[发明专利]非球形的二氧化硅颗粒及其制备方法和抛光液

权利要求书

1.一种非球形的二氧化硅颗粒，用作抛光的磨料，其特征在于：所述非球形的二氧化硅颗粒为纳米二氧化硅通过与硅烷偶联剂反应而连接形成非球形的团簇，化学结构通式为(SiO₂)_a-(A1)_b-(A2)_c-(SiO₂)_d，其中a、b和d均为大于等于1的自然数，c为大于等于0的自然数，A1、A2均为硅烷偶联剂水解后接枝在SiO₂表面的基团，A1和A2均通过硅氧基接枝在SiO₂表面。

2.根据权利要求1所述的非球形的二氧化硅颗粒，其特征在于，所述A1、A2均选自以下硅烷偶联剂中的一种或几种水解后接枝在SiO₂表面的基团，具体包括：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、β-(3，4)环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、1，2-双三甲氧基硅基乙烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅醚烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、吡啶硅烷、正丁基三氯硅烷、异丁基三氯硅烷、己基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三异丙基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲(乙)基硅烷、以及十八烷基三甲(乙)基硅烷。

3.根据权利要求1所述的非球形的二氧化硅颗粒，其特征在于，所述A1和所述A2的化学结构通式均为：

其中，n’、n”、n”’为大于等于0的自然数。

4.根据权利要求3所述的非球形的二氧化硅颗粒，其特征在于，当n’、n”和n”’均不等于0时，连接X’的R₁’、R₂’、R₃’中至少有一个为氢；连接X”的R₁”、R₂”、R₃”中至少有一个为氢；连接X”’的R₁”’、R₂”’、R₃”’中至少有一个为氢。

5.根据权利要求3所述的非球形的二氧化硅颗粒，其特征在于，X’、X”和X”’中的每一个均选自碳、硅、氧、硫、氮、氯、溴元素中的一种。

6.一种非球形的二氧化硅颗粒的制备方法，其特征在于，包括：

将纳米氧化硅颗粒加入溶剂配制成纳米氧化硅溶液A；

配制硅烷偶联剂水解溶液，将所述硅烷偶联剂水解溶液与所述纳米氧化硅溶液A混合反应，得到硅烷修饰的纳米氧化硅溶液；其中所述纳米氧化硅溶液A与所述硅烷偶联剂水解溶液的用量配比以硅的摩尔比进行计算为1：(0.001～1)；

将所述硅烷修饰的纳米氧化硅溶液和所述纳米氧化硅溶液A混合得到溶液B；或者，配置不同的硅烷偶联剂水解溶液分别与所述纳米氧化硅溶液A混合反应得到不同的硅烷修饰的纳米氧化硅溶液，再将至少两种不同的硅烷修饰的纳米氧化硅溶液混合得到溶液B；以及

向所述溶液B中加入原硅酸，混合反应得到非球形纳米二氧化硅颗粒，其中所述原硅酸与所述溶液B的用量配比以硅的摩尔比进行计算为(0.1～10)：1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备所述纳米氧化硅溶液A的步骤中使用的纳米氧化硅颗粒的粒径为10～100nm。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂水解溶液为硅烷偶联剂、去离子水和醇类按照摩尔比为1：(0～700)：(0～20)配置而成，其中上述摩尔比的范围均不取端值0。