[发明专利]一种双组分水性聚氨酯、其用途、由其形成的聚氨酯复合抛光垫及制备方法

说明书

本发明提供一种双组分水性聚氨酯、其用途、由其形成的聚氨酯复合抛光垫及制备方法。本发明的双组分水性聚氨酯，包括水性聚氨酯树脂和水性聚氨酯固化剂，所述水性聚氨酯树脂和所述水性聚氨酯固化剂的重量比为(65～97):(3～30)。所述水性聚氨酯固化剂以多异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂和封闭剂为原料反应制得。本发明通过水性聚氨酯固化剂与水性聚氨树脂混合后以特定的工艺对基底材料进行处理，热解封出的异氰酸根基团可以与羟基反应，通过交联反应生成网状结构，不仅减少了异氰酸酯基与水的副反应，此外还能将纤维之间的氢键结合转变为化学键结合，形成稳定的三维结构，最终显著提高黏附纤维丝后复合抛光垫的硬度、强度、耐磨性能。

技术领域

本发明属于抛光垫材料的技术领域，涉及一种一种双组分水性聚氨酯、其用途、由其形成的聚氨酯复合抛光垫及制备方法。

背景技术

随着近些年人们对智能电子产品的需求越来越大，高效集成电路的性能精密度要求也随之提高，在集成电路面积不变的情况下，单晶体管减小和多层布线技术已成为主要趋势，而这对半导体晶片的表面平坦度有很高的要求，化学机械抛光(CMP)技术能够有效地对晶片表面进行平坦化处理，该技术是通过在一定的压力条件下，抛光液对工件表面产生化学腐蚀，形成软化层，然后磨粒对其进行磨削，最终是产品表面光洁。抛光垫在抛光过程中是作为储存和运输抛光液的载体，同时提供一定的物理承载能力。

目前主流的抛光垫分为三种：聚氨酯发泡抛光垫、阻尼布抛光垫和无纺布复合抛光垫。聚氨酯发泡抛光垫是将聚氨酯预聚体，发泡剂以及增链剂混合后再一起注入到模具中固化成型，然后切片得到最终产品，此类抛光垫具有很高的硬度，使用时不易发生变形，能够加工出高平坦度的产品，缺点是容易产生划痕，因此主要用化学机械抛光(CMP)过程中的粗抛阶段；阻尼布抛光垫分为基材和抛光层，抛光层是聚氨酯和发泡剂在水中凝固，高温烘干成膜状制得，该抛光垫质地柔软，能够很好的贴合工件表面，获得高平滑性和低欠陷的产品，常应用于精抛加工过程，不过由于柔韧性太好而无法达到较高的平坦度；无纺布复合抛光垫则是介于前面两种抛光垫的中间产品，由无纺布浸渍在聚氨酯溶液中，湿固化后烘干后成型，其中无纺布是用撞针反复撞击聚酯纤维使其粘合一起成毛毡，无纺布质地柔软，在受压时提供缓冲空间，增强贴合能力，而且孔隙率高，能够吸收磨粒和碎屑，使其不在表面团聚，从而减少了对工件表面的划伤，聚氨酯浸渍固化后表面的高硬度聚氨酯则提供了一定的磨削能力，因此这种复合抛光垫在保证去除速率的同时还能兼顾平滑性，但是很难达到高水准的平坦度。

专利CN87102270公开了一种不同熔点聚氨酯混合浸渍制备抛光垫的方法，对抛光垫加热后进行处理，使低熔点的聚氨酯融化聚集，复合在无纺布和高熔点聚氨酯上，从而改善硬度和透水性，但效果不是很明显。专利CN 104385120通过调整聚氨酯的固化方式，在水浴中预凝聚，再放在烘箱中烘干固化成型，该方法中聚氨酯在无纺布中能够均匀的分布，最终的产品同时具有良好的硬度和液体涵养量。专利CN 102119069公开了一种利用高密度超细纤维络合无纺布制作抛光垫的方法，并通过调整高分子弹性体的填充量，确保内部的体积空隙率在50％以上，由此得到的抛光垫在提供较好的抛光液涵养量的同时还具备一定的刚性，但此种方法制备过程繁琐，成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种双组分水性聚氨酯。

本发明的目的之二在于提供双组分水性聚氨酯用于聚氨酯复合光垫中作为改性涂层的用途。

本发明的目的之三在于提供一种聚氨酯复合抛光垫，附着有所述双组分水性聚氨酯。

本发明的目的之四在于提供一种聚氨酯复合抛光垫的制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种双组分水性聚氨酯，包括水性聚氨酯树脂和水性聚氨酯固化剂，所述水性聚氨酯树脂和水性聚氨酯固化剂的重量比为(65～97):(3～30)。