本发明涉及抛光垫，具体为一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫及其制备方法。
背景技术：
1、化学机械抛光是一种将超微粒子的研磨作用与化学腐蚀作用相结合的精细抛光技术，是集成电路制造过程中表面平整化的关键技术之一。其中，抛光垫是化学机械抛光过程中重要组成之一，随着电子产品的飞速发展，抛光垫的相关研究也得到广泛关注。
2、抛光垫也叫做抛光布，表面结构分为网格型、螺旋型和平面型；其性能主要由材料种类、材料性能、表面结构等决定。其中，相较于环氧树脂、聚酯树脂等材料，聚氨酯树脂制备的抛光垫因其具有良好的弹性、硬度以及均匀的孔结构，应用更为广泛。现有技术中，为了保证聚合物抛光垫的性能，通常会加入填料或磨料，增加刚度、冲击韧性、热变形等性能；但是其加入存在均匀性问题，存在聚集现象，使得抛光垫硬度不均匀，内部缓冲性能不够，在抛光过程中对工件表面形成损少，降低了抛光质量和抛光效率。
3、因此，解决上述问题，制备一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫及其制备方法具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1：将聚合物多元醇、第一微球依次加入至反应釜中，搅拌均匀；加入异氰酸酯、催化剂，预聚，得到预聚体；加入溶剂、第二微球、发泡剂，均质化，得到聚氨酯混合液；
5、步骤2：将无纺布电晕处理，浸渍聚氨酯混合液，使用压辊辊压；循环“浸渍、辊压”3~4次，得到浸渍无纺布；
6、步骤3：将浸渍无纺布进行热固化，得到耐磨抛光垫。
7、较为优化地，聚氨酯混合液的原料包括以下组分：按重量计，聚合物多元醇36~40份、第一微球6~8份、异氰酸酯52~56份、催化剂0.2~0.5份、溶剂8~12份、第二微球16~20份、发泡剂0.3~0.5份。
8、其中，聚合物多元醇分子量为1000~5000，包括但不限于聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚碳酸酯二醇中一种或多种。
9、其中，异氰酸酯包括但不仅限于六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基亚甲基二异氰酸酯中一种或多种。
10、其中，催化剂包括但不仅限于二月桂酸二丁基锡。
11、其中，溶剂包括但不仅限于乙酸乙酯、丙酮、乙酸丁酯中一种或多种。
12、其中，发泡剂为戊烷、水中一种或两种。
13、较为优化地，步骤1中，预聚过程中，温度为72~78℃，时间为1~1.5小时；均质化过程中，温度22~25℃，速度为1500~2000rpm，时间为10~20分钟。
14、较为优化地，步骤2中，辊压的压力为8~10mpa，转速为2~5rpm；步骤3中，热固化温度为90~110℃，时间为1~1.5小时。
15、较为优化地，所述第一微球和第二微球都是将复合微球通过改性得到的；所述复合微球的制备方法为：将微晶纤维素溶解于1-丁基-3-甲基咪唑氯化物中，得到浓度为6~10wt%的溶液a，加入4~6wt%的纳米四氧化三铁，搅拌均匀，得到溶液b；将其通过静电喷雾，得到微球a；将其置于60~80wt%的柠檬酸溶液中，设置温度为80~90℃，搅拌3~4小时，过滤洗涤干燥，得到复合微球。
16、较为优化地，所述第一微球的制备方法为：将复合微球超声分散在甘油醇和甘油醚的混合溶剂中，氮气氛围下加入柠檬酸和环氧丙醇作为催化剂，设置温度为100~105℃，反应24小时，洗涤过滤干燥，得到第一微球。
17、较为优化地，所述复合微球占混合溶剂质量的6~8wt%，甘油醇和甘油醚的摩尔比为1:（2~3）；柠檬酸的加入量为混合溶剂摩尔量的2mol%；环氧丙醇为混合溶剂摩尔量的3mol%。
18、较为优化地，所述第二微球的制备方法为：将复合微球超声分散在去离子水中，加入硝酸铈和六亚甲基四胺搅拌均匀；设置温度为80~90℃反应2~3小时，离心，洗涤干燥，得到第二微球。
19、较为优化地，所述复合微球的浓度为10~12g/l；所述硝酸铈的浓度为0.1~0.12mol/l；所述六亚甲基四胺的浓度为0.2~0.25mol/l。
20、较为优化地，一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法制备得到的耐磨抛光垫。
21、方案中，通过以纳米填料为原料，制备得到第一微球和第二微球；将第一微球部分替代聚合物多元醇，将第二微球充当扩链剂，增加无机纳米填料在耐磨抛光垫中的分散性，增强均匀性，提高抛光性能和耐磨性能。
22、方案中，通过将纳米四氧化三铁和微晶纤维素混合，通过静电喷雾法，柠檬酸羧基化过程制备得到复合微球，以其为基质，通过不同改性方式，得到第一微球和第二微球，增强耐磨抛光垫的力学性能和抛光性能。
23、其中，第一微球是将其置于甘油醇和甘油醚中，表面接枝低聚物（由甘油醇中羟基和甘油醚中醚键反应形成）制备得到的。由于低聚物与聚合物多元醇一样含有多个醇羟基，因此将其部分代替聚合物多元醇与异氰酸酯反应，可以在均匀分散在聚氨酯的抛光垫中，显著提高来的材料的拉伸性能和粘弹性，增强了抛光垫的缓冲性能，辅助第二微球增强抛光性能。
24、其中，第二微球是将复合微球分散在水中，利用柠檬酸羧基化的复合微球的静电作用和四氧化三铁的磁性作用，将二氧化铈沉积在复合微球的表面，形成无机壳层，以此制备得到。利用制备的第二微球充当磨料，增强抛光效率和抛光质量。将第二微球以第二扩链剂的方式加入，利用第二微球表面基团与异氰酸基团发生反应，增加反应分散性，需要说明的是：方案中并未将其在预聚物合成过程中加入，不会改变聚氨酯本身的软硬链段，不会降低聚氨酯粘弹性。
25、此外，第二微球中，以复合微球充当载体，吸附二氧化铈；抑制了二氧化铈纳米粒子的团聚，比游离的磨料密度更大，增加了磨料密度的同时，提高了分散均匀性；同时，二氧化铈包裹在复合微球上，可以有效产热，降低摩擦热能，提高抛光垫的使用寿命。同时，由于复合微球是以微晶纤维素和四氧化三铁复合得到的，微晶纤维素具有一定韧性，而纳米四氧化三铁与表面沉积的二氧化铈存在滑动作用，有效缓冲了接触应力，降低了表面划痕和机械损伤等缺陷，提高了抛光效率和抛光质量。
26、综上，方案中通过第一微球和第二微球的协同作用，有效提高了基于聚氨酯的耐磨抛光垫的力学性能、耐磨性和抛光性能。
1.一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：所述聚合物多元醇包括聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇和聚碳酸酯二醇中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：步骤1中，预聚过程中，温度为72~78℃，时间为1~1.5小时；均质化过程中，温度22~25℃，速度为1500~2000rpm，时间为10~20分钟。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：步骤2中，辊压的压力为8~10mpa，转速为2~5rpm；步骤3中，热固化温度为90~110℃，时间为1~1.5小时。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：所述复合微球占混合溶剂质量的6~8wt%，甘油醇和甘油醚的摩尔比为1:（2~3）；柠檬酸的加入量为混合溶剂摩尔量的2mol%；环氧丙醇为混合溶剂摩尔量的3mol%。
6.根据权利要求1所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法，其特征在于：所述硝酸铈的浓度为0.1~0.12mol/l；所述六亚甲基四胺的浓度为0.2~0.25mol/l。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的一种基于聚氨酯的耐磨抛光垫的制备方法制备得到的耐磨抛光垫。