[发明专利]一种高浓度氧化铈抛光液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高浓度氧化铈抛光液及其制备方法，其中抛光液为水悬浮液，包括如下质量百分比的组分：氧化铈40％～60％，分散剂0.02％～0.5％，稳定剂0.5％～5％，增稠剂0.06％～1％，螯合剂0.1％～2％，润滑剂0.25％～5％，杀菌剂0.05％～0.5％，有机碱调节剂，余量为去离子水。本发明采用有黄原胶与CMC复配作为增稠剂，可以使得氧化铈颗粒长时间悬浮于抛光液中，并使用硅溶胶做为稳定剂，通过其与氧化铈之间相互作用，可以减少氧化铈颗粒团聚，使其不板结于抛光液底部，增强其再分散性。本发明的抛光组合物，适用于液晶玻璃基板、手机盖板玻璃、光学玻璃元件等的抛光，其优势在于切削力大、表面质量好，抛光后易清洗。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体地说，涉及一种高浓度氧化铈抛光液及其制备方法。

背景技术

我国具有丰富的稀土资源，工业铈资源的储量高达1800万吨左右，而氧化铈抛光材料因具备切削能力强、抛光时间短、抛光精度高、操作环境清洁等优点，被应用于许多方面，如对镜头、光纤、光学元件、硅片、ITO玻璃、手机玻璃、航空玻璃、集成电路基板等的抛光，已成为化学机械抛光的重要材料之一。

目前，我国集成电路生产所采用的抛光液几乎全部为进口，国产较少，然而进口抛光液售价高昂，从而增加了芯片的生产成本，特别是外企从我国进口铈盐原材料，再将其加工制备成抛光液再转卖给我们。国内主要以生产抛光粉为主，能生产悬浮稳定性较好抛光液的企业极少。而国内生产抛光液存在分散稳定性不佳，氧化铈颗粒板结团聚，从而导致抛光效率低，表面质量差等问题。制备高浓度氧化铈抛光液时，要求抛光液具有优良的悬浮性与再分散性(抛光液底部的无明显板结情况)。本发明具有良好的悬浮性及再分散性，与传统稀土抛光粉相比，具有更好抛光效率，可获得更佳表面质量。本发明有利于改善抛光粉企业产品结构，提升我们稀土产品的附加值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高浓度氧化铈抛光液，以解决现有技术中存在的不足，如悬浮及再分散性差、去除速率低、表面质量差、环境污染严重等缺点。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种高浓度氧化铈抛光液，所述抛光液为水悬浮液，包括如下质量百分比的组分：

本发明中所述氧化铈粉颗粒大小为0.6-0.8um。

本发明所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钾其中一种。聚丙烯酸盐是一种阴离子高分子电解质，具有一定长度的高分子链，可起到立体稳定作用，而本身带的电荷又可以起到静电稳定作用，因而具有优异的分散性能，一般采用低分子量的聚丙烯酸盐作为分散剂。在有些报道中是采用六偏磷酸钠作为氧化铈的分散剂，而从结构上看六篇磷酸钠的亲水基团为—POO^-，而聚丙烯酸盐的亲水基团为—COO^-，亲水性后者大于前者，亲水性越大，吸附性就越强；再者六偏磷酸钠是刚性结构，而聚丙烯酸盐是C链，C链柔顺，可以自由旋转，比刚性的易被吸附，另外，六偏磷酸钠在水中长时间放置易水解成磷酸盐，随着水解程度的增大，分散作用会逐步减弱，而聚丙烯酸盐不会出现这类情况。所以使用聚丙烯酸盐作为分散剂，可以提高磨料的固含量和分散体系的稳定性。

本发明所述稳定剂为纳米硅溶胶，硅溶胶通过胶粒对悬浮液中的自由粒子产生负吸附，在氧化铈颗粒表面形成一层空缺层，因产生空缺稳定效应而实现悬浮液的稳定分散。并且由于硅溶胶本身是一种胶体，带有负电，负电越大在氧化铈颗粒表面形成的空缺就越多，氧化铈颗粒之前接触的机会就越少，悬浮液的稳定性就越好，从而有效的防止了氧化铈在悬浮液底部板结。本发明采用小粒径硅溶胶，价格便宜，分散性好。