本發(fā)明涉及研磨、拋光加工領域，具體來說，涉及一種纖維素納米纖維基研磨液及其制備方法。

背景技術：

聚晶金剛石復合片是將聚晶金剛石層通過高溫高壓方法燒結在硬質合金基底上的一種超硬復合材料，其兼具有金剛石的極高耐磨性和硬質合金的高抗沖擊性能，因而廣泛應用于汽車、航空、航天、建材等領域的精密加工。然而聚晶金剛石層的高硬度給其本身加工帶來了很大困難。目前，聚晶金剛石復合片的表面精整加工主要是以研磨為主。粗磨一般用大顆粒金剛石研磨料研磨精整，金剛石的粒度約為180微米。為了達到研磨的精度，以及生產方便，要求研磨液對磨料具有良好的懸浮分散能力，目前普通的研磨液達不到對大粒度磨料能真正地長時間懸浮起來的要求。

隨著通訊高頻化、存儲超大容量化、信息材料及元件的表面粗糙度要求達到1nm左右或以下，這就對磨料及研磨拋光液提出了更高的要求。納米金剛石以及納米磨料對于提高工件的加工效率以及表面光潔度方面有著極為重要的優(yōu)勢，特別是納米金剛石的球形與橢球形外貌決定了拋光時不會對工件產生劃痕，這是其他拋光液難以達到的。然而納米級較小的顆粒容易團聚，這是制備納米級研磨拋光液的難點，目前研制的納米金剛石研磨拋光液及其制造方法，組份多，制備工藝復雜，仍然限制其使用。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

針對相關技術中的上述技術問題，本發(fā)明提出一種纖維素納米纖維基研磨液及其制備方法，能夠使大粒度研磨料和納米級拋光料穩(wěn)定均勻分散，組份簡單，制備工藝簡單。

為實現上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：

一種纖維素納米纖維基研磨液，按質量百分比計算，所述研磨液由以下組分制成：研磨料0.1~40%，纖維素納米纖維0.05~1%，ph調節(jié)劑0.0~1.0%，防腐劑0.0~1.0%，有機溶劑0.0~10%和去離子水47~98.5%。

進一步地，所述纖維素納米纖維直徑為5~10納米，長度為1~3微米。

進一步地，所述研磨料包括以下物質中的一種或幾種：氧化鋁、氧化硅、氧化鈰、氧化鉻、氮化硅、碳化硼、氧化鋯、金剛石。

進一步地，所述防腐劑選自以下中的一種：bit-20、卡松、苯甲酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉。

進一步地，所述金剛石的粒度為0.01~200微米。

進一步地，所述氧化鋁、氧化硅、氧化鈰、氧化鉻、碳化硼、氧化鋯、氮化硅的粒度為0.01~50微米。

進一步地，所述ph值調節(jié)劑選自以下中的一種或多種：氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、三乙醇胺、鹽酸、硫酸、硼酸。

一種纖維素納米纖維基研磨液的制備方法，包括如下步驟：

s1.按照以下質量組分準備原材料：研磨料0.1~40%，纖維素納米纖維0.05~1%，ph調節(jié)劑0.0~1.0%，防腐劑0.0~1.0%，有機溶劑0.0~10%和去離子水47~98.5%；

s2.取一部分所述的去離子水，按照每100質量份的去離子水加入1~5質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠；

s3.將步驟s1和步驟s2中除ph調節(jié)劑和防腐劑以外的材料充分混合均勻；

s4.加入ph調節(jié)劑調節(jié)研磨液ph值，調節(jié)范圍2~12，并加入防腐劑。

進一步地，所述步驟s3中充分混合均勻的方式是使用超聲波分散。

進一步地，所述步驟s3中充分混合均勻的方式是攪拌混合均勻。

本發(fā)明的有益效果：通過在研磨液的組份中采用纖維素納米纖維，纖維素納米纖維同時具有分散、懸浮和觸變性能，是研磨液的理想懸浮分散觸變劑，纖維素納米纖維既可制備大顆粒磨料的研磨液，也可以制備納米級拋光液。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入5質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水40克，粒度為200微米金剛石40克，充分攪拌混合均勻，即制備得到高溶度大顆粒金剛石研磨液。此研磨液可用于聚晶金剛石復合片研磨精整。

實施例2：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠50克，加入去離子水10克，乙二醇10克，粒度為70微米金剛石30克，充分攪拌混合均勻，即制備得到高溶度大顆粒金剛石研磨液。此研磨液可用于聚晶金剛石復合片研磨精整。

實施例3：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入5質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠10克，加入去離子水60克，丙二醇10克，粒度為45微米金剛石20克，利用超聲波分散均勻，即制備得到高溶度大顆粒金剛石研磨液。此研磨液可用于聚晶金剛石復合片研磨精整。

實施例4：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠30克，加入去離子水49克，乙二醇10克，粒度為15微米金剛石5克，粒度為15微米氧化鋁3克，粒度為15微米碳化硅2克，充分攪拌混合均勻，然后加入質量分數為5%的氫氧化鈉水溶液0.5克，調節(jié)ph值為10，最后加入0.5克卡松，然后充分攪拌均勻,即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例5：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠5克，加入去離子水83.9克，乙二醇10克，粒度為0.01微米金剛石0.1克，充分攪拌混合均勻。然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為9，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻即制備得到纖維素納米纖維基研磨液，bit-20是一種新一代廣譜型防腐劑，主要有效成份是bit，bit的化學名稱是1,2-苯并異噻唑-3-酮。

實施例6：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠15克，加入去離子水73克，乙二醇10克，粒度為6微米金剛石1克，充分攪拌混合均勻。然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為9，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻,即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例7：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠10克，加入去離子水78.5克，乙二醇10克，粒度為3微米金剛石0.5克，充分攪拌混合均勻,然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為9，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻,即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例8：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水68克，乙二醇10克，粒度為2微米氧化鋁1克，充分攪拌混合均勻,然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為10，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻，即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例9：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水49克，乙二醇10克，粒度為0.1微米氧化硅20克，充分攪拌混合均勻，然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為10，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻，即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例10：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水49克，乙二醇10克，粒度為0.5微米氧化鈰20克，充分攪拌混合均勻，然后加入質量分數為5%的鹽酸水溶液0.5克，調節(jié)ph值為4，最后加入0.5克苯甲酸鈉，然后充分攪拌均勻，即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例11：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水59克，乙二醇10克，粒度為0.5微米氧化鋯10克，充分攪拌混合均勻，然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為10，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻，即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例12：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠，靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水68克，乙二醇10克，粒度為2微米氧化鉻1克，充分攪拌混合均勻，然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為10之間，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻,即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

實施例13：s1.配制纖維素納米纖維溶膠：采用自制的纖維素納米纖維,直徑為5~10納米，長度為1~3微米，按照每100質量份的去離子水加入1質量份的纖維素納米纖維配制纖維素納米纖維溶膠,靜止待用；

s2.取s1配制的纖維素納米纖維溶膠20克，加入去離子水68克，乙二醇10克，粒度為2微米氮化硅1克，充分攪拌混合均勻,然后加入質量分數為5%的氫氧化鉀水溶液0.5克，調節(jié)ph值為9，最后加入0.5克bit-20，然后充分攪拌均勻,即制備得到纖維素納米纖維基研磨液。

綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術方案，通過在研磨液的組份中采用纖維素納米纖維，纖維素納米纖維同時具有分散、懸浮和觸變性能，是研磨液的理想懸浮分散觸變劑，纖維素納米纖維既可制備大顆粒磨料的研磨液，也可以制備納米級拋光液。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。