藍寶石粗磨用研磨助劑、研磨液及它們的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種研磨助劑和研磨液，特別地涉及一種藍寶石粗磨用的研磨助劑和 研磨液及其它們的制備方法。
【背景技術】
[0002] 藍寶石擁有極高的硬度、強度和透光性，其在手機平面窗口面板方面具有極大的 應用潛力。
[0003] -般來說藍寶石平面的加工工藝包含粗磨、精磨和拋光，其中，藍寶石晶棒切割下 來的第一道工序就是雙面粗磨，也是至關重要的一步，雙面研磨的表面粗糙度、厚度及TTV 等直接影響后續的加工質量。藍寶石的粗磨液有油性的和水性的，一般的，水性研磨液相對 于油性研磨液研磨速率高，但潤滑性差，容易在藍寶石襯底片表面產生大劃傷，增加了后道 工序的研磨難度，同時，水性研磨液在研磨過程中散熱性差，容易在藍寶石襯底片內產生熱 應力裂紋，導致破片;而油性研磨液的研磨速率低，磨粒懸浮性差，從而導致研磨時藍寶石 襯底片表面產生劃傷，及研磨液無法循環重復使用。同時，油性研磨液不易于清洗，容易污 染環境。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明提供一種用于藍寶石粗磨的研磨助劑和研磨液，研磨助劑用于 制備研磨液，本發明的研磨液是水溶性的，兼具油性研磨液和水性研磨液的優勢。本發明的 研磨助劑對磨粒分散性好，長時間放置不易沉淀;本發明的研磨液潤滑性能好，研磨后藍寶 石襯底片表面大劃傷大大降低；同時，研磨液中加入了填料，在用于藍寶石的雙面粗磨時， 增大了研磨助劑的潤滑性，同時能有效降低研磨過程中的溫度，保護了藍寶石襯底材料表 面，不易產生熱應力裂紋，降低了破片率，提高了被研磨材料的研磨良率;另外，本發明的研 磨液循環使用次數大大增加，研磨速率比傳統水性研磨液提高1-2倍。
[0005] 本發明的第一個目的是針對現有藍寶石粗磨用研磨助劑的不足，提供一種藍寶石 粗磨用研磨助劑，所述研磨助劑是由組分A和組分B以質量比3:1-5:1組成;其中， 組分A由如下重量份的組分制得:小分子醇5-10份、有機分散劑10-15份、填料1 -2份； 組分B由如下重量份的組分制得:小分子醇10-30份、懸浮劑10-20份、消泡劑5-10份、防 銹劑10-15份。
[0006] 本發明采用水溶性的有機分散劑、消泡劑、懸浮劑和防銹劑作為添加助劑，增大了 研磨助劑的潤滑性、分散性能及對磨粒的懸浮性，同時，研磨助劑中加入了填料，各組分的 協同增效作用，使得本發明的研磨助劑在用于研磨時能夠有效地降溫、潤滑;用所述研磨助 劑制備的研磨液，使磨粒在研磨助劑中充分發揮作用，增大了研磨速率和研磨液的循環使 用壽命。本發明的研磨助劑在使用時，將組分A和組分B以適當比例混合，所述研磨助劑呈弱 堿性，有利于研磨過程中增大研磨速率。
[0007] 優選地，本發明所述小分子醇為乙醇、乙二醇、丙三醇、1，4丁二醇中的一種或幾 種。
[0008] 優選地，所述有機分散劑為聚乙二醇、聚丙烯酸、聚馬來酸、聚氨基酸、磷酸基羧酸 中的一種或幾種，所述分散劑具有良好的觸變性、懸浮穩定性、潤滑性，阻止磨粒沉降。
[0009] 優選地，所述填料為硬脂酸鋅和/或硬脂酸鎂，更優選地，所述填料為硬脂酸鋅和 硬脂酸鎂的混合物，最優選地，所述硬脂酸鋅和硬脂酸鎂的質量比為1:1。
[0010] 優選地，所述消泡劑為吐溫20、吐溫40、有機硅中的一種或幾種。
[0011] 優選地，所述懸浮劑選自黃原膠和/或氣相二氧化硅，更優選地，所述懸浮劑選自 黃原膠和氣相二氧化硅的混合物，最優選地，所述黃原膠和氣相二氧化硅的質量比為1:1。
[0012] 優選地，所述防銹劑為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、氫氧化鈉、氨水 中的一種或幾種。
[0013] 作為本發明較佳的技術方案，一種藍寶石粗磨用研磨助劑，所述研磨助劑由組分A 和組分B以質量比4:1組成;其中， 組分A由如下重量份的組分制得:小分子醇5-10份、有機分散劑10-15份、填料1 -2份； 組分B由如下重量份的組分制得:小分子醇10-30份、懸浮劑10-20份、消泡劑5-10份、防 銹劑10-15份。
[0014] 作為本發明最佳的技術方案，一種藍寶石粗磨用研磨助劑，所述研磨助劑由組分A 和組分B以質量比4:1組成;其中， 組分A由如下重量份的組分制得：乙醇9份、聚馬來酸15份、硬脂酸鋅0.5份，硬脂酸鎂 0.5 份； 組分B由如下重量份的組分制得：乙二醇30份，黃原膠7份，氣相二氧化硅7份，吐溫20 6份，三乙醇胺10份，氫氧化鈉5份。
[0015] 采用最佳方案制備的研磨助劑，對磨粒的分散懸浮性能最佳，潤滑性最好；向研磨 助劑中加入適當的磨粒后，研磨藍寶石襯底片表面的大劃傷大大降低；同時，研磨助劑中包 含有1:1的硬脂酸鋅和硬脂酸鎂，大大降低了破片率，提高了被研磨材料的研磨良率;另外， 研磨液循環使用次數大大增加，且研磨速率比傳統水性研磨液提高1-2倍。
[0016] 本發明第二個目的是提供上述任何一種研磨助劑的制備方法，所述制備方法包括 如下步驟： (1) 組分六的制備： ① 將小分子醇和填料按比例加入反應釜中，在50_60°C溫度下攪拌0.5-lh; ② 將有機分散劑加入上述反應釜中，室溫條件下攪拌0.5-lh，脫泡、出料，封裝； (2) 組分B的制備： 將懸浮劑按比例加入球磨機中，然后按比例加入小分子醇、消泡劑、防銹劑，球磨攪拌 0.5-lh，混合均勻，出料，封裝。
[0017] 使用時，將組分A和組分B以3:卜5:1的重量比在常溫下混合均勻。
[0018]本發明第三個目的是提供一種采用上述研磨助劑制備的藍寶石粗磨研磨液，所述 研磨液的制備方法包括以下步驟： (1) 將所述組分A與組分B以3:1-5:1的重量比在常溫下混合均勻； (2) 取上述混合液適量，用去離子水將上述研磨助劑稀釋至重量的10-20倍； (3) 加入研磨磨粒，攪拌均勻，即得藍寶石粗磨用研磨液； 其中，所述研磨磨粒為金剛石粉、氮化硼粉、碳化硼粉、碳化硅粉中的一種或多種，優選 為碳化硼粉。
[0019] 在一種【具體實施方式】中，所述磨粒的粒徑為20-70μπι，可以為26-36μπι，也可以為 56-64μηι，最佳為 4〇-50μηι。
【具體實施方式】
[0020] 以下結合實施例對本發明做進一步說明，不限于本發明。
[0021] 以下實施例均以重量百分數計。
[0022] 實施例1-5 一種藍寶石粗磨研磨助劑，所述研磨助劑由包括如下重量份的組分制備得到的，如表1 所示。
[0023] 表1.藍寶石粗磨用研磨助劑的配制
所述填料最終能夠溶解于所述研磨助劑，用于在研磨過程中起到潤滑和散熱的作用。
[0024] 實施例6 本實施例提供實施例1所述的研磨助劑的制備方法，包括如下步驟： (1) 組分六的制備： ① 將乙醇和硬脂酸鋅、硬脂酸鎂按比例加入反應釜中，在50°C溫度下攪拌0.5h; ② 將分散劑聚馬來酸加入上述反應釜中，室溫條件下攪拌〇.5h，脫泡、出料、封裝； (2) 組分B的制備： 將黃原膠和氣相二氧化硅按比例加入球磨機中，然后按比例加入乙醇、吐溫20、三乙醇 胺和氫氧化鈉，球磨攪拌〇. 5h，混合均勻，出料、封裝。
[0025] 使用時，將組分A和組分B以4:1的重量比在常溫下混合均勻。
[0026] 實施例7 本實施例提供實施例2所述的研磨助劑的制備方法，包括如下步驟： (1) 組分六的制備： ① 將乙