[发明专利]一种硅基A向蓝宝石抛光液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅基A向蓝宝石抛光液及其制备方法，包含如下质量份的原料组分：硅溶胶70‑90份、爆轰纳米金刚石分散液5‑25份、无机电解质溶液0.1‑2份、防结块剂溶液0.2‑3份、pH缓冲溶液0.5‑5份。该抛光液在A向蓝宝石抛光2小时时的平均抛光速率大于2.5μm/h，使用寿命高于7h，可解决目前国产A向蓝宝石抛光液存在抛光速率低、抛光使用寿命较短、辅材损耗快等缺陷。

技术领域

本发明属于A向蓝宝石抛光技术领域，涉及一种硅基A向蓝宝石抛光液及其制备方法。

背景技术

蓝宝石(α-Al₂O₃)具有优异的光学性能、力学性能和化学稳定性，除在LED领域有广泛运用外，现已越来越广泛应用于蓝宝石手表、高端手机屏幕、镜头保护片、指纹识别等消费类电子领域，对蓝宝石器件表面粗糙度、光亮度等指标的要求越来越严格，而影响蓝宝石器件表面质量的关键因素是抛光液的性能。

国内对C向蓝宝石抛光液研究较多，但对A向蓝宝石抛光液研究较少。A向蓝宝石比C向蓝宝石硬度更高，更难以抛光，目前国产A向蓝宝石抛光液存在抛光速率低、抛光使用寿命较短、辅材损耗快等缺陷。

中国专利CN104830234A、CN105385357A报道了一种A向蓝宝石抛光液的制备方法，在硅溶胶中加入分散剂/表面活性剂、氧化剂、络合剂、pH调节剂等活性成分，搅匀后即为A向蓝宝石抛光液成品，在A向蓝宝石抛光时切削速率为1.0-2.2μm/h；中国专利CN107189693A报道了一种A向蓝宝石化学机械抛光用抛光液的制备方法，在硅溶胶中加入分散剂、表面活性剂、消泡剂、pH调节剂等活性成分，搅匀后即为A向蓝宝石抛光液成品，在A向蓝宝石抛光时切削速率为1.12-2.19μm/h。上述专利在提高A向蓝宝石切削速率等方面取得了有益的结果，但均没报道抛光液的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种更高抛光速率、使用寿命长、分散稳定性好的硅基A向蓝宝石抛光液，以解决国产A向蓝宝石抛光液存在抛光速率低、抛光使用寿命较短、辅材损耗快等缺陷。

为解决上述缺陷，本发明所采取的技术方案是，一种硅基A向蓝宝石抛光液，包含如下质量份的组分：硅溶胶70-90份、爆轰纳米金刚石分散液5-25份、无机电解质溶液0.1-2份、防结块剂溶液0.2-3份、pH缓冲溶液0.5-5份。

进一步的，所述的硅溶胶为球形颗粒，粒径100-150nm、固含量35-55％的水基纳米二氧化硅分散液、pH值8.5-10.5。

进一步的，所述的爆轰纳米金刚石分散液为球形颗粒，粒径80-150nm、固含量8-12％、pH值9.0-10.5。

进一步的，所述的无机电解质溶液为六偏磷酸钠溶液、三聚磷酸钠溶液、焦磷酸钠溶液中的至少一种。

进一步的，所述的防结块剂溶液为乙二醇溶液、丙三醇溶液、二甘醇溶液中的至少一种。

进一步的，所述的pH缓冲溶液为单宁酸-NaOH溶液、扁桃酸-NaOH溶液、H酸-NaOH溶液中的至少一种。

本发明所采取的另一技术方案是，一种硅基A向蓝宝石抛光液的制备方法，包括下述步骤：

⑴将爆轰纳米金刚石灰粉加入到去离子水中，用乙醇胺调pH值9.0-10.5，配成15wt.％的悬浮液，该悬浮液分别进行超声波分散，设备频率19.5-20.5KHz，最大功率2400W，1h、4000rpm下离心分级30-45mins，上层料即为粒径80-150nm、固含量8-12％的爆轰纳米金刚石分散液；

⑵将无机电解质溶于去离子水中，搅拌溶解后配成20wt.％的无机电解质溶液；

⑶将防结块剂溶于去离子水中，搅拌溶解后配成50wt.％的防结块剂溶液；