高精密弱碱性不锈钢抛光液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及不锈钢精密加工领域，特别是涉及一种高精密弱碱性不锈钢抛光液及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前市场不锈钢传统的抛光方法主要有化学抛光、电解抛光、机械抛光等，这些传 统方法或多或少都存在一定的问题，化学抛光与电解抛光虽然能对于各种不规则形状的不 锈钢进行抛光，但是所采用的抛光液或电解液都具有强酸性，腐蚀性很高，对于操作员以及 环境都有很大的危害;而机械抛光虽然污染较小，但是所采用的抛光蜡、砂纸等耗材抛出来 的不锈钢表面粗糙度较高，光亮度较差，达不到高精密应用的要求。
[0003] 化学机械抛光就是针对这些传统抛光方法的不足，提出的一种高效、低污染的一 种方法，并且有了一个很好的发展。但是不锈钢的化学机械抛光液主要还是以酸性为主，因 为在酸性条件下，不锈钢的化学反应更容易进行，而酸性抛光液也较易配制。在碱性条件下 抛光，不锈钢因化学作用不充分，而容易出现横纹、橘皮等表面缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种高精密弱碱性不锈钢抛光液及其制备方 法，该抛光液切削率快，平化效率高，表面质量好，且pH值为弱碱性，相较于传统的强酸性抛 光液，腐蚀性较弱，对于设备、人员以及环境的危害都较小。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高精密弱碱性不 锈钢抛光液，该抛光液包含纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，pH值为7~11，其各组分的 重量百分含量为:纳米硅溶胶5~96%，络合剂0.05~2%，表面活性剂0.001~1%，水为余量;所述 的纳米硅溶胶固含量为40%。
[0006] 在本发明一个较佳实施例中，所述纳米硅溶胶的粒径为20~90nm。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述的络合剂为二乙醇胺、葡萄糖酸钠、硫代硫酸 钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二羟基甘氨酸、羟乙二胺四醋酸钠盐中的一种或几种。
[0008] 在本发明一个较佳实施例中，所述表面活性剂为烷基三甲基季铵盐、月桂基磷酸 酯盐、脂肪酸羟乙基磺酸钠、十二烷基二乙二醇醚、N-酰基氨基酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚中 的至少一种。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种高精密弱碱性 不锈钢抛光液的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水； (2) 将络合剂溶于水中，彻底溶解，搅拌均匀； (3) 将纳米硅溶胶加入到步骤(2)中，搅拌均匀，制成悬浮液； (4) 在悬浮液中加入表面活性剂，搅拌均； (5) 调节pH值至7~11。
[0010] 本发明的有益效果是:本发明采用添加合适的络合剂一种或者几种组合的方式， 使得抛光液在碱性下促进化学作用，提高切削率;添加适当的表面活性剂来增强抛光液平 化效率，改善流体力学性能，最终可获得一个快速的加工效率，以及很高的表面质量;该抛 光液切削率快，平化效率高，表面质量好，且pH值为弱碱性，相较于传统的强酸性抛光液，腐 蚀性较弱，对于设备、人员以及环境的危害都较小。
【具体实施方式】
[0011] 下面将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 例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0012] 实施例1 制备六份抛光液A、B、C、D、E、F: 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，在489g水中分别加入10g二 乙醇胺、l〇g葡萄糖酸钠、l〇g多聚磷酸钠、l〇g二乙醇胺和葡萄糖酸钠的混合物、l〇g二乙醇 胺和多聚磷酸钠的混合物、1 〇g葡萄糖酸钠和多聚磷酸钠的混合物，搅拌均匀后，各加入 500g固含量为40%，粒径大小为80nm的硅溶胶，搅拌均匀，再各加入lg脂肪酸羟乙基磺酸钠， 搅拌均匀后采用氢氧化钠或者硝酸调节pH为9,配制六份固含量为20%的抛光液A、B、C、D、E、 F〇
[0013]制备一份对比抛光液G: 按照重量配比称取纳米硅溶胶和水，在500g水中加入500g固含量为40%，粒径大小为 80nm的硅溶胶，搅拌均匀采用氢氧化钠或者硝酸调节pH为9,配制一份固含量为20%的抛光 液G〇
[0014]将所制得样品在Logitech⑶P单面抛光机上抛光。下压：3psi，下盘以及载盘转 速50 1?^，抛光液流速：100 111171^11，不锈钢片尺寸为6.5*6.5〇11，抛光垫为黑色阻尼布抛 光垫，抛光时间为l〇min。切削率测量采用称重法，即抛光前后分别采用分析天平称重，其差 值就为切削率。表面质量检测方法为在射灯下肉眼检测。该抛光液切削率及表面质量见表 1〇
[0015]表1
从表1中数据中可以看出，娃溶胶不添加任何添加剂，切削率低，且表面质量差，有明显 的橘皮现象。随着不同络合剂和表面活性剂的加入，切削率有增加趋势，表面质量有极大的 改善，且多种络合剂的添加比单一络合剂能获得一个更好的效果。
[0016] 实施例2 制备六份抛光液A、B、C、D、E、F: 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，在499、498.5、494、489、484、 479g水中加入(^、0.58、58、1(^、158、2(^葡萄糖酸钠和多聚磷酸钠的混合物，搅拌均勾，各 加入500g固含量为40%，粒径大小为80nm的硅溶胶，搅拌均匀后各加入lg脂肪酸羟乙基磺酸 钠，搅拌均匀后采用氢氧化钠或者硝酸调节pH为9,配制六份固含量为20%的抛光液A、B、C、 D、E、F〇
[0017]将所制得样品在Logitech⑶P单面抛光机上抛光。下压：3psi，下盘以及载盘转 速50 1?^，抛光液流速：100 111171^11，不锈钢片尺寸为6.5*6.5〇11，抛光垫为黑色阻尼布抛 光垫，抛光时间为lOmin。切削率测量采用称重法，即抛光前后分别采用分析天平称重，其差 值就为切削率。表面质量检测方法为在射灯下肉眼检测。该抛光液切削率及表面质量见表 2〇
[0018]表2
表2数据显示，随着络合剂的量逐渐增加，切削率有上升趋势，且表面质量有所提升。
[0019] 实施例3 制备五份抛光液A、B、C、D、E: 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，分别在490g、490g、490g、 489g、480g水中各加入10g葡萄糖酸钠和多聚磷酸钠的混合物，搅拌均匀，各加入500g固含 量为40%，粒径大小为80111]1的娃溶胶，搅拌均勾后分别加入(^、0.0]^、0.]^、]^、1(^脂肪酸轻 乙基磺酸钠，搅拌均匀后采用氢氧化钠或者硝酸调节pH为9,配制六份固含量为20%的抛光 液A、B、C、D、E〇
[0020] 将所制得样品在Logitech⑶P单面抛光机上抛光。下压：3psi，下盘以及载盘转 速50 1?^，抛光液流速：100 111171^11，不锈钢片尺寸为6.5*6.5〇11，抛光垫为黑色阻尼布抛 光垫，抛光时间为lOmin。切削率测量采用称重法，即抛光前后分别采用分析天平称重，其差 值就为切削率。表面质量检测方法为在射灯下肉眼检测。该抛光液切削率及表面质量见表 3〇
[0021] 表3
表3数据显示，表面活性剂的增加对表面也有一定的改善，但是添加量过多会导致切削 率的降低。
[0022] 实施例4 制备五份抛光液A、B、C、D、E: 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，分别在939g、739g、489g、 239g、29g水中各加入10g葡萄糖酸钠和多聚磷酸钠的混合物，搅拌均匀，分别加入50g、 25(^、50(^、75(^、96(^固含量为40%，粒径大小为8011111的硅溶胶，搅拌均匀后各加入4脂肪 酸羟乙基磺酸钠，搅拌均匀后采用氢氧化钠或者硝酸调节pH为9,配制六份固含量为20%的 抛光液A、B、C、D、E。
[0023]将所制得样品在Logitech⑶P单面抛光机上抛光。下压：3psi，下盘以及载盘转 速50 1?^，抛光液流速：100 111171^11，不锈钢片尺寸为6.5*6.5〇11，抛光垫为黑色阻尼布抛 光垫，抛光时间为lOmin。切削率测量采用称重法，即抛光前后分别采用分析天平称重，其差 值就为切削率。表面质量检测方法为在射灯下肉眼检测。该抛光液切削率及表面质量见表 4〇
[0024]表 4
表4数据显示，硅溶胶的含量增加，不仅能显著提高切削率，且表面质量也有改善。
[0025]本发明的抛光液分散均匀、稳定，整个制备工艺简单、易于操作，方便生产，生产效 率高，产品质量稳定;采用复合络合剂，添加表面活性剂的方法，制备出安全、环保、无腐蚀 性的弱碱性不锈钢抛光液，在一个较佳的加工效率前提下，能获得一个不错的表面质量。
[0026]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种高精密弱碱性不锈钢抛光液，其特征在于，该抛光液包含纳米硅溶胶、络合剂、 表面活性剂和水，pH值为7~11，其各组分的重量百分含量为:纳米硅溶胶5~96%，络合剂0.05 ~2%，表面活性剂0.001~1 %，水为余量;所述的纳米硅溶胶固含量为40%。2. 根据权利要求1所述的高精密弱碱性不锈钢抛光液，其特征在于，所述纳米硅溶胶的 粒径为20~90nm。3. 根据权利要求1所述的高精密弱碱性不锈钢抛光液，其特征在于，所述的络合剂为二 乙醇胺、葡萄糖酸钠、硫代硫酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二羟基甘氨酸、羟乙二胺四醋酸 钠盐中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的高精密弱碱性不锈钢抛光液，其特征在于，所述表面活性剂为 烷基三甲基季铵盐、月桂基磷酸酯盐、脂肪酸羟乙基磺酸钠、十二烷基二乙二醇醚、N-酰基 氨基酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的高精密弱碱性不锈钢抛光液的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 按照重量配比称取纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水； (2) 将络合剂溶于水中，彻底溶解，搅拌均匀； (3) 将纳米硅溶胶加入到步骤(2)中，搅拌均匀，制成悬浮液； (4 )在悬浮液中加入表面活性剂，搅拌均； (5)调节pH值至7~11。
【专利摘要】本发明公开了一种高精密弱碱性不锈钢抛光液及其制备方法。该抛光液包含纳米硅溶胶、络合剂、表面活性剂和水，pH值为7~11，其各组分的重量百分含量为：纳米硅溶胶5~96%，络合剂0.05~2%，表面活性剂0.001~1%，水为余量；所述的纳米硅溶胶固含量为40%。其制备方法：将络合剂溶于水中，彻底溶解，搅拌均匀；将纳米硅溶胶加入到步骤中，搅拌均匀，制成悬浮液；在悬浮液中加入表面活性剂，搅拌均；调节pH值至7~11。本发明所提供的pH值为弱碱性，相较于传统的强酸性抛光液，腐蚀性较弱，对于设备、人员以及环境的危害都较小，并且抛光液切削率快，平化效率高，表面质量好。
【IPC分类】C23F3/04
【公开号】CN105463467
【申请号】CN201510856379
【发明人】周涛
【申请人】江苏中晶科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月30日