CN109097175A - 一种水基全合成石英玻璃切割液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水基全合成石英玻璃切割液，包括以下重量百分比的组分：聚醚20～30%、离子型季铵盐沉降剂1～5%、水性极压润滑剂5～10%、有机酸2～8%、有机胺2～10%、防锈剂1～5%、醚类耦合剂1～5%、抗硬水剂0.1～1%、消泡剂0.01～0.1%、纯水40～60%。本发明解决了切割过程中的安全隐患，防止切削过程中的起火事故发生，同时极大的改善车间的工人环境状况，降低车间油雾，同时本发明产品具有优异的润滑性、防锈性以及渗透性和玻璃磨屑沉降性能，不含有氯、磷、硫和亚硝酸盐、苯酚等物质，不易于生菌发臭，不会引起皮肤发炎和刺激皮肤，废液处理容易，减少了污染和排放。

Description

一种水基全合成石英玻璃切割液及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地说涉及涉及一种石英玻璃加工润滑领域的切割液的制备方法。

背景技术

石英玻璃由于其组成、结构决定其具有不同的性能，其纯度在99.999%的石英玻璃被广泛应用于电子、化工、军工、生物医学、光纤传输等高精尖领域。尤其在光纤方面的特殊应用，高纯度石英玻璃受到越来越多的重视，其加工工艺也在不断改进。目前石英玻璃的加工工艺一般是砂浆切割、金刚线切割及金刚砂锯切。砂浆切割因其污染大，成品率低，车间环境差等因素逐渐退出市场；金刚线切割因其切割效率高逐渐被市场认可，但其对设备的要求高，不同型号的机器对应的切割液有很大不同，切割液更换频率高，每两小时就要更换一次，废液产生量大；金刚砂锯切工艺虽然其切割效率不如金刚线切割，但其切割成品率高，产品表面光洁度高，后续加工难度低，是目前主流的石英玻璃切割工艺。

对于目前市场主流的石英玻璃切割工艺，所使用的冷却液绝大部分是油基切削油，更换周期在半个月到一个月之间，废油只能焚烧或是掩埋处理，对环境造成极大的负担。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提供了一种水基全合成石英玻璃切割液及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种水基全合成石英玻璃切割液，包括以下重量百分比的组分：聚醚20～30%、离子型季铵盐沉降剂1～5%、水性极压润滑剂5～10%、有机酸2～8%、有机胺2～10%、防锈剂1～5%、醚类耦合剂1～5%、抗硬水剂0.1～1%、消泡剂0 .01～0 .1%、纯水40～60%；

优选的，所述水基全合成石英玻璃切割液的原料按照重量组分包括以下组分：聚醚25%、离子季铵盐沉降剂1%、水性极压润滑剂6%、有机酸3%、有机胺4%、防锈剂1%、醚类耦合剂2%、抗硬水剂0.3%、消泡剂0 .1%、纯水57.6%；

优选的，所述离子季铵盐沉降剂为聚丙烯酰胺阴离子、长链烷基双生季铵盐、聚季铵盐、或长链烷基三生季铵盐；

优选的，所述水性极压润滑剂为三乙醇胺硼酸酯、乙醇胺硼酸酯、改性的四聚蓖麻油酸酯或改性季戊四醇多元酯；

优选的，所述有机酸为异辛酸、异壬酸、辛葵酸的一种或多种。

优选的，所述有机胺为三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、异丙醇胺的一种或多种；

优选的，所述防锈剂为葵二酸或有机三元羧酸；

优选的，所述醚类耦合剂为二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲醚，所述抗硬水剂为EDTA二钠或醚羧酸；

优选的，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；

一种水基全合成石英玻璃切割液的制备方法，包括以下步骤：

（1）、按重量份将有机胺、水性极压润滑剂、聚醚、防锈剂依次加入纯水中，混合后均匀搅拌10～30分钟至完全溶解；

（2）、按重量份依次加入醚类耦合剂、离子型季胺盐沉降剂、抗硬水剂、有机酸和消泡剂，搅拌至均匀透明。

本发明的有益效果是：本发明具有优异的润滑性、防锈性以及渗透性和玻璃磨屑沉降性能，不含有氯、磷、硫和亚硝酸盐、苯酚等物质，不易于生菌发臭，长期接触此切割加工润滑液，不会引起皮肤发炎和刺激皮肤；废液处理容易，减少了污染和排放，兑水稀释使用，使用成本低。水基石英玻璃切割液最主要的优势是解决了切割过程中的安全隐患，防止切削过程中的起火事故发生，同时极大的改善车间的工人环境状况，降低车间油雾。

水基取代油基，为达到高润滑目的，本发明采用改性季戊四醇多元醇酯，改性的季戊四醇多元醇酯及其它酯类润滑剂30天的生物降解率在98%左右，复配高性能抗磨添加剂，通过调和法对石英玻璃切割液进行复配反应，有机醇胺与羧酸及二元酸复配在机台表面可形成防锈保护膜，优化石英玻璃切割液的组成配比和处理工艺，研发一种绿色环保的水基石英玻璃切割液。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面详细说明一种水基全合成石英玻璃切割液及其制备方法：

一种水基全合成石英玻璃切割液按重量份包括以下组分：聚醚25g 、沉降剂聚丙烯酰胺阴离子1g、水性极压润滑剂三乙醇胺硼酸酯6g、辛葵酸3g、有机胺三乙醇胺4g、防锈剂二羧酸盐基复合物1g、耦合剂二乙二醇单丁醚2g、抗硬水剂EDTA二钠0.3g、消泡剂0.1g、纯水57.6g。

按重量份将三乙醇胺、三乙醇胺硼酸酯、聚醚、羧酸盐基复合物依次加入纯水中，混合后均匀搅拌20分钟至完全溶解，再按重量份依次加入二乙二醇单丁醚、聚丙烯酰胺阴离子、EDTA二钠和消泡剂，搅拌至均匀透明。

本发明中，短链酸为辛葵酸，也可以为其它功能相近的有机酸代替，比如异壬酸、异辛酸等，对体系的稳定性并无影响；

羧酸盐基复合物可采用其他性质相近的防锈剂代替，对产品的性质并无明显影响，如葵二酸、三元羧酸等，防锈剂有一定的抗硬水能力，复配醇胺在机台表面形成一定的防锈薄膜。

水性极压润滑剂采用切削液常见的水溶性极压润滑剂，优选三乙醇胺硼酸酯、乙醇胺硼酸酯、改性的四聚蓖麻油酸酯或改性季戊四醇多元酯等酯类添加剂；

聚醚为开环均聚或共聚制得的线型聚合物，在几乎所有润滑状态下能形成非常稳定的具有大吸附力和承载能力的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数；

单丁醚耦合剂为二乙二醇单丁醚，也可采用其他性质近似的醚类耦合剂，如二丙二醇甲醚，对产品的性质并无明显影响；

有机胺采用常用的三乙醇胺，也可采用化学性质相近似的其它有机胺，二乙醇胺、乙醇胺、异丙醇胺；

离子型铵盐沉降剂为聚丙烯酰胺阴离子，也可采用其它类似功能的沉降剂，如长链烷基双生季铵盐、聚季铵盐、或长链烷基三生季铵盐等。

消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

水基全合成石英玻璃切割液在使用时与水按体积比1:20倍稀释使用，用于玻璃切割过程中的自锐刀具、润滑或冷却。

水基全合成石英玻璃切割液，按1:20兑水稀释后使用，其润滑液具有优异的润滑性、防锈性以及渗透性和玻璃磨屑沉降性能，不含有氯、磷、硫和亚硝酸盐、苯酚等物质，不易于生菌发臭，长期接触此磨削加工润滑液，不会引起皮肤发炎和刺激皮肤；废液处理容易，减少了污染和排放，兑水稀释使用，使用成本低；刀具使用寿命长，集中换液周期超过30天以上。

Claims (10)

1.一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于包括以下重量百分比的组分：聚醚20～30%、离子型季铵盐沉降剂1～5%、水性极压润滑剂5～10%、有机酸2～8%、有机胺2～10%、防锈剂1～5%、醚类耦合剂1～5%、抗硬水剂0 .1～1%、消泡剂0 .01～0 .1%、纯水40～60%。

2. 根据权利要求1所述的水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述水基全合成石英玻璃切割液的原料按照重量组分包括以下组分：聚醚25%、离子季铵盐沉降剂1%、水性极压润滑剂6%、有机酸3%、有机胺4%、防锈剂1%、醚类耦合剂2%、抗硬水剂0.3%、消泡剂0 .1%、纯水57.6%。

3.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述离子季铵盐沉降剂为聚丙烯酰胺阴离子、长链烷基双生季铵盐、聚季铵盐、或长链烷基三生季铵盐的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述水性极压润滑剂为三乙醇胺硼酸酯、乙醇胺硼酸酯、改性的四聚蓖麻油酸酯或改性季戊四醇多元酯的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述有机酸为异辛酸、异壬酸、辛葵酸的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述有机胺为三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺、异丙醇胺的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述防锈剂为葵二酸或有机三元羧酸。

8.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述醚类耦合剂为二乙二醇单丁醚或二丙二醇甲醚，所述抗硬水剂为EDTA二钠或醚羧酸。

9.根据权利要求1或2所述的一种水基全合成石英玻璃切割液，其特征在于所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

10.一种如权利要求1～9任意所述的一种水基全合成石英玻璃切割液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、按重量份将有机胺、水性极压润滑剂、聚醚、防锈剂依次加入纯水中，混合后均匀搅拌10～30分钟至完全溶解；

（2）、按重量份依次加入醚类耦合剂、离子型季胺盐沉降剂、抗硬水剂、有机酸和消泡剂，搅拌至均匀透明。