[发明专利]金属加工液组合物及其制备

说明书

技术领域

本发明通常涉及呈现改进的抗雾化性质并具有低起泡倾向和优异的空气释放性质的金属加工组合物。

背景

工业金属切割操作，例如在半导体工业中切割硅晶片，使用加工液或金属加工液来辅助或强化切割过程。金属加工液可用作切割油、轧制油、牵引油、压制油、锻造油、用于铝盘的研磨加工油、用于硅晶片的研磨油和冷却剂。在涉及要求快速施加并循环流体的高速加工操作中，有时会遇到泡沫和空气夹带，导致不希望的结果。起泡是不希望的，因为它会降低工件-工具接触区或切片-工具接触区的冷却并引发密封输送和控制问题。已经采用了各种方法和策略来消除或减少起泡，包括当加工产品或使用流体时加入泡沫控制剂。使用某些泡沫控制剂例如硅基泡沫抑制剂在被加工的部件上留下残留物，使得随后向该部件上涂漆相当困难。此外，一些泡沫控制剂可能会恶化金属加工液的空气释放性质。

流体的空气释放性质对于其使用性能是至关重要的，尤其是对于高速操作来说。在某些情况下，使用具有差的空气释放性质的流体会导致空气夹带问题和加工部件的气穴现象。

除了起泡和空气释放以外，另一个与使用金属加工液有关的普遍问题是雾化或成雾。在切割过程中，少量的切割油往往作为微尺寸的液滴逃逸到周围空气中，称为雾。附近的工人会接触到这种雾，并且，除非佩戴保护性呼吸装置，否则，一部分雾会被吸入到工人的肺中。尽管现有技术中的金属切割液对于加工是必不可少的，但它们当前被更严格地审查，因为它们对所接触的工人具有潜在的危险。

在现有技术中已经尝试了各种添加剂来减少雾的形成，包括使用少量的至少一种以下物质：聚异丁烯、聚正丁烯和它们的混合物，它们的粘度平均分子量为30万至1000万。Rhamsan胶、疏水性和亲水性单体、苯乙烯或烃基取代的苯乙烯疏水性单体和亲水性单体是建议用于减少成雾的其它添加剂。使用各种添加剂的现有技术中的一些金属切割液产生了与它们的处置有关的环境问题。现在一致认为需要更安全的更环境友好的金属加工液。

最近的重整工艺已经形成了新种类的油，例如费托基础油(FTBO)，其中该油、馏分或进料源自于或产生于费托工艺的某些阶段。用于费托工艺的原料可来自于多种烃资源，包括生物质、天然气、煤、页岩油、石油、市政废物、这些的衍生物和它们的组合。由费托工艺制备的粗产物可被提炼成各种产物，例如柴油、石脑油、蜡和其它液体石油或特种产品。在许多专利公布和申请中，即US2006/0289337、US2006/0201851、US2006/0016721、US2006/0016724、US2006/0076267、US2006/020185、US2006/013210、US2005/0241990、US2005/0077208、US2005/0139513、US2005/0139514、US2005/0133409、US2005/0133407、US2005/0261147、US2005/0261146、US2005/0261145、US2004/0159582、US7018525、US7083713、US申请序列号11/400570、11/535165和11/613936，它们通过引用并入本文，异构化的基础油由这样的方法产生，该方法中，原料是从费托合成回收的含蜡原料。该方法包括使用双功能催化剂或能选择性地对链烷烃进行异构化的催化剂的完全或部分加氢异构化脱蜡步骤。通过使含蜡原料与加氢异构化催化剂在加氢异构化条件下在异构化区中接触来实施加氢异构化脱蜡。

需要与现有技术的组合物相比具有减少的成雾性和起泡性并具有优异的空气释放性质的改进的金属加工液。此外，需要环境友好的金属加工液。

发明概述

在一个实施方案中，提供了金属加工液，该金属加工液包含：润滑剂基础油，其具有连续的碳原子数和小于10wt％的通过n-d-M测定的环烷属碳；和0.10-10wt％的至少一种添加剂，所述添加剂选自金属加工液添加剂包、金属减活剂、腐蚀抑制剂、抗微生物剂、防腐蚀剂、极压添加剂、减摩剂、防锈剂、聚合物质、阻燃剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧剂、螯合剂例如乙二胺四乙酸盐等、pH调节剂、耐磨剂和它们的混合物；且其中所述金属加工液具有在50℃下由ASTM D3427-03测定的小于0.6分钟的空气释放和由ASTM D892-03测定的小于50ml的序列II起泡倾向。