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本发明专利技术提供了一种新型超大粒径高浓度硅溶胶的制备方法,原料选用硅粉、氢氧化钠、硝酸铈铵以及纯水,所说的硅粉、氢氧化钠与硝酸铈铵的重量比为200:3:1.5,将硅粉制成活化硅粉;将氢氧化钠制成氢氧化钠催化剂;将硝酸铈铵制成硝酸铈铵水溶液。本发明专利技术的制备方法具有如下技术效果:1)采用单质硅水解法制备新型超大粒径硅溶胶,其可用于CMP抛光液的磨料,粒径超过150nm,浓度超过45%,提高了硅溶胶的浓度,并且稳定性能好;2)反应时间短只需30小时,节省了反应时间;3)在制备过程中进行铈掺杂,提高抛光速率达15%左右,有效提升了CMP抛光液的抛光速率,减少抛光后的表面划伤,抛光后的表面粗糙度。
硅溶胶,又称硅酸水溶胶或二氧化硅水溶胶,已大范围的应用于精密铸造、催化剂载体、涂料、造纸和纺织等行业。由于硅溶胶耐水性好,耐高温性强,又具有透气性、分散性、抗滑性和无污染性等特点,故其在所有的领域中的应用都具有特殊的主体地位。目前工业上成熟的制备方法是离子交换法和单质硅溶解法。但产品多是小粒径的硅溶胶,且保存时间短,在品种、质量方面不及发达国家,特别是在高浓度、大粒径硅溶胶和快干增强硅溶胶的生产和应用上才刚刚起步。离子交换法为国内普遍采用的方法,但其工艺程序较多,能源消耗较大。单质硅溶解法是近年来兴起的,工艺简便,成本较低,产品质量较好。
本专利技术的最大的目的在于克服现有产品存在的缺点,提供一种超大粒径新型高浓度硅溶胶的制备方法。本专利技术的新型超大粒径高浓度硅溶胶的制备方法,原料选用硅粉、氢氧化钠、硝酸铈铵以及纯水,所说的硅粉、氢氧化钠与硝酸铈铵的重量比为200 3 1. 5,将硅粉制成活化硅粉;将氢氧化钠制成氢氧化钠催化剂;将硝酸铈铵制成硝酸铈铵水溶液;在80°C下依次加入活化硅粉、氢氧化钠催化剂及硝酸铈铵水溶液,反应30min ;此后每30min加一次活化硅粉、氢氧化钠催化剂及硝酸铈铵水溶液,活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完为止,氢氧化钠催化剂在活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完后就不需加,总反应时间为30h。优选地,所说的活化硅粉是将硅粉放入到纯水中,在60°C下活化30min制成,所说的硅粉与纯水的重量比为1 :2。所说的催化剂为氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的浓度为m。所说的硝酸铈铵水溶液是将硝酸铈铵加入到纯水中制成的,硝酸铈铵水溶液浓度为 2. 5%O本专利技术的制备方法具有如下技术效果1)采用单质硅水解法制备新型超大粒径硅溶胶,其可用于CMP抛光液的磨料,粒径超过150nm,浓度超过45%,提高了硅溶胶的浓度,并且稳定性能好;2)反应时间短只需30小时,节省了反应时间;3)在制备过程中进行铈掺杂,提高抛光速率达15%左右,有效提升了CMP抛光液的抛光速率,减少抛光后的表面划伤,抛光后的表面粗糙度。具体实施方式实施例1本实施例的制备方法中,原料选用硅粉、氢氧化钠、硝酸铈铵以及纯水,所说的硅粉、氢氧化钠与硝酸铈铵的重量比为200 3 1. 5,将硅粉制成活化硅粉;将氢氧化钠制成氢氧化钠催化剂;将硝酸铈铵制成硝酸铈铵水溶液。包括下列步骤1)取200g硅粉放入到400g纯水中,在60°C下活化30min制成活化硅粉;2)取一定量的氢氧化钠制备浓度为1的氢氧化钠溶液作为催化剂;取硝酸铈铵1.5g 加入到58. 5g纯水中制备60g的硝酸铈铵水溶液;3)取450g水加入到烧瓶中升温,保持水浴锅的温度为80°C不变,待水温升到80°C后向烧瓶中加入50g活化硅粉、5g氢氧化钠催化剂及2g硝酸铈铵水溶液,反应30min ;4)此后每30min加一次30g活化硅粉、5g氢氧化钠催化剂及2g硝酸铈铵水溶液,活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完为止,氢氧化钠催化剂在活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完后就不需加了,加入氢氧化钠催化剂的总量为150g,总反应时间为30h。经检测,反应后的硅溶胶PH值为9-10,比重为1. ;34左右,粒径为150nm以上。以上所述,仅是本专利技术的较佳实施例而已,并非对本专利技术作任何形式上的限制,凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本专利技术技术方案的范围内。权利要求1.,其特征是原料选用硅粉、氢氧化钠、硝酸铈铵以及纯水,所说的硅粉、氢氧化钠与硝酸铈铵的重量比为200 3 1. 5,将硅粉制成活化硅粉;将氢氧化钠制成氢氧化钠催化剂;将硝酸铈铵制成硝酸铈铵水溶液;在 80°C下依次加入活化硅粉、氢氧化钠催化剂及硝酸铈铵水溶液,反应30min ;此后每30min 加一次活化硅粉、氢氧化钠催化剂及硝酸铈铵水溶液,活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完为止, 氢氧化钠催化剂在活化硅粉及硝酸铈铵溶液加完后就不需加,总反应时间为30h。2.依据权利要求1所述的新型超大粒径高浓度硅溶胶的制备方法,其特征是,所说的活化硅粉是将硅粉放入到纯水中,在60°C下活化30min制成,所说的硅粉与纯水的重量比为1 :2。3.依据权利要求1所述的新型超大粒径高浓度硅溶胶的制备方法,其特征是,所说的催化剂为氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的浓度为1。4.依据权利要求1所述的新型超大粒径高浓度硅溶胶的制备方法,其特征是,所说的硝酸铈铵水溶液是将硝酸铈铵加入到纯水中制成的,硝酸铈铵水溶液浓度为2. 5%。全文摘要本专利技术提供了,原料选用硅粉、氢氧化钠、硝酸铈铵以及纯水,所说的硅粉、氢氧化钠与硝酸铈铵的重量比为20031.5,将硅粉制成活化硅粉;将氢氧化钠制成氢氧化钠催化剂;将硝酸铈铵制成硝酸铈铵水溶液。本专利技术的制备方法具有如下技术效果1)采用单质硅水解法制备新型超大粒径硅溶胶,其可用于CMP抛光液的磨料,粒径超过150nm,浓度超过45%,提高了硅溶胶的浓度,并且稳定性能好;2)反应时间短只需30小时,节省了反应时间;3)在制备过程中进行铈掺杂,提高抛光速率达15%左右,有效提升了CMP抛光液的抛光速率,减少抛光后的表面划伤,抛光后的表面粗糙度。文档编号C09K3/14GK102417185SQ公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日专利技术者关飞飞, 刘振华, 刘锡林, 马超 申请人:南通海迅天恒纳米科技有限公司