CN109536041A - 一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝宝石球罩加工抛光液，包括以下原料：硅溶胶40‑60份、磨料改性剂1‑3份、磨料助剂0.2‑0.8份、六偏磷酸钠0.5‑1.5份、表面活性剂0.5‑0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.2‑1份、pH调节剂0.1‑0.7份、聚苯乙烯微球乳液0.4‑1.2份。本发明采用硅溶胶，搭配磨料改性剂、磨料助剂等原料制备的抛光液，抛光液可以实现快速抛光，从而达到一周即可出成品的效率，解决表面光洁度的问题，原来达到3‑4级，现在可以达到2级光洁度以上，提高抛光效率，原来抛光需要240小时，换成新抛光液后可以提高10倍的效率，提高窗口面型精度可以满足下一代超高速导弹整流罩的需求。

Description

一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法

技术领域

本发明涉及蓝宝石球罩技术领域，具体涉及一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法。

背景技术

蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝，蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛(Ti)和铁(Fe)杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色，晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76-1.77，双折射率0.008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应，硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米，无解理，裂理发育，拥有优异的光学、力学、热学、电学等性能，因此广泛应用于半导体、航空航天、军事等领域，因其具有宽波段的高光学透光率、高强度、耐热冲击以及抗腐蚀等独特的性能，因而成为红外整流罩最理想的材料，蓝宝石球罩主要应用于远程导弹的整流罩，起到保护制导探测元件，透过红外信号的作用，对球行窗口的面型和光洁度都有很好要求。

现有采用的抛光液加工效率低，一个蓝宝石整流罩从开始加工到成型需要1个月的时间，抛光后材料面型差，光洁度不好，此外抛光液成本高，限制了抛光液在蓝宝石球罩加工技术领域上应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓝宝石球罩加工抛光液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蓝宝石球罩加工抛光液，包括以下原料：

硅溶胶40-60份、磨料改性剂1-3份、磨料助剂0.2-0.8份、六偏磷酸钠0.5-1.5份、表面活性剂0.5-0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.2-1份、pH调节剂0.1-0.7份、聚苯乙烯微球乳液0.4-1.2份。

作为本发明的进一步方案是：所述蓝宝石球罩加工抛光液包括以下重量份的原料：

硅溶胶50-60份、磨料改性剂2-3份、磨料助剂0.4-0.8份、六偏磷酸钠0.7-1.5份、表面活性剂0.6-0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.4-1份、pH调节剂0.3-0.7份、聚苯乙烯微球乳液0.5-1.2份。

作为本发明的进一步方案是：所述蓝宝石球罩加工抛光液包括以下重量份的原料：

硅溶胶50份、磨料改性剂2份、磨料助剂0.5份、六偏磷酸钠1份、表面活性剂0.7份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.6份、pH调节剂0.4份、聚苯乙烯微球乳液0.8份。

作为本发明的进一步方案是：所述硅溶胶为粒径80-120nm、固含量为42-46％的硅溶胶A和粒径20-40nm、固含量为42-46％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

作为本发明的进一步方案是：所述硅溶胶为粒径100nm、固含量为44％的硅溶胶A和粒径30nm、固含量为44％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

作为本发明的进一步方案是：所述磨料改性剂的制备方法为将金刚石微粉、氧化铝微粉按照重量比2:1加入到高压反应釜中，随后加入质量分数为80％的草木灰溶液，搅拌转速升至100-200r/min，搅拌20-30min，随后再加入柠檬酸钠，继续搅拌20-30min，然后将反应物水洗、离心、干燥，即可。

作为本发明的进一步方案是：所述磨料助剂为稻壳灰。

作为本发明的进一步方案是：所述稻壳灰制备方法为将稻壳在温度为200-300℃下灼烧1-2h，将得到的稻壳灰在送入温度为-5℃下冷冻20-30min，随后再恢复至室温，即可。

作为本发明的进一步方案是：所述表面活性剂为聚醚类表面活性剂；所述pH调节剂为硝酸。

本发明还提供了一种制备蓝宝石球罩加工抛光液的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将硅溶胶、磨料改性剂、磨料助剂、六偏磷酸钠加入到球磨机中进行球磨，随后再用pH调节剂调节pH至2.0-5.0，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、表面活性剂、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂、聚苯乙烯微球乳液依次送入到乳化搅拌机中，搅拌转速为3000-6000r/min，搅拌1-2h，搅拌结束，即得本发明的蓝宝石球罩加工抛光液。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明采用硅溶胶，搭配磨料改性剂、磨料助剂等原料制备的抛光液，抛光液可以实现快速抛光，从而达到一周即可出成品的效率，解决表面光洁度的问题，原来达到3-4级，现在可以达到2级光洁度以上，提高抛光效率，原来抛光需要240小时，换成新抛光液后可以提高10倍的效率，提高窗口面型精度可以满足下一代超高速导弹整流罩的需求。

(2)本发明实施例3相对于对比例3，平均抛光速率提高了0.7um/h，改善率为19.44％，表面粗糙度降低了0.15nm，改善率为41.67％，实施例3相对于对比例2，平均抛光速率提高了1.0um/h，改善率为27.77％，表面粗糙度降低了0.11nm，改善率为34.38％。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例的一种蓝宝石球罩加工抛光液，包括以下原料：

硅溶胶40份、磨料改性剂1份、磨料助剂0.2份、六偏磷酸钠0.5份、表面活性剂0.5份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.2份、pH调节剂0.1份、聚苯乙烯微球乳液0.4份。

本实施例的硅溶胶为粒径80nm、固含量为42％的硅溶胶A和粒径20nm、固含量为42％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

本实施例的磨料改性剂的制备方法为将金刚石微粉、氧化铝微粉按照重量比2:1加入到高压反应釜中，随后加入质量分数为80％的草木灰溶液，搅拌转速升至100r/min，搅拌20min，随后再加入柠檬酸钠，继续搅拌20min，然后将反应物水洗、离心、干燥，即可。

本实施例的磨料助剂为稻壳灰。

本实施例的稻壳灰制备方法为将稻壳在温度为200℃下灼烧1h，将得到的稻壳灰在送入温度为-5℃下冷冻20min，随后再恢复至室温，即可。

本实施例的表面活性剂为聚醚类表面活性剂；所述pH调节剂为硝酸。

本实施例的一种制备蓝宝石球罩加工抛光液的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将硅溶胶、磨料改性剂、磨料助剂、六偏磷酸钠加入到球磨机中进行球磨，随后再用pH调节剂调节pH至2.0，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、表面活性剂、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂、聚苯乙烯微球乳液依次送入到乳化搅拌机中，搅拌转速为3000r/min，搅拌1h，搅拌结束，即得本发明的蓝宝石球罩加工抛光液。

实施例2：

本实施例的一种蓝宝石球罩加工抛光液，包括以下原料：

硅溶胶60份、磨料改性剂3份、磨料助剂0.8份、六偏磷酸钠1.5份、表面活性剂0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂1份、pH调节剂0.7份、聚苯乙烯微球乳液1.2份。

本实施例的硅溶胶为粒径120nm、固含量为46％的硅溶胶A和粒径40nm、固含量为46％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

本实施例的磨料改性剂的制备方法为将金刚石微粉、氧化铝微粉按照重量比2:1加入到高压反应釜中，随后加入质量分数为80％的草木灰溶液，搅拌转速升至200r/min，搅拌30min，随后再加入柠檬酸钠，继续搅拌30min，然后将反应物水洗、离心、干燥，即可。

本实施例的磨料助剂为稻壳灰。

本实施例的稻壳灰制备方法为将稻壳在温度为300℃下灼烧2h，将得到的稻壳灰在送入温度为-5℃下冷冻30min，随后再恢复至室温，即可。

本实施例的表面活性剂为聚醚类表面活性剂；所述pH调节剂为硝酸。

本实施例的一种制备蓝宝石球罩加工抛光液的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将硅溶胶、磨料改性剂、磨料助剂、六偏磷酸钠加入到球磨机中进行球磨，随后再用pH调节剂调节pH至5.0，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、表面活性剂、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂、聚苯乙烯微球乳液依次送入到乳化搅拌机中，搅拌转速为6000r/min，搅拌2h，搅拌结束，即得本发明的蓝宝石球罩加工抛光液。

实施例3：

本实施例的一种蓝宝石球罩加工抛光液，包括以下原料：

硅溶胶50份、磨料改性剂2份、磨料助剂0.5份、六偏磷酸钠1份、表面活性剂0.7份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.6份、pH调节剂0.4份、聚苯乙烯微球乳液0.8份。

本实施例的硅溶胶为粒径100nm、固含量为44％的硅溶胶A和粒径30nm、固含量为44％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

本实施例的磨料改性剂的制备方法为将金刚石微粉、氧化铝微粉按照重量比2:1加入到高压反应釜中，随后加入质量分数为80％的草木灰溶液，搅拌转速升至150r/min，搅拌25min，随后再加入柠檬酸钠，继续搅拌25min，然后将反应物水洗、离心、干燥，即可。

本实施例的磨料助剂为稻壳灰。

本实施例的稻壳灰制备方法为将稻壳在温度为250℃下灼烧1.5h，将得到的稻壳灰在送入温度为-5℃下冷冻25min，随后再恢复至室温，即可。

本实施例的表面活性剂为聚醚类表面活性剂；所述pH调节剂为硝酸。

本实施例的一种制备蓝宝石球罩加工抛光液的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将硅溶胶、磨料改性剂、磨料助剂、六偏磷酸钠加入到球磨机中进行球磨，随后再用pH调节剂调节pH至3.5，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、表面活性剂、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂、聚苯乙烯微球乳液依次送入到乳化搅拌机中，搅拌转速为4500r/min，搅拌1.5h，搅拌结束，即得本发明的蓝宝石球罩加工抛光液。

对比例1：

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是磨料改性剂未经过改性。

对比例2：

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加稻壳灰。

对比例3：

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是不添加聚苯乙烯微球乳液。

性能测试方法：

用厚度仪测量球罩厚度差计算平均去除速率，用原子力显微镜测试表面粗糙度值。

实施例1至3及对比例1-3制备的蓝宝石球罩加工抛光液进行测试得到性能测试结果如下

本发明实施例3相对于对比例3，平均抛光速率提高了0.7um/h，改善率为19.44％，表面粗糙度降低了0.15nm，改善率为41.67％，实施例3相对于对比例2，平均抛光速率提高了1.0um/h，改善率为27.77％，表面粗糙度降低了0.11nm，改善率为34.38％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，包括以下原料：

硅溶胶40-60份、磨料改性剂1-3份、磨料助剂0.2-0.8份、六偏磷酸钠0.5-1.5份、表面活性剂0.5-0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.2-1份、pH调节剂0.1-0.7份、聚苯乙烯微球乳液0.4-1.2份。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述蓝宝石球罩加工抛光液包括以下重量份的原料：

硅溶胶50-60份、磨料改性剂2-3份、磨料助剂0.4-0.8份、六偏磷酸钠0.7-1.5份、表面活性剂0.6-0.9份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.4-1份、pH调节剂0.3-0.7份、聚苯乙烯微球乳液0.5-1.2份。

3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述蓝宝石球罩加工抛光液包括以下重量份的原料：

硅溶胶50份、磨料改性剂2份、磨料助剂0.5份、六偏磷酸钠1份、表面活性剂0.7份、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂0.6份、pH调节剂0.4份、聚苯乙烯微球乳液0.8份。

4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述硅溶胶为粒径80-120nm、固含量为42-46％的硅溶胶A和粒径20-40nm、固含量为42-46％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

5.根据权利要求4所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述硅溶胶为粒径100nm、固含量为44％的硅溶胶A和粒径30nm、固含量为44％的硅溶胶B按照重量比2:5混合配制而成。

6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述磨料改性剂的制备方法为将金刚石微粉、氧化铝微粉按照重量比2:1加入到高压反应釜中，随后加入质量分数为80％的草木灰溶液，搅拌转速升至100-200r/min，搅拌20-30min，随后再加入柠檬酸钠，继续搅拌20-30min，然后将反应物水洗、离心、干燥，即可。

7.根据权利要求1所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述磨料助剂为稻壳灰。

8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液，其特征在于，所述稻壳灰制备方法为将稻壳在温度为200-300℃下灼烧1-2h，将得到的稻壳灰在送入温度为-5℃下冷冻20-30min，随后再恢复至室温，即可。

9.根据权利要求1所述的一种蓝宝石球罩加工抛光液的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚醚类表面活性剂；所述pH调节剂为硝酸。

10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的蓝宝石球罩加工抛光液的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将硅溶胶、磨料改性剂、磨料助剂、六偏磷酸钠加入到球磨机中进行球磨，随后再用pH调节剂调节pH至2.0-5.0，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、表面活性剂、乙二胺四甲叉磷酸钠络合剂、聚苯乙烯微球乳液依次送入到乳化搅拌机中，搅拌转速为3000-6000r/min，搅拌1-2h，搅拌结束，即得本发明的蓝宝石球罩加工抛光液。