環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法
2023-07-19 01:39:46 5
環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法
【專利摘要】本發明公開了一種環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法，旨在解決製備一種具有更好的冷卻和防鏽性能且環保的金剛線切割用冷卻液的技術問題。該冷卻液中各組分所佔的重量百分比為：穩定劑4～10%，水溶性潤滑劑0.5～2%，極壓劑1～4%，防鏽劑12～16%，防腐劑3～8%，潤溼劑1～4%，消泡劑0.01～0.04%，餘量為去離子水。本發明環保型金剛線切割用冷卻液具有優良的冷卻、潤滑、防鏽和清洗性能，不易腐敗變質，使用壽命長，便於回收再利用，且對環境無汙染或者低汙染，對工作人員的身體健康無害。本發明環保型金剛線切割用冷卻液的配製方法安全可靠，綜合成本低，適用於規模化生產。
【專利說明】環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金剛線切割晶矽【技術領域】，具體涉及一種環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法。
【背景技術】
[0002]金剛線切割技術也被稱為固結磨料切割技術，它是利用電鍍或樹脂粘結的方法將金剛石磨料附著在鋼線表面，將金剛線直接作用於矽棒或矽錠表面產生磨削，達到切割的效果。金剛線切割具有切割速度快，切割精度高，材料損耗低等特點。由於金剛線切割速度快，線鋸和矽棒表面會產生的更多的熱量，需要及時散熱以避免影響矽片質量，因此在金剛線切割技術中要用到冷卻液。冷卻液又叫切削液或者磨削液，是機械加工行業不可缺少的一種材料。近幾年國外冷卻液發展方向之一是從油基型冷卻液向水基型冷卻液轉移，水溶性冷卻液因具有冷卻效果好、透視性好、去汙能力強、貯存穩定性好等特點，而逐漸代替油類冷卻液和其它乳化液。在金剛線切割技術中，研磨顆粒不是懸浮在切削液中，而是嵌在鋼線上，這就意味著可以使用粘度更低的切削液，從而使切割速度更快。但這樣一來金剛線和矽棒表面將產生更多熱量，這就需要一種比傳統切削液冷卻性能更好的冷卻液來進行降溫。
[0003]當前傳統型冷卻液中礦物油是主要成分之一，其生物降解性差，能長期殘留在水和土壤中，含油量達到3X10_4ml/L便可使海洋植物和淡水魚死亡。其中還含有S、P、Cl等對環境有害的添加劑，即使廢液經過嚴格的回收處理，其在水中的長期積累也會產生危害。此外，使用冷卻液時產生的油霧以及冷卻液散發的刺激性氣味會對操作工人的呼吸系統造成傷害。中國發明專利申請公開說明書CN103013638A中公開了一種用於固定磨料線切割的水溶性冷卻液及其製備方法，該水溶性冷卻液具有較好的消泡和防鏽性能。但其中的防鏽劑選用了亞硝酸鹽，其屬於致癌物質，長期使用會使皮膚乾燥、紅腫，進而誘發多種皮膚病，目前已被許多國家禁止使用。由此可見，製備一種環保型金剛線冷卻液對於光伏產業的長遠發展將起到重要的推動作用。
【發明內容】
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[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種具有更好的冷卻和防鏽性能的環保型金剛線切割用冷卻液及其配製方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明環保型金剛線切割用冷卻液採用如下技術方案: 所述冷卻液中各組分所佔的重量百分比為:穩定劑4~10%，水溶性潤滑劑0.5~2%，
極壓劑I~4%，防鏽劑12~16%，防腐劑3~8%，潤溼劑I~4%，消泡劑0.01~0.04%,餘量為去離子水；
其中，所述穩定劑為油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯啉酮、聚甲基丙烯酸銨中的至少一種； 所述防鏽劑為三乙醇胺硼酸酯；
所述防腐劑為十二烯基丁二酸二乙醇醯胺、苯甲酸鈉中的至少一種；所述潤溼劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。
[0006]在上述技術方案中，選用油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯啉酮、聚甲基丙烯酸銨中的至少一種作為穩定劑，能夠起到增稠冷卻液、分散切屑、增強貯存穩定性的作用，且不受稀釋水質的影響。選用三乙醇胺硼酸酯作為防鏽劑，能夠使冷卻液具有優越的防鏽性能，且其無毒無害，能夠有效提高提高設備工件的防鏽、抗蝕能力。選用十二烯基丁二酸二乙醇醯胺、苯甲酸鈉中的至少一種作為防腐劑，具有高效低毒、水溶性好的優點，能夠有效抑制微生物生長對冷卻液穩定性的破壞。選用脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種作為潤溼劑，能夠降低冷卻液表面張力，提高固體物料的潤溼速度。另外，去離子水作為溶劑，雜質少，能夠提高冷卻液的冷卻性能、防鏽性能和穩定性。
[0007]所述水溶性潤滑劑為聚乙二醇、磷酸三乙酯、油酸中的至少一種，能夠使冷卻液的粘附力增強，潤滑性能提高。
[0008]所述極壓劑為硼砂、矽酸鈉中的至少一種，能夠使冷卻液的粘度增大，附著力提高，在切削區形成堅固的潤滑膜。
[0009]所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、二甲基矽油中的至少一種，能夠有效抑制切割過程的起泡性，提高切割過程的穩定性。
[0010]本發明環保型金剛線切割用冷卻液的有益效果在於:(1)具有優良的冷卻、潤滑、防鏽和清洗性能，能夠在滿足金剛線高速切割的同時，實現良好的切片表面光潔度；(2)不易腐敗變質，使用壽命長，便於回收再利用；(3)所用原輔料都是環保無毒或者低毒添加劑，對環境無汙染 或者低汙染，對工作人員的身體健康無害；(4)廢液處理更為方便和經濟。
[0011]本發明還提供了上述環保型金剛線切割用冷卻液的配製方法:
在不斷攪拌的條件下，依次向去離子水中加入穩定劑、水溶性潤滑劑、極壓劑、防鏽劑、防腐劑、潤溼劑、消泡劑，繼續攪拌I~5h，經濾紙過濾後得到所述環保型金剛線切割用冷卻液；
其中各組分所佔的重量百分比為:穩定劑4~10%，水溶性潤滑劑0.5~2%，極壓劑I~4%，防鏽劑12~16%，防腐劑3~8%，潤溼劑I~4%，消泡劑0.01~0.04%,餘量為去離子水。
[0012]所述過濾方法為常壓過濾，濾紙採用定性快速濾紙。
[0013]採用本發明環保型金剛線切割用冷卻液的配製方法，所製得的冷卻液具有優良的冷卻、潤滑、防鏽和清洗性能，不易腐敗變質，使用壽命長，便於回收再利用，且對環境無汙染或者低汙染，對工作人員的身體健康無害。該方法安全可靠，綜合成本低，適用於規模化生產。
【具體實施方式】
[0014]以下列舉具體實施例對本發明進行說明。需要指出的是，實施例只是對本發明所作的進一步說明，並不以任何方式限制本發明的範圍，其他人根據本發明的提示做出的非本質的修改和調整，仍屬於本發明的保護範圍。下列實施例中所涉及的工業原料如無特別說明，均為市售常規工業原料。
[0015]實施例1:稱取油酸三乙醇胺7kg，聚乙二醇lkg，硼砂3kg，三乙醇胺硼酸酯13kg，十二烯基丁二酸二乙醇醯胺5kg，脂肪醇聚氧乙烯醚2kg，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚
0.02kg,去離子水 68.98kg。
[0016]在去離子水中，不斷攪拌的同時，依次加入所述的油酸三乙醇胺、聚乙二醇、硼砂、三乙醇胺硼酸酯、十二烯基丁二酸二乙醇醯胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，繼續攪拌3h，經濾紙過濾後得到所述環保型金剛線切割用冷卻液100kg。
[0017]本實施例配製的環保型金剛線切割用冷卻液經檢測的各項指標如下表1所示。
表1實施例1.配製的冷錄液的各項指標
【權利要求】
1.一種環保型金剛線切割用冷卻液，其特徵在於，所述冷卻液中各組分所佔的重量百分比為:穩定劑4~10%,水溶性潤滑劑0.5~2%，極壓劑I~4%，防鏽劑12~16%，防腐劑3~8%，潤溼劑I~4%，消泡劑0.01~0.04%，餘量為去離子水； 其中，所述穩定劑為油酸三乙醇胺、聚乙烯吡咯啉酮、聚甲基丙烯酸銨中的至少一種； 所述防鏽劑為三乙醇胺硼酸酯； 所述防腐劑為十二烯基丁二酸二乙醇醯胺、苯甲酸鈉中的至少一種； 所述潤溼劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的環保型金剛線切割用冷卻液，其特徵在於，所述水溶性潤滑劑為聚乙二醇、磷酸三乙酯、油酸中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的環保型金剛線切割用冷卻液，其特徵在於，所述極壓劑為硼砂、矽酸鈉中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的環保型金剛線切割用冷卻液，其特徵在於，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、二甲基矽油中的至少一種。
5.一種權利要求1至4中任一項所述的環保型金剛線切割用冷卻液的配製方法，其特徵在於，在不斷攪拌的條件下，依次向去離子水中加入穩定劑、水溶性潤滑劑、極壓劑、防鏽劑、防腐劑、潤溼劑、消泡劑，繼續攪拌I~5h，經濾紙過濾後得到所述環保型金剛線切割用冷卻液； 其中各組分所佔的重量百分比為:穩定劑4~10%，水溶性潤滑劑0.5~2%，極壓劑I~4%，防鏽劑12~16%，防腐劑3~8%，潤溼劑I~4%，消泡劑0.01~0.04%,餘量為去離子水。
6.根據權利要求5所述的環`保型金剛線切割用冷卻液的配製方法，其特徵在於，所述過濾方法為常壓過濾，濾紙採用定性快速濾紙。
【文檔編號】C10N30/12GK103740452SQ201310710468
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】孫毅, 宋中學, 李要正, 呂豔豔 申請人:開封恆銳新金剛石製品有限公司