[发明专利]一种哑铃状二氧化硅磨粒的制备方法

说明书

一种哑铃状二氧化硅磨粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将阳离子交换树脂用去离子水清洗至中性，配制一定量的8wt.％的水玻璃溶液；将若干不同质量的Nasubgt;2/subgt;WOsubgt;4/subgt;·2Hsubgt;2/subgt;O溶于100克水，配制成若干不同浓度的钨酸钠溶液；将250克二氧化硅种子放入反应瓶，在300rpm的搅拌速度下加入750克去离子水，通过滴加3.0wt.％NaOH溶液调节pH在9～11，然后加热二氧化硅种子和NaOH的混合溶液至沸腾温度，钨酸钠溶液和活性硅酸溶液滴加完毕、反应结束后，停止加热、自然冷却至室温得到哑铃状氧化硅磨粒。本发明的哑铃状二氧化硅磨粒的制备方法与常规球形二氧化硅磨粒相比，对氧化锆陶瓷的材料去除率提高了39％，并可有效降低抛光后表面粗糙度。

技术领域

本发明涉及一种不规则形貌的纳米磨粒及其制备方法。特别是一种哑铃状二氧化硅磨粒，用于氧化锆陶瓷的抛光加工工艺过程中，属表面抛光加工技术领域。

背景技术

随着5G热潮来袭，手机需求量剧增，手机背板行业发生了巨大的改革，手机的塑料背板、金属背板正在被其他材料如玻璃、氧化锆陶瓷等替代。与其他材料相比，氧化锆陶瓷具有抗腐蚀，稳定性高；抗划伤，抗弯强度高；电学性能好，无电磁屏蔽可实现无线充电等特点被认为是最具有发展前景的手机背板材料之一，因此对氧化锆陶瓷表面加工提出了更高的要求，在不改变氧化锆表面化学性质的情况下改变它的表面形貌，从而获得超平滑表面。

目前，普遍采用化学机械抛光技术对氧化锆陶瓷表面进行抛光。在抛光过程的中研磨颗粒是关键因素之一，氧化硅纳米粒子因其硬度适中、优异的分散性和稳定性成为氧化锆陶瓷抛光最广泛应用的磨粒。但常规氧化硅磨粒多为球形，抛光效率较低，不能满足日益发展的工业需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有球形氧化硅磨粒抛光速率低的问题，提供一种阴离子诱导剂—钨酸盐合成哑铃状二氧化硅纳米磨粒的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的哑铃状二氧化硅磨粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：将阳离子交换树脂用去离子水清洗至中性，然后放入离子交换柱中待用，配制一定量的8wt.％的水玻璃溶液，并使所述水玻璃溶液通过所述离子交换柱中的阳离子交换树脂制备4000克2wt.％的活性硅酸溶液；

S02：将一定质量的Na₂WO₄·2H₂O溶于100克水，配制成相应浓度的钨酸钠溶液；

S03：将250克二氧化硅种子放入反应瓶，在300rpm的搅拌速度下加入750克去离子水，通过滴加3.0wt.％NaOH溶液调节pH在9～11，然后加热二氧化硅种子和NaOH的混合溶液至沸腾温度，在保持沸腾温度下，依次逐滴加入钨酸钠溶液和活性硅酸溶液，钨酸钠溶液和活性硅酸溶液滴加完毕、反应结束后，停止加热、自然冷却至室温得到哑铃状氧化硅磨粒。

本发明的哑铃状二氧化硅磨粒的制备方法还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的方法，其中所述步骤S02中Na₂WO₄·2H₂O的质量范围为0.54～1.26克。

前述的方法，其中所述哑铃状二氧化硅磨粒的钨酸钠含量在0.3～0.7wt.％之间。

前述的方法，其中所述步骤S03中二氧化硅种子为40wt.％浓度、粒径为40nm的硅溶胶。

前述的方法，其中所述步骤S03中沸腾温度为100℃。

前述的方法，其中所述步骤S03中钨酸钠溶液的滴加速度为每三秒一滴。

前述的方法，其中所述步骤S03中活性硅酸溶液的滴加速度为每秒三滴。