在着颗粒团聚严重、粒度不均匀、性能不稳定等问题，从而影响CeO₂磨料的使用性能。在抛光过程中最有害的是个别过硬的粒子，其可以造成机械损伤，从而在抛光表面产生划痕，增加被抛工件表面的缺陷度和粗糙度，即使是软团聚的粒子也会影响被抛工件的表面质量。

纳米金刚石兼具金刚石和纳米颗粒的双重特性，具有超硬特性、高比表面积以及球形等特点，用这种金刚石粉制成的研磨液，可以抛光出光洁度极高的表。由于纳米金刚石的比表面积大、比表面能高，处于热力学不稳定状态，所以其在介质中分散稳定性差，容易发生团聚，使其在应用过程中受到严重制约。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分散性好，粒度均一性好，抛光速度快且精度高，易清洗，无污染无腐蚀的纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液。

本发明的另一个目的就是提供所述纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纳米金刚石凝聚物/稀土复合抛光液，包括以下组分及重量份含量：稀土氧化物抛光粉50-70份，稳定剂0.5-1份，分散剂0.5-1份，光亮剂0.2-1.5份，pH调节剂0.3-1份，纳米金刚石凝聚物的悬浮液40-60份以及去离子水20-30份。

所述的稀土氧化物抛光粉中，稀土氧化物为镧、铈、镨、钕或钐的氧化物中的一种或几种。

所述的稀土氧化物抛光粉为纳米球形氧化铈，该纳米球形氧化铈的纯度≥99.9%。

所述的纳米球形氧化铈的平均粒径≤30nm，为自制，制备方法具体包括以下步骤：

步骤（A）：按铈盐与柠檬酸的摩尔比为1:2-4，将铈盐与柠檬酸置于球磨罐中，加入无水乙醇，于室温下球磨3-5小时，制得凝胶；

步骤（B）：将球磨所得的凝胶置于干燥箱中，在75-85℃下干燥3-6小时，直至形成干凝胶；