金刚石钢丝锯专用水基切削液配方分析

  1背景

本品的粘度很低，冷却性好，切屑悬浮和扩散性好，切屑颗粒能很好地浸湿，金刚石钢丝锯清洁干净，发泡性低，对金属离子不敏感，不可燃。本发明中的切削液在高温下也很稳定，使用寿命相对很长，例如，相对于现有切削液，相同容量的切削液可切割的工件数提高5倍以上，同时残留在硅切屑上的切削液很容易移除，切屑硅粉回收容易。
  2水基切削液参考配方（仅供参考）
 本品各组分质量份配比范围为：分散剂0.01~2、润湿剂0.01~3、消泡剂0.01~2、缓蚀剂0.01~2、螯合剂0.01~2、杀菌剂0.01~1、渗透剂0.01~10、增稠剂93~95、染料1~5、香精1~3，水加至100。
 3常见水基切削液组成
     所述选择性分散剂为易溶于水的聚合物分散剂，典型的是聚羧酸酯或聚羧酸，聚羧酸为如下物质的一种或它们的组合：聚磺酸物、聚硫化物、聚酯、聚醚、聚丙烯酰胺、聚多糖、均聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸、烯基磺酸、芳香烯基磺酸、丙烯酰胺磺酸、顺丁烯二酸：

所述选择性润湿剂为阴离子润湿剂、非离子润湿剂、或两性离子润湿剂中的任一种；

所述阴离子润湿剂为基于羧酸盐的表面活性剂、基于磺酸盐的表面活性剂或基于硫酸酯盐的表面活性剂，其中，基于羧酸盐的表面活性剂为钠、钾或脂肪酸、丙烯酸氨基酸、丙烯酸多肽和聚乙二醇脂肪醇羧酸酯的铵盐；基于磺酸盐的表面活性剂为烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐、α-石蜡磺酸盐、石蜡磺酸盐、仲烷烃磺酸盐、N-酰基甲基牛磺酸、芳基烷基磺酸盐、烷基（二）联苯醚磺酸、磺酸基琥珀酸酯、烷基萘磺酸盐和羟乙基磺酸盐；基于硫酸酯盐的表面活性剂为硫酸醇、硫酸聚氧醇、硫酸甘油三酯油、脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐、基于硅的表面活性剂、聚氧脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐，以及磷或磷酸酯。

在阴离子表面活性剂中，疏水物是直线型或分枝型的烃链、直线型或分枝型的烷基芳烃、直线型或分枝型的烷基苯酚，烃链可能含有不饱和碳碳键，可以部分或全部被氟化。

所述非离子润湿剂为直线型或分枝型的伯醇或仲醇聚氧乙烯醚或环氧基化合物，含有丙烯氧化物（PO）、丁烯氧化物（BO）或亚烃基氧化物，如嵌段共聚、无规共聚或封端，其中的烃链可能含有不饱和碳碳键，可以部分或完全被氟化；胺烷氧基化合物；烷基酚聚氧乙烯醚；乙烯和丙烯氧化物或丁烯氧化物的嵌段共聚物；羧基酸酯长链，如脂肪酸的甘油酯和聚甘油酯，山梨醇或聚氧乙烯山梨醇酯；烷基多苷；乙氧基炔二醇和硅氧烷表面活性剂。非离子表面活性剂中，末端羟基可以用氯、烷基醚、烯丙基醚、苄基醚、醋酸或乙缩醛代替，形成部分或完全的封端表面活性剂。

所述两性离子润湿剂为甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、卵磷脂或桂酰两性基乙酸钠，这些润湿剂对切削液造成的表面张力都小于45N/m,在切削液中不会造成泡沫，或造成很少的不稳定的泡沫，同时，所述润湿剂能通过OECD301方法进行生物降解。

进一步，所述润湿剂为表面张力低的表面活性剂或高分枝型的仲醇乙基氧化物（SAE）。

所述选择性消泡剂为烷基聚硅氧烷或有机磷混合物。

进一步，所述烷基聚硅氧烷为二甲基硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基乙基聚硅氧烷、二辛基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基丙基聚硅氧烷、二辛基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基丙基聚硅氧烷、二丁酯聚硅氧烷、双十二烷基聚硅氧烷。

进一步，所述有机磷混合物为三丁基磷酸，三丁氧基乙基磷酸或亚磷酸三苯酯或者他们的混合物，或者聚亚烷基氧化物。

进一步，所述亚烷基氧化物为乙烯氧化物、丙烯氧化物或丁烯氧化物。

这些消泡剂都易溶于水，在水中能扩散，且与切削液中的其他成分兼容，储存切削液时能减少泡沫或使泡沫变得更少的任何混合物。

所述选择性缓蚀剂为烷醇胺、硼酸酯、胺二羧酸酯、三唑烷、羟基羧酸或羟基羧酸盐，如葡萄糖酸、葡糖二酸；烷醇胺；亚硝酸盐；羧化物；硅酸盐；磷酸酯和唑类化合物，如苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、硫醇基苯并噻唑和卤化唑。

这些缓蚀剂在流动条件下，易溶于水，在水中能扩散，并能很好地同基础液体混合在一起，同切削液中的其他成分兼容，在储存和使用过程中能抑制或消除切削液对金刚石钢丝锯设备表面造成的腐蚀。

进一步，选择性缓蚀剂中含有正磷酸盐、焦磷酸盐或聚磷酸盐。

所述螯合剂包括：乙二胺四乙酸（EDTA）以及他的盐和衍生物；羟乙基亚氨基二酸（ＨＥＩＤＡ）以及它的盐和衍生物；甲基—甘氨酸—二乙酸（ＭＧＤＡ）以及它的盐和衍生物；谷氨酸二乙酸（ＧＬＤＡ）以及它的盐和衍生物。

进一步，从生物降解性方面考虑，首选羟乙基亚氨基二酸（HEIDA）、甲基—甘氨酸—二乙酸（MGDA）或谷氨酸二乙酸（GLDA）。

这些螯合剂同切削液中的其他成分兼容，能有效减少或抑制细菌、藻类细胞增长，由于切削液在使用之前就已成形，通常要在金刚石钢丝锯的存储罐中存储一段时间，切削液中细胞的增长会降低切削液的性能，并可导致出液喷嘴的堵塞。

其中，增稠剂为黄原胶、中性树胶或者烷基纤维素。

所述烷基纤维素为羟甲基纤维素或羧甲基纤维素。