一种可悬浮金刚石研磨液及其制备工艺的制作方法

1.本发明属于电子材料领域，进一步来说涉及金刚石研磨液领域，具体来说，涉及一种可悬浮金刚石研磨液及其制备工艺。


背景技术：

2.随着微电子技术、电子信息技术、国防工业、航空航天和机械制造及加工等高新技术的快速发展，越来越多的陶瓷材料应用于各种领域中。特别是在微波陶瓷方面，由于陶瓷表面要求很高，需要对陶瓷表面进行精细研磨处理，这会用到金刚石研磨液。
3.在对陶瓷基片进行表面处理时，现有金刚石研磨液技术是通过将纳米金刚石粉加入熔融状的动物油中搅拌均匀，得到金刚石液，然后将凡士林和表面改性剂加入到金刚石液中，搅拌混合后冷却到室温，获得相应的研磨膏/液。此种方式获得的研磨膏/液黏度高，不易滴落，材料成本高，金刚砂在溶剂中的分散效果差，产品研磨质量一致性差，合格率低，生产成本高。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中金刚砂在溶剂中的分散效果差，产品研磨质量一致性差，合格率低，生产成本高的问题。
6.本发明的技术方案构思是：对金刚砂进行改性润湿，使金刚砂出现亲水性质，采用水性溶剂，通过球磨混合工艺，使金刚砂均匀、稳定分散悬浮于水性溶剂中，提升金刚砂在溶剂中的分散效果，获得黏度低、悬浮效果好的研磨液。从而提高产品研磨质量的一致性，稳定研磨产品质量，提升合格率低，降低生产成本。
7.为此，本发明提供一种可悬浮金刚石研磨液，包括：金刚砂、去离子水、氧化铝球、分散剂、水溶性胶体。
8.所述金刚砂为润湿改性金刚砂，纯度≥99％。
9.所述去离子水的ph值为8～9。
10.所述氧化铝球为轻质氧化铝球，纯度≥99.4％。
11.所述分散剂为复合分散剂，包括d-134分散剂、d-540分散剂、paa分散剂，按一定的比例混合。所述金刚砂与复合分散剂按一定的比例混合。
12.所述水溶性胶体中pvb的含量为20％～25％。所述金刚砂与水溶性胶体按一定的比例混合。
13.所述一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，包括如下工艺模块：
14.(1)金刚砂的表面润湿改性
15.通过ph计，使用去离子水将冰醋酸的ph值调节到5～6，加入设定份量的有机硅双生表面活性剂、金刚砂(≥99％纯度)及ph为5的冰醋酸，在70℃～90℃的温度下进行搅拌，对金刚砂表面进行亲水润湿改性，搅拌完成后将金刚砂过滤烘干。
16.(2)金刚砂的球磨混合
17.通过ph计，使用na2hco3调配适量ph值为8～9的去离子水，使用轻质高纯氧化铝球(纯度≥99.4％)对金刚砂进行球磨混合，加入设定份量的金刚砂、轻质氧化铝球、ph为8～9的去离子水，然后进行球磨混合。
18.(3)复合分散剂的使用
19.复合分散剂包括d-134分散剂、d-540分散剂及paa分散剂，按一定的比例混合，在球磨混合时对金刚砂进行分散，复合分散剂的添加量为金刚砂份量的一定比例。
20.(4)水溶性胶体的添加
21.在金刚砂球磨后，加入水溶性胶体，胶体中pvb的含量为20％～25％，胶体的添加量为金刚砂份量的一定比例。加入后进行球磨，则可获得稳定可悬浮的金刚砂研磨液。
22.与现有技术相比，所述一种可悬浮金刚石研磨液，金刚砂均匀、稳定分散悬浮于水性溶剂中，黏度低、悬浮效果好。可有效提高产品研磨质量的一致性，稳定研磨产品质量，提升合格率低，降低生产成本。广泛应用于微波陶瓷的研磨工艺中。
附图说明
23.图1为可悬浮金刚石研磨液状态示意图。
具体实施方式
24.本发明技术方案的具体实施方式如下：
25.所述一种可悬浮金刚石研磨液，按重量比：
26.所述金刚砂为润湿改性金刚砂，纯度≥99％，份量为1份～2份。
27.所述去离子水的ph值为8～9，份量为30份～35份。
28.所述氧化铝球为轻质氧化铝球，纯度≥99.4％，份量为50份～60份。
29.所述分散剂为复合分散剂，组成为d-134分散剂3份～5份、d-540分散剂2份～3份、paa分散剂1份～2份。所述金刚砂与复合分散剂按100份～110份比1份～2份的比例混合。
30.所述水溶性胶体中pvb的含量为20％～25％。所述金刚砂与水溶性胶体按1份～2份比3份～5份的比例混合。
31.所述一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法：
32.(1)金刚砂的表面润湿改性
33.通过ph计，使用去离子水将冰醋酸的ph值调节到5～6，加入1份～2份有机硅双生表面活性剂sago-3650，25份～30份金刚砂(≥99％纯度，中原磨料模具有限责任公司)，125份～150份ph为5的冰醋酸(分析纯)，85℃～90℃的温度下搅拌4小时～6小时，对金刚砂表面进行亲水润湿改性，搅拌完成后将金刚砂过滤烘干。
34.(2)金刚砂的球磨混合
35.通过ph计，使用na2hco3(分析纯)调配适量ph值为8～9的去离子水，使用轻质高纯氧化铝球(纯度≥99.4％)对金刚砂进行球磨混合，加入金刚砂1份～2份，轻质氧化铝球50份～60份，ph为8的去离子水30份～35份，球磨混合4小时～6小时，球磨机转速为每分钟30转～35转。
36.(3)复合分散剂的使用
37.使用三种分散剂，在球磨混合时对金刚砂进行分散，复合分散剂的复合比例为d-134分散剂3份～5份、d-540分散剂2份～3份、paa分散剂1份～2份，分散剂的添加量为金刚砂100份～110份，复合分散剂1份～2份。
38.(4)水溶性胶体的添加
39.在金刚砂球磨4小时～6小时后，加入水溶性胶体，胶体中pvb的含量为20％～25％，胶体的添加量为金刚砂1份～2份，胶体3份～5份。加入后球磨6小时～8小时，球磨转速为每分钟30转～35转，球磨结束后出料，则可获得稳定可悬浮的金刚砂研磨液。
40.通过对金刚砂粉的表面润湿改性，使其具备良好的亲水性质，不易沉降，通过球磨工艺使其均匀分散于去离子水中，复合分散剂的使用使其zeta电位稳定，球磨后不易沉降，水溶性胶体在球磨后可使浆料长时间放置而不发生沉降。效果示意图如图1所示。
41.最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本发明包括但不限于以上实施例，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本发明要求的实施方案均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种可悬浮金刚石研磨液，其特征在于，包括：金刚砂、去离子水、氧化铝球、分散剂、水溶性胶体；所述金刚砂为润湿改性金刚砂，纯度≥99％；所述去离子水的ph值为8～9；所述氧化铝球为轻质氧化铝球，纯度≥99.4％；所述分散剂为复合分散剂，包括d-134分散剂、d-540分散剂、paa分散剂，按一定的比例混合；所述金刚砂与复合分散剂按一定的比例混合；所述水溶性胶体中pvb的含量为20％～25％，所述金刚砂与水溶性胶体按一定的比例混合。2.如权利要求1所述的一种可悬浮金刚石研磨液，其特征在于，按重量比：所述金刚砂的份量为1份～2份；所述去离子水的份量为30份～35份；所述氧化铝球的份量为50份～60份；所述复合分散剂的组成为d-134分散剂3份～5份、d-540分散剂2份～3份、paa分散剂1份～2份；所述金刚砂与复合分散剂按100份～110份比1份～2份的比例混合；所述金刚砂与水溶性胶体按1份～2份比3份～5份的比例混合。3.如权利要求1所述的一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，其特征在于，包括如下工艺模块：(1)金刚砂的表面润湿改性通过ph计，使用去离子水将冰醋酸的ph值调节到5～6，加入设定份量的有机硅双生表面活性剂、金刚砂及ph为5的冰醋酸，在70℃～90℃的温度下进行搅拌，对金刚砂表面进行亲水润湿改性，搅拌完成后将金刚砂过滤烘干；(2)金刚砂的球磨混合通过ph计，使用na2hco3调配适量ph值为8～9的去离子水，使用纯度≥99.4％的轻质氧化铝球对金刚砂进行球磨混合，加入设定份量的金刚砂、轻质氧化铝球、ph为8～9的去离子水，然后进行球磨混合；(3)复合分散剂的使用复合分散剂包括d-134分散剂、d-540分散剂及paa分散剂，按一定的比例混合，在球磨混合时对金刚砂进行分散，复合分散剂的添加量为金刚砂份量的一定比例；(4)水溶性胶体的添加在金刚砂球磨后，加入水溶性胶体，胶体中pvb的含量为20％～25％，胶体的添加量为金刚砂份量的一定比例；加入水溶性胶体后进行球磨，则可获得稳定可悬浮的金刚砂研磨液。4.如权利要求3所述的一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，其特征在于，所述具体工艺模块为：(1)金刚砂的表面润湿改性通过ph计，使用去离子水将冰醋酸的ph值调节到5～6，加入1份～2份有机硅双生表面活性剂，25份～30份金刚砂，125份～150份ph为5的冰醋酸，85℃～90℃的温度下搅拌4小时
～6小时，对金刚砂表面进行亲水润湿改性，搅拌完成后将金刚砂过滤烘干；(2)金刚砂的球磨混合通过ph计，使用na2hco3调配适量ph值为8～9的去离子水，使用轻质高纯氧化铝球对金刚砂进行球磨混合，加入金刚砂1份～2份，轻质氧化铝球50份～60份，ph为8的去离子水30份～35份，球磨混合4小时～6小时，球磨机转速为每分钟30转～35转；(3)复合分散剂的使用使用三种分散剂，在球磨混合时对金刚砂进行分散，复合分散剂的复合比例为d-134分散剂3份～5份、d-540分散剂2份～3份、paa分散剂1份～2份，分散剂的添加量为金刚砂100份～110份，复合分散剂1份～2份；(4)水溶性胶体的添加在金刚砂球磨4小时～6小时后，加入水溶性胶体，胶体的添加量为金刚砂1份～2份，胶体3份～5份；加入水溶性胶体后球磨6小时～8小时，球磨转速为每分钟30转～35转，球磨结束后出料，则可获得稳定可悬浮的金刚砂研磨液。5.如权利要求3所述的一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，其特征在于，所述有机硅双生表面活性剂为sago-3650。6.如权利要求3所述的一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，其特征在于，所述冰醋酸为分析纯。7.如权利要求3所述的一种可悬浮金刚石研磨液的制备方法，其特征在于，所述na2hco3为分析纯。

技术总结
一种可悬浮金刚石研磨液及其制备方法，属于电子材料领域。所述研磨液包括：金刚砂、去离子水、氧化铝球、分散剂、水溶性胶体。金刚砂为润湿改性金刚砂，去离子水的PH值为8～9，氧化铝球为轻质氧化铝球，分散剂为复合分散剂，包括D-134分散剂、D-540分散剂、PAA分散剂，按一定的比例混合，金刚砂与复合分散剂按一定的比例混合，水溶性胶体中PVB的含量为20％～25％，所述金刚砂与水溶性胶体按一定的比例混合。所述制备方法包括金刚砂的表面润湿改性、金刚砂的球磨混合、复合分散剂的使用、水溶性胶体的添加等工艺模块。解决了现有技术中金刚砂在溶剂中的分散效果差的问题。广泛应用于微波陶瓷的研磨工艺中。的研磨工艺中。的研磨工艺中。


技术研发人员：王星 龚漫莉 陈传庆 杨俊 胥越阳 韩玉成 刘婷
受保护的技术使用者：中国振华集团云科电子有限公司
技术研发日：2022.05.19
技术公布日：2022/7/1