本发明涉及一种用于加工不锈钢手机中框cmp的镜面抛光液，特别涉及一种用于不锈钢手机中框的湿式cmp镜面抛光液及其制备方法，可以将不锈钢手机中框抛光到镜面且富有光泽、无不良缺陷的抛光耗材，属于材料技术领域，具体来说，是一种湿法研磨抛光用的抛光液。
背景技术：
自从iphone4手机发布以来，其靓丽的外形成为设计的经典，不锈钢中框设计也成手机界争相模仿的典范。虽然不锈钢强度高，但其韧性大、磨料粘附性强、导热性差，摩擦热不易散发等特点，使得不锈钢中框加工难度较大。传统加工方法有电解抛光、化学抛光、机械抛光等。电解抛光与化学抛光采用的抛光液多采用强酸性溶液，对环境污染较大，有损操作人员身体健康。机械抛光多采用砂纸类耗材，金属粉尘污染较严重，工作环境恶劣。最重要的是以上几种方式加工的不锈钢表面很难达到所需的镜面效果。
湿式cmp抛光：抛光介质（如：聚氨酯发泡皮条/羊毛轮等）作高速旋转，抛光液以极高压力喷在被抛光不锈钢表面，能带走不锈钢中框表面与抛光介质接触产生的高温，避免烧伤。抛光液中各种成分综合作用使得切削力高，表面效果好，且可避免员工吸入粉尘，有利于身体健康。抛光液设置循环系统可循环使用，浓度降低时添加抛光液即可，更加经济、方便。废液处理比较简单。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种专门用于加工不锈钢手机中框的湿式cmp镜面抛光液及其制备方法，该抛光液具有抛光效率高、弱碱性、水溶性好的特点，对环境和操作人员友好，可循环使用，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种用于加工不锈钢手机中框的湿式cmp镜面抛光液，所述的抛光液由a、b两种组分组成，其中a组分由下列重量份的组分制得：有机酸5-30份、蜡3-40份、乳化剂4-20份、去离子水30-100份；b组分是由下列重量份的组分制得：磨料4-60份、悬浮剂1-10份、缓蚀剂1-5、防腐剂1-5份、消泡剂1-10份、去离子水20-100份。
进一步，所述有机酸选自甲酸、乙酸、油酸、柠檬酸、硬脂酸、羟基乙酸、聚丙烯酸、丁二酸中的一种或多种。
进一步，所述蜡选自棕榈蜡、石蜡、蜂蜡、微晶蜡、日本木蜡、虫白蜡中的一种或多种。
进一步，所述乳化剂选自三乙醇胺、三乙醇胺油酸皂、十二烷基硫酸钠、油酸钠、op-10、aeo、npo、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、吐温-20、吐温-60、span-80中的一种或多种。
进一步，所述磨料选自金刚石、立方氮化硼、α-氧化铝、氧化铬、氧化铁中的一种或多种；磨料粒径为1μm以下。
进一步，所述悬浮剂选自六偏磷酸钠、焦磷酸钠、paas中的一种或多种。
进一步，所述缓蚀剂选自六次甲基四胺、苯并三氮唑、十六烷胺、聚天冬氨酸、葡萄糖酸钠、石油磺酸钡、松香、石油磺酸钠中的一种或多种。
进一步，所述防腐剂选自苯甲酸钠、山梨酸钠、山梨酸钾、丙酸钙、对羟基苯甲酸丁酯中的一种或多种。
进一步，所述消泡剂选自二甲基硅油、磷酸三丁酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
所述的用于加工不锈钢手机中框的湿式cmp镜面抛光液，其制备方法为：
1)a组分的制备方法：采用相转变剂在油中法，将a组分的有机酸、蜡、乳化剂等混合在一起，加热至80-120℃完全熔化，加入100℃左右热水高速搅拌直至变成水性；
2)b组分的制备方法：取去离子水，依次加入悬浮剂、缓蚀剂、防腐剂、消泡剂，搅拌均匀充分溶解后加入磨料，搅拌1h后备用；
3)将冷却后的a组分与b组分搅拌混合均匀，即可得到湿式cmp镜面抛光液。
与现有不锈钢抛光用抛光液相比优点：
1、配方中优化加入水性蜡乳液成份，各组分配伍合理，乳液细小均匀。磨料的悬浮性、分散性好，放置半年，不会有团聚或块状沉淀，略有沉淀轻摇即可恢复均质状态。此生产方法制备工艺简单、成本低，适合批量生产，可对成分稍加调整即可改变抛光液性能制备成为一系列产品。
2、本发明产品具有优良的抛光性能、去污能力，抛光后表面细腻、光洁度高，抛光后清洗简单，无需特别增加除蜡环节。使用方便，抛光液可循环使用，浓度降低只需加入适量抛光液即可，适合自动化程度比较高的生产模式，节省人力、无需特别维护。配方中无有毒有害成分，不会对工人身体健康造成危害。
3、本发明公开了一种用于加工不锈钢手机中框的湿式cmp（机械化学）镜面抛光液。其创新点在于抛光方式及其原料组成配比。与传统干式抛光相比，采用湿式抛光方式极大地降低了粉尘污染及不锈钢表面抛光温度，改善车间工作环境，避免不锈钢表面烧伤，增加产品表面亮度，后工序pvd膜层不易脱落。与化学抛光液相比更加环保，废液易于处理。
4、将配制好的a、b组分按需取量混合均匀制得不锈钢湿式cmp镜面抛光液。本发明制备的抛光液分散、悬浮性好，长时间放置不会出现沉淀分层、结块现象；润滑性好，大大降低不锈钢表面刮伤、微裂纹；成分均为水溶性，易于清洗，避免杂质、污物的粘附；出光效果好，抛光后不锈钢表面达到镜面效果；成本低，维护方便，可循环使用。
表1为市售不锈钢抛光液与本发明不锈钢抛光液的比较
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例抛光液的配方为：
a组分：油酸5份、石蜡10份、三乙醇胺1份、op-1010份、水80份；
b组分：α-氧化铝10份、paas2份、苯并三氮唑3份、山梨酸钾3份、硅油4份、水90份。
本实施例抛光液的制备方法如下：
（1）a组分配制方法：将称量好的油酸、石蜡、三乙醇胺、op-10混合一起，加热到110℃完全融化，并不停地搅拌。称取90℃热水，慢慢加入混合液体中，使液体温度保持在70℃-90℃，混合液体从油性转变为水性，转变时间大致需要20-60min；
（2）b组分配制方法：称取90份去离子水，在不停搅拌状态下，依次加入paas、苯并三氮唑、山梨酸钾、硅油，待溶解后加入α-氧化铝搅拌1h；
（3）将冷却后的a、b两组分混合均匀，即可得到湿式cmp镜面抛光液。
实施例2
本实施例抛光液的配方为：
a组分：硬脂酸3份、油酸5份、石蜡10份、棕榈蜡5份、三乙醇胺1份、op-1010份、水70份；
b组分：α-氧化铝10份、六偏磷酸钠2份、苯并三氮唑3份、山梨酸钠10份、磷酸三丁酯2份、水80份。
本实施例抛光液的制备方法如下：
（1）a组分配制方法：将称量好的硬脂酸、油酸、石蜡、棕榈蜡、三乙醇胺、op-10混合一起，加热到110℃完全融化，并不停搅拌。称取90℃热水，慢慢加入融化的混合液体中，使液体温度保持在70℃-90℃，混合液体从油性转变为水性，转变时间大致需要20-60min；
（2）b组分配制方法：称取80份去离子水，在不停搅拌状态下，依次加入六偏磷酸钠、苯并三氮唑、山梨酸钠、磷酸三丁酯，待溶解后加入α-氧化铝搅拌1h；
（3）将冷却后的a、b两组分混合均匀即可得到湿式精抛液。
实施例3
本实施例抛光液的配方为：
a组分：油酸10份、石蜡5份、蜂蜡10份、三乙醇胺2份、span803份、tween2010份、水100份；
b组分：α-氧化铝20份、六偏磷酸钠2份、石油磺酸钡3份、苯甲酸钠5份、硅油2份、水90份。
本实施例抛光液的制备方法如下：
（1）a组分配制方法：将称量好的油酸、石蜡、蜂蜡、三乙醇胺、span80、tween20混合一起，加热到90℃完全融化，称取80℃热水，慢慢加入融化的混合液体中，使液体温度保持在70℃-85℃并不停地搅拌，直至混合液体从油性转变为水性，转变时间大致需要20-50min。
（2）b组分配制方法：称取90份去离子水，在不停搅拌状态下，依次加入六偏磷酸钠、石油磺酸钡、苯甲酸钠、二甲基硅油，待溶解后加入α-氧化铝搅拌1h。
（3）将冷却后的a、b两组分混合均匀即可得到湿式精抛液。
实施例4
本实施例抛光液的配方为：
a组分：油酸5份、硬脂酸5份、石蜡5份、蜂蜡10份、三乙醇胺2份、span805份、tween2015份、水100份；
b组分：α-氧化铝20份、paas2份、石油磺酸钡2份、丙酸钙4份、聚氧丙烯甘油醚2份、水80份。
本实施例抛光液的制备方法如下：
（1）a组分配制方法：将称量好的油酸、硬脂酸、石蜡、蜂蜡、三乙醇胺、span80、tween20混合一起，加热到100℃完全融化；称取90℃热水，慢慢加入融化的混合液体中，使液体温度保持在85℃并不停地搅拌，直至混合液体从油性转变为水性，转变时间大致需要30-50min；
（2）b组分配制方法：称取80份去离子水，在不停搅拌状态下，依次加入paas、石油磺酸钡、丙酸钙、聚氧丙烯甘油醚，待溶解后加入α-氧化铝搅拌1h。
（3）将冷却后的a、b两组分混合均匀即可得到湿式精抛液。
实施例5
本实施例抛光液的配方为：
a组分：硬脂酸5份、石蜡5份、棕榈蜡10份、三乙醇胺5份、十二烷基硫酸钠7份、水100份；
b组分：α-氧化铝15份、焦磷酸钠3份、石油磺酸钡2份、山梨酸钾6份、二甲基硅油5份、水100份。
本实施例抛光液的制备方法如下：
（1）a组分配制方法：将称量好的硬脂酸、棕榈蜡、石蜡、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠混合一起，加热到100℃完全融化。称取90℃热水，然后慢慢加入融化的混合液体中，使液体温度保持在90℃并不停地搅拌，直至混合液体从油性转变为水性，转变时间大致需要30-50min。
（2）b组分配制方法：称取100份去离子水，在不停搅拌状态下，依次加入焦磷酸钠、聚氧丙烯甘油醚，待溶解后加入α-氧化铝搅拌1h。
（3）将冷却后的a、b两组分混合均匀即可得到湿式精抛液。
对比例1
配方：a组分：石蜡10份、三乙醇胺1份、op-1010份、水80份。
b组分：α-氧化铝10份、paas2份、苯并三氮唑3份、山梨酸钾3份、硅油4份、水90份。
对比例2
配方：a组分：硬脂酸3份、油酸5份、三乙醇胺1份、op-1010份、水70份；
b组分：α-氧化铝10份、六偏磷酸钠2份、苯并三氮唑3份、山梨酸钠10份、磷酸三丁酯2份、水80份。
对比例3
配方：a组分：油酸10份、石蜡5份、蜂蜡10份、水100份；
b组分：α-氧化铝20份、六偏磷酸钠2份、石油磺酸钡3份、苯甲酸钠5份、硅油2份、水90份。
对比例4
配方：a组分：三乙醇胺2份、span805份、tween2015份、水100份；
b组分：α-氧化铝20份、paas2份、石油磺酸钡2份、丙酸钙4份、聚氧丙烯甘油醚2份、水80份。
对比例5
配方：a组分：硬脂酸5份、石蜡5份、棕榈蜡10份、三乙醇胺5份、十二烷基硫酸钠7份、水100份；
b组分：α-氧化铝15份、石油磺酸钡2份、山梨酸钾6份、二甲基硅油5份、水100份。
用以上10款抛光液分别对900片中磨后的不锈钢片进行精抛光，该900片不锈钢片经过中磨后除抛光纹外无其他不良。采用双面研磨机搭配黑色阻尼布对不锈钢片进行精抛光，分10组并重复3次抛光，抛光后效果如表2所示。
表2
从表2中能够发现：实例1-5良率和表面粗糙度较高，对比例1-5良率和表面质量均较低。对比例1较实例1低，差异在于润滑添加剂，油酸能起到一定的润滑作用，不锈钢在抛光过程中的表面温度较高，油酸与三乙醇胺发生皂化反应生成的物质具有清洁与润滑作用。润滑性差，不锈钢表面容易产生划痕且粗糙度变大。对比例2较实例2低，主要是缺少蜡成份，添加各种蜡主要是为了增加抛光液的油润细腻感、增强不锈钢表面的光亮度。对比例3在实施例3的基础上去掉了乳化剂，油脂和各种蜡不能被乳化，冷却后形成许多的小颗粒，抛光过程中一些油脂吸附到不锈钢表面，并且未乳化的蜡颗粒会对不锈钢表面造成划伤，导致不锈钢表面光泽度下降。对比例4在实施例4的基础上去掉了有机酸和各种蜡成份，抛光液的润滑性很差，不锈钢表面产生微小裂纹而出现“发白”现象。实施例4中有机酸如：油酸、硬脂酸除了具有较好的润滑性，也具有良好的防锈与增量作用。各种蜡被乳化成小液滴吸附在不锈钢的表面，能够修复不锈钢表面的细微裂纹，油酸与三乙醇胺发生皂化反应生成的物质具有清洁与润滑作用，能够及时清除掉不锈钢表面污物。可以看出：有机酸和各种蜡在增亮、防锈方面具有协调作用。对比例5在实施例5基础上未添加悬浮剂，抛光液出现一定程度的磨料团聚，造成细微划痕，光泽度降低。
本发明的抛光液成分合理、配制简单、添加成份安全、弱碱性无腐蚀、便于大规模生产制备。采用合理的抛光方式及抛光耗材便能得到较高的表面质量效果。
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。
1.一种用于不锈钢手机中框抛光的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于所述的抛光液由a、b两种组分组成，其中a组分由下列重量份的组分制得：有机酸5-30份、蜡3-40份、乳化剂4-20份、去离子水30-100份；b组分是由下列重量份的组分制得：磨料4-60份、悬浮剂1-10份、缓蚀剂1-5、防腐剂1-5份、消泡剂1-10份、去离子水20-100份。
2.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述有机酸选自甲酸、乙酸、油酸、柠檬酸、硬脂酸、羟基乙酸、聚丙烯酸、丁二酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述蜡选自棕榈蜡、石蜡、蜂蜡、微晶蜡、日本木蜡、虫白蜡中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述乳化剂选自三乙醇胺、三乙醇胺油酸皂、十二烷基硫酸钠、油酸钠、op-10、aeo、npo、聚乙二醇、壬基酚聚氧乙烯醚、吐温-20、吐温-60、span-80中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述磨料选自金刚石、立方氮化硼、α-氧化铝、氧化铬、氧化铁中的一种或多种；磨料粒径为1μm以下。
6.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述悬浮剂选自六偏磷酸钠、焦磷酸钠、paas中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述缓蚀剂选自六次甲基四胺、苯并三氮唑、十六烷胺、聚天冬氨酸、葡萄糖酸钠、石油磺酸钡、松香、石油磺酸钠中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述防腐剂选自苯甲酸钠、山梨酸钠、山梨酸钾、丙酸钙、对羟基苯甲酸丁酯中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液，其特征在于：所述消泡剂选自二甲基硅油、磷酸三丁酯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的湿式cmp镜面抛光液的制备方法，其特征在于步骤如下：
1）a组分的制备方法：采用相转变剂在油中法，将a组分的有机酸、蜡、乳化剂混合在一起，加热至80-120℃完全熔化，加入100℃的热水高速搅拌直至变成水性；
2）b组分的制备方法：取去离子水，依次加入悬浮剂、缓蚀剂、防腐剂、消泡剂，搅拌均匀充分溶解后加入磨料，搅拌1h后备用；
3）将冷却后的a组分与b组分搅拌混合均匀，即可得到湿式cmp镜面抛光液。
技术总结