[发明专利]一种用于蓝宝石晶体掏棒的冷却液

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于蓝宝石晶体掏棒的冷却液，属于蓝宝石切割用冷却液的合成技术领域。

技术背景

蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。

蓝宝石晶体因其具有独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能而用于半导体照明产业，如LED，LED能使发光效率提高近10倍，寿命是传统灯具的20倍以上，兼有绿色、环保等优点。目前蓝宝石衬底占全球80%市场份额。

蓝宝石的硬度达到莫氏9级，仅次于金刚石。因此其加工过程存在低效、高损伤等问题，在蓝宝石晶体掏棒工序中常常出现因冷却液润滑性能不好而降低刀具寿命的情况。CN102806609A公开了一种高效低成本蓝宝石晶体圆棒掏棒方法，解决了现有掏棒方法排屑效果差、冷却液不能大量到达掏棒部位的问题，但其忽略了冷却液在加工过程中的作用。

研究表明，在加工过程中粉屑容易具体，不易将粉屑排离出工作区；由于蓝宝石掏棒过程中冷却液用大量自来水稀释，设备和刀具极易生锈；冷却液工作过程中产生的的气泡会影响冷却液的冷却、排屑能力，给加工带来不利。

    发明内容

为了解决上述技术问题，经过深入研究发现：通过加入分散剂，可以有效改善冷却液的润湿分散性能，从而提高其排屑能力；通过加入润滑剂可以显著改善冷却液的润滑性能，尤其是在蓝宝石晶体掏棒过程中，可以大幅提高冷却性和刀具表面质量；加入防锈剂则可以在刀具和设备表面形成分子膜保护层，有效解决设备易生锈问题；加入消泡剂可减少或避免掏棒过程中冷却液产生气泡，使掏棒过程更加顺畅。

因此，一方面本发明的目的是提供一种适用于蓝宝石晶体掏棒的冷却液，该冷却液，主要由润滑剂、分散剂、防锈剂、杀菌剂、消泡剂和水组成，其组分及质量份数为：

润滑剂                     5～30

分散剂                     1～10

防锈剂                     0.1～5

杀菌剂                     0.5～2

消泡剂                     0.1~0.5

去离子水                    余量       ；

   其中所述的润滑剂是聚氧乙（丙）烯醚中的一种或多种，聚氧乙（丙）烯醚类润滑剂可以由下述简式表示：

R[（CH₂CH₂O）_k（CH₃CH₂CH₂O）_m]H（a）     ；

其中，k、m取0~30的实数，且k和m不同时为0，R为单（多）元烷氧基、单（多）元胺基、烷基酸酯基或者为烷基苯氧基。

所述k优选取1~15的实数，m取0~20的实数；R为C数小于20的单（多）元烷氧基、单（多）元胺基、烷基酸酯基或者为烷基苯氧基。

所述润滑剂其质量份数为10~20%。                     

所述的聚氧乙（丙）烯醚类润滑剂（a）中的乙氧基、丙氧基链段的排列方式为嵌段或无规杂嵌。

再一方面，所述的分散剂可以是烷基氢氧化铵、聚乙二醇、碱金属磷酸盐中的一种或多种。

再一方面，所述的防锈剂可以是、水杨酸三乙醇胺、磺化蓖麻油三乙醇胺、油酸三乙醇胺、硫脲、硼酸、苯并三氮唑中的一种或多种。

再一方面，所述的杀菌剂可以是苯甲酸钠、苯并异噻唑啉酮、均三嗪、三丹油中的一种或多种。

再一方面，所述的消泡剂可以聚丙二醇、二甲基硅油、聚醚改性有机硅中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要在于：

1.本产品具有优秀的润滑、冷却、防锈和分散性能，适用于蓝宝石晶体掏棒加工，对提高排屑性和保护刀具均有良好效果。

2.本产品无毒无害，对环境友好。

具体实施方式

本发明为一种用于蓝宝石晶体掏棒的冷却液，主要由润滑剂、分散剂、防锈剂、杀菌剂、消泡剂和去离子水组成。