一种环保线切割液及其制备方法

摘要

本发明属于金属加工及精细化工产品制备领域，涉及一种无需偶合反应的线切割液，具体涉及一种环保线切割液及其制备方法，包括如下质量份的各物质：松香1～14份、植物油酸1～14份、碱液10～30份、自来水20～50份、防锈剂1～5份、石油磺酸钠5～10份、合成油2～5份、聚乙二醇1～15份、酒精3～8份、抗泡剂0.1份，其中，碱液的质量浓度为50％。其具有好的耐热性能、耐光性能，且能适用于寒冷地区使用；还能满足较高的线切割速度。

权利要求

1.一种环保型线切割液，其特征在于，包括如下质量份的各物质：其中，碱液的质量浓度为50％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型线切割液，其特征在于，包括如下质量份的各物质：其中，碱液的质量浓度为50％。

3.根据权利要求1所述的一种环保型线切割液，其特征在于，还包括抗菌剂，抗菌剂的质量份为0.1～10份。

4.根据权利要求1所述的一种环保型线切割液，其特征在于，防锈剂为三乙醇胺硼酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种环保型线切割液，其特征在于，还包括净洗剂，净洗剂的质量份为10～20份。

6.一种如权利要求1-5任一所述的环保型线切割液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、按配方含量称取松香与植物油酸，将二者混合后加热熔融，得到混合均匀的熔融液；

步骤二、在搅拌的状态下向熔融液中匀速滴加碱液进行皂化，在滴加完成后，分时间段取样，将样品化水检测是否浮油；皂化结束的时间以检验无浮油为准；

步骤三、皂化结束后，向皂化结束后的溶液中加入配方中其他成分，并搅拌均匀。

7.根据权利要求6所述的一种环保型线切割液的制备方法，其特征在于，步骤一中加热熔融的温度为70℃～90℃。

8.根据权利要求6所述的一种环保型线切割液的制备方法，其特征在于，步骤一中加热熔融的温度75～80℃。

9.根据权利要求6所述的一种环保型线切割液的制备方法，其特征在于，步骤二中开始取样的时间是在滴加完成后的5～8h。

说明书

一种环保线切割液及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属加工及精细化工产品制备领域，涉及一种无需偶合反应的线切割液，具体涉及一种环保线切割液及其制备方法。

背景技术

[0002] 线切割液主要用在数控线切割机床，一般具有良好的冷却、润滑、清洗和防锈的功能，还具有其他的特殊性能:有一定的电介强度、去游离、灭弧、防止断丝和使用寿命长、安全无毒等。用合适的线切割液可获得理想的加工光洁度和加工效率，并能延长机床的使用寿命。

[0003] 在过去，线切割液主要应用于金属等硬质材质的精密加工；现随着全球太阳能和微电子行业的飞速发展，对硅片的需求快速增长，线切割硅片已成为太阳能与微电子行业的主要工序。但无论是金属的线切割还是硅片的线切割，其均会对产品造成一定的残余应力、表层及表面损伤。

[0004] 众多研究表明，在线切割工艺稳定的情况下，切割液的性能是影响硅片切割效率及质量的关键因素之一。切割过程中，切割液对待加工件的加工有机械和化学的双重作用，能够起到润滑作用，将钼丝、磨粒及硅料间的强机械摩擦转化为润滑膜分子间的内摩擦，使摩擦副运动平稳，减小了损伤和应力，同时及时带走切割过程产生的热量；而且还可以起到清洗作用，并在环保的前提下提高机床的防锈防腐蚀性能。性能良好的切割液要求其成分无毒无害、易溶于水、易清洗、挥发性小、能生物降解并要在润滑渗透、分散悬浮等方面性能良好。具有良好润滑参透性、磨粒分散均匀、PH值适当等特性的切割液能够极大地降低硅料在切割时的损耗，有效降低待加工件的表面损伤应力，减小切割损伤层，提高待加工件的加工精度和质量。

[0005] 但现有市场上主要销售的线切割液，主要包括氢氧化钾、矿物油、油酸、碱液、乙醇、二乙二醇丁醚等，其存在的缺陷有：一、现有线切割乳化油生产时必须使用基础油(矿物油) 作为其必不可小的生产原料，而基础油(矿物油)的废油对环境污染是相当严重的。根据《国家危险废物名录》中明确规定不适合原来用途的废矿物油需要交由具有废矿物油处置经营许可证的单位进行处置。现在使用线切割乳化油的生产经营单位，只有小部分会将其废弃的线切割油乳化液交由具有相关国家资质的回收处理单位进行处置。然而很多私人中小微企业或者小金属加工作坊，都不会进行合乎于国家规定的处置，更有甚者直接将废乳化液直接排放于自然环境或者城市排污管道中。对于环境破坏非常严重。二是、现有线切割乳化油的生产能耗大，生产需将原料升温至130～140℃。由于现在环保需求已经禁止燃烧重油，煤，生物质燃料，所以继续以旧工艺生产不利于生产成本控制。三是、现有产品兑水后工作液为乳白色浑浊液、对环境不友好、其不耐热、不耐光。四是、现有产品经中走丝切割机器现场测试，线切割液能满足实际切割效率达100mm2/min，切割速度还有待提高以适应市场的趋势。五是、现有产品浓缩液浊点为≤-10℃，在寒冷地区使用受限。

发明内容

[0006] 为了提高线切割液的性能，本申请提供一种环保型线切割液及其制备方法，其具有好的耐热性能、耐光性能，且能适用于寒冷地区使用；还能满足较高的线切割速度。

[0007] 为实现上述技术目的，本发明采取的具体技术方案为，一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0008]

[0009] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0010] 作为本发明改进的技术方案，包括如下质量份的各物质：

[0011]

[0012] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0013] 作为本发明改进的技术方案，还包括抗菌剂，抗菌剂的质量份为0.1～10份。

[0014] 作为本发明改进的技术方案，防锈剂为三乙醇胺硼酸酯。

[0015] 作为本发明改进的技术方案，还包括净洗剂，净洗剂的质量份为10～20份。

[0016] 本发明的另一目的在于提供一种环保型线切割液的制备方法，包括如下步骤：

[0017] 步骤一、按配方含量称取松香与植物油酸，将二者混合后加热熔融，得到混合均匀的熔融液；

[0018] 步骤二、在搅拌的状态下向熔融液中匀速滴加碱液进行皂化，在滴加完成后，分时间段取样，将样品化水检测是否浮油；皂化结束的时间以检验无浮油为准；

[0019] 步骤三、皂化结束后，向皂化结束后的溶液中加入配方中其他成分，并搅拌均匀。

[0020] 作为本发明改进的技术方案，步骤一中加热熔融的温度为70℃～90℃。

[0021] 作为本发明改进的技术方案，步骤一中加热熔融的温度75～80℃。

[0022] 作为本发明改进的技术方案，步骤二中开始取样的时间是在滴加完成后的5～8h。

[0023] 有益效果

[0024] 本发明通过对松香与植物油酸进行皂化，实现提高切割液中各成分的水溶性；其中，为了提高松香的皂化效率，这里采用植物油酸进行缓冲；皂化后的松香与植物油酸成为水溶性胶体状，具有好的耐热性、耐光性；在与合成油、石油磺酸钠、聚乙二醇等混合后，在协同作用下是的线切割液具有耐热性、耐光性、耐低温性，同时具有良好的分散性能以及抗静电性能力，有效扩大了线切割的工作环境；另外，由于松香、植物油酸皂化并与合成油、石油磺酸钠、聚乙二醇等混合后还具备一定的电负性，在实际应用时，线切割过程中的切割屑不会悬浮于线切割液中，沉在箱底。有效保证了线切割过程中线切割液的干净程度，进而有效提高线切割速度。

[0025] 再有，由于线切割液中含有酒精、抗菌剂等物质，有效保证了线切割液的使用寿命，并提高线切割液的利用率。

[0026] 本申请提供的线切割液制备方法，先将松香、植物油酸皂化，再按配方将各组份混合并搅拌即可得到产品，在搅拌过程中，线切割液通过各组份的相互协同作用，赋予了该线切割液优异的冷却性能、润滑性能、润湿性能，同时保证了泡沫性低的特性。具有制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0029] 一种环保型线切割液的制备方法，包括如下步骤：

[0030] 步骤一、按配方含量称取松香与植物油酸，将二者混合后加热熔融，得到混合均匀的熔融液；为了控制皂化效果，加热熔融的温度为70℃～90℃，优选加热熔融的温度75～80℃；

[0031] 步骤二、在搅拌的状态下向熔融液中匀速滴加碱液进行皂化，在滴加完成后，分时间段取样，将样品化水检测是否浮油；皂化结束的时间以检验无浮油为准；为了保证取样的有效性，开始取样的时间是在滴加完成后的5～8h；

[0032] 步骤三、皂化结束后，向皂化结束后的溶液中加入配方中其他成分，并搅拌均匀。

[0033] 实施例1

[0034] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0035]

[0036] 其中，碱液的质量浓度为50％，

[0037] 其中，防锈剂来源于家上海嘉荟清洗剂工贸有限公司的水性万能防锈剂。

[0038] 实施例2

[0039] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0040]

[0041]

[0042] 其中，碱液的质量浓度为50％；

[0043] 本实施例中，防锈剂包括如下重量份的各物质：

[0044]

[0045] 实施例3

[0046] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0047]

[0048] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0049] 实施例4

[0050] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0051]

[0052] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0053] 实施例5

[0054] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0055]

[0056] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0057] 实施例6

[0058] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0059]

[0060] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0061] 实施例7

[0062] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0063]

[0064] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0065] 实施例8

[0066] 一种环保型线切割液，包括如下质量份的各物质：

[0067]

[0068] 其中，碱液的质量浓度为50％。

[0069] 实施效果

[0070]

[0071] 其中，泡沫性能采用采用动态泡沫测试仪测试；

[0072] 润滑性能测试，采用OCA20视频接触角测量仪测试；

[0073] 由实施效果可知，本申请通过配方的复配，能够使得润滑、泡沫、润湿等各性能都能发挥最大化，从而实现提供一种冷却性能、润滑性能、润湿性能均比较好，同时具有泡沫性低的金刚砂线切割液，满足客户现场需求目的。

[0074] 本发明相对于现有产品的第一大优势这在于：其完全不含矿物油成分，不会污染环境，产品符合RoSH标准，不含铅、镉、汞、六价铬、多联溴苯、多溴二苯醚。使用单位可以免去考虑废液回收排放的问题。第二大优势是本发明只需将原料加热至80℃左右即可停止加热，再进行30分钟的搅拌即可完成生产，在能耗方面大大减小有利于企业获取更大的利润也有利于资源的有效利用。而且生产时更为安全。第三大优势是本发明兑水后工作液为澄清透明液体，给人一种环保安全无毒无害的感受，直接增强使用者的使用信心。第四大优势是本产品快走丝实际切割效率可达8000mm2/h，切割速度较现有产品可提高10％。第五大优势是本发明浓缩液浊点可达-15℃，更有利于低温条件及寒冷地区下使用。

[0075] 以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。