一种硬脆性材料切削液及其制备方法与流程

本发明属于切削液，更具体的说是涉及一种硬脆性材料切削液及其制备方法。

背景技术：

1、目前，硬脆材料行业用于石英、半导体硅片加工的润滑冷却液主要是切削油。切削油是一种加工助剂，在材料切削过程中起到润滑、冷却、清洗、防锈的作用。随着制造业的迅猛发展，切削油的使用量逐年增多。目前，工业切削油多以矿物油为主要成分，并加入极压添加剂等，具有一定的毒性和刺激性，在长期使用中会危害操作工人的身体健康，后续的处理回收也会造成环境污染。无法控制烟雾的产生，导致车间可见度降低，空气质量堪忧。特别是针对硬脆性材料的加工，加工屑细小，传统切削油容易包裹粉屑，使其黏附在工件表面不易清洗，工作液容易生菌发臭，且切削油大量回收还有引起燃烧的隐患。

2、因此，如何提供一种硬脆性材料切削液，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明提供了一种硬脆性材料切削液及其制备方法，能够满足石英等硬脆材料加工所需的润滑、清洗、冷却和防锈要求，减少石英粉的放热反应，同时解决了车间油雾和voc超标问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种硬脆性材料切削液，包括以下重量份的原料：水溶性润滑剂15-25份、水溶性抗磨剂20份、酸1-5份、有机胺5-15份、沉降剂1-2份、杀菌剂0.5-1份、润湿剂0.5-2份、消泡剂0.1份。

4、优选的，所述切削液还包括去离子水；所述去离子水的质量分数为50％。

5、优选的，所述水溶性润滑剂为聚醚酯、丙三醇、硫化脂肪酸的混合物。

6、优选的，所述聚醚酯、丙三醇、硫化脂肪酸的重量比为6-9：3：2。

7、上述技术方案的有益效果是：提高工件的加工效率，提高加工速度。

8、优选的，所述水溶性抗磨剂为氯化石蜡、磷酸酯、磷酸三甲酚酯的混合物。

9、优选的，所述氯化石蜡、磷酸酯、磷酸三甲酚酯重量比为3-15：2：1。

10、上述技术方案的有益效果是：减少工件的边界摩擦，提高加工精度。

11、优选的，所述酸为十二碳二元酸、四元酸、异壬酸、正辛酸、新癸酸、异辛酸、硼酸中的一种或多种。

12、优选的，所述有机胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种。

13、优选的，所述沉降剂为阳离子聚合季铵盐。

14、优选的，所述润湿剂为乙氧基化乙炔二醇。

15、上述技术方案的有益效果是：降低表面张力，提高润湿性能。

16、优选的，所述消泡剂为水溶性非硅消泡剂。

17、优选的，所述杀菌剂为2-丁基-1，2苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或多种。

18、上述的一种硬脆性材料切削液的制备方法，包括以下步骤：

19、(1)向反应容器内加入部分去离子水，将水温提升至40-50℃，搅拌的同时加入水溶性润滑剂、酸、有机胺，搅拌至均匀，得到基础液；

20、(2)依次向基础液中加入水溶性抗磨剂、沉降剂、杀菌剂、润湿剂、消泡剂，在常温常压下搅拌均匀，得到改良液；

21、(3)向改良液中加入去离子水，通过多孔介质过滤，滤除沉淀杂质，得到切削液。

22、优选的，步骤(1)中所述搅拌至均匀的时间为3h。

23、优选的，步骤(2)中所述搅拌的速度为150rpm/min。

24、优选的，步骤(3)中所述过滤的精度为3μm。

25、上述的一种硬脆性材料切削液在硬脆性材料加工中的应用，其特征在于，所述硬脆性材料包括石英、蓝宝石、半导体硅片、陶瓷。

26、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种硬脆性材料切削液及其制备方法，具有以下有益效果：

27、(1)本发明的切削液代替了传统润滑油加工，减少车间油雾，该产品不含对人体有毒有害的物质，不污染环境，能够满足硬脆材料石英等加工所需的润滑、清洗、冷却和防锈要求，减少石英粉的放热反应，同时解决了车间油雾和voc超标问题，减少火灾隐患，确保工人的身心健康。

28、(2)本发明通过添加水溶性润滑剂减低摩擦阻力，降低表面张力，减少磨损并起到冷却，清洗的作用。同时，沉降剂聚合季铵盐不仅具有广谱杀菌作用，还能够与切粉络合、絮凝成泥团进行沉降。润湿剂可以降低切削液表面张力，使粉屑表面充分润湿，将表面微小的气泡替换成液体，降低浮力，进而实现粉屑的沉降，从而避免粉屑附着在加工件表面，增加摩擦阻力。

技术特征：

1.一种硬脆性材料切削液，其特征在于，包括以下重量份的原料：水溶性润滑剂15-25份、水溶性抗磨剂20份、酸1-5份、有机胺5-15份、沉降剂1-2份、杀菌剂0.5-1份，润湿剂0.5-2份、消泡剂0.1份。

2.根据权利要求1所述的一种硬脆性材料切削液，其特征在于，所述水溶性润滑剂为聚醚酯、丙三醇、硫化脂肪酸的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种硬脆性材料切削液，其特征在于，所述水溶性抗磨剂为氯化石蜡、磷酸酯、磷酸三甲酚酯的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种硬脆性材料切削液，其特征在于，所述酸为十二碳二元酸、四元酸、异壬酸、正辛酸、新癸酸、异辛酸、硼酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种硬脆性材料切削液，其特征在于，所述有机胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种硬脆性材料切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种硬脆性材料切削液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌至均匀的时间为3h。

8.根据权利要求6所述的一种硬脆性材料切削液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌的速度为150rpm/min。

9.根据权利要求6所述的一种硬脆性材料切削液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述过滤的精度为3μm。

10.根据权利要求1所述的一种硬脆性材料切削液在硬脆性材料加工中的应用，其特征在于，所述硬脆性材料包括石英、蓝宝石、半导体硅片、陶瓷。

技术总结
本发明属于切削液技术领域，公开了一种硬脆性材料切削液及其制备方法，包括以下重量份的原料：水溶性润滑剂15‑25份、水溶性抗磨剂20份、酸1‑5份、有机胺5‑15份、沉降剂1‑2份、杀菌剂0.5‑1份，润湿剂0.5‑2份、消泡剂0.1份。本发明的切削液能够满足石英、半导体硅片等硬脆材料加工所需的润滑、清洗、冷却和防锈要求，减少石英粉的放热反应，同时解决了车间油雾和VOC超标问题，确保工人的身心健康。

技术研发人员：王晓薇
受保护的技术使用者：上海化丰实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15