專利名稱：一種光學制品磨削液及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磨削液，特別涉及一種光學制品磨削液及其制備方法與應用。
背景技術：
在玻璃、石英等光學制品的磨削加工中，經常用到水溶性磨削液，由于在 磨削過程中產生大量的玻璃粉末，因此對磨削液的冷卻性能和清洗性能要求很 高。目前，針對磨削加工過程的冷卻，玻璃、石英加工行業普遍使用水溶性磨 削液，但配方中多以禁用的亞硝酸鹽為主要成份，并存在清洗性差，加工精度 不準，對操作人員的皮膚和眼睛有剌激，并且易造成"亞硝酸鹽"帶來的健康問 題，同時廢液造成了環境污染。為了提高加工過程中的清洗性能，磨削液的流 量和壓力均較高，而且操作人員直接接觸加工部件，因此要求磨削液要無毒無 害，氣味要小，對皮膚和眼睛的刺激性要低。
發明內容
本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種冷卻和清洗 性能優異、能確保加工精度、無異味、對操作人員的皮膚和眼睛無刺激以及不
含環境有害的亞硝酸鹽和垸基酚聚氧乙烯醚的光學制品磨削液；同時，產品要
具有沉降性好，有利于加工，并具有潤滑性好，在磨削和鉆削光學制品時，效
率高，破邊很少，光潔度高，合格率高。
本發明的另一目的在于提供所述光學制品磨削液的制備方法。 本發明的再一目的在于提供所述光學制品磨削液的應用。
本發明的目的通過下述技術方案實現 一種光學制品磨削液，由以下組分 按質量份組成
長鏈脂肪酸鹽潤滑劑 1 5份 硼系抗磨劑 10 20份0.1 3份 10 25份 25 40份 1 8份 35 50份;
醇
醇胺
表面活性劑 水
所述長鏈脂肪酸鹽潤滑劑，其制備過程如下
(1) 加熱140 160質量份(:16 (318不飽和肪脂酸，至5(TC時加入40 50質量份順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為50 85g/s，溫度的升溫 控制為順丁烯二酸酐加入完畢時溫度為100°C;接著，于100 20(TC以40 100rpm的攪拌速度攪拌12 28小時；
(2) 再加入與步驟(1)中所用物質相等質量的水，攪勻反應3 8小時；
(3) 然后加入與步驟(1)和步驟(2)中所用物質總量相等的三異丙醇胺， 得到pH值為8.5 9.5的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑。
所述硼系抗磨劑，其制備過程如下8 12質量份硼酸、1 2質量份硼砂 和10 15質量份水混勻后再加熱到40 80°C ，接著加入20 30質量份的醇胺， 以40 100rpm的攪拌速度攪拌8 24小時，得到溶液pH值為8.5 9.5，得到 硼系抗磨劑。
所述的沉降劑包括①水溶性聚丙烯酰胺、TXY等高分子化合物；②硫酸 鋅晶體等帶電荷離子型化合物;(D聚氧乙烯基多烷基多季銨鹽等Gemini陽離子 表面活性劑。
所述的醇優選乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油、甲基丙二醇、二丙二醇 或三丙二醇中的至少一種；
所述的醇胺優選單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、三異丙醇胺、 一異丙醇胺、二異丙醇胺或甲基二乙醇胺中的至少一種；
所述表面活性劑優選為低聚雙生或多生陽離子表面活性劑(Gemini);
所述的Gemini表面活性劑包括聚氧乙烯基多烷基多季銨鹽、長鏈垸基雙生 季銨鹽、長鏈垸基三生季銨鹽、司盤雙生季銨鹽、司盤三生季銨鹽、吐溫雙生 季銨鹽、吐溫三生季銨鹽、烷基多苷雙生季銨鹽、烷基多苷三生季銨鹽、天然 松香基雙生季銨鹽和天然松香基三生季銨鹽；
所述水優選為去離子水；
所述光學制品磨削液的制備方法，包括以下步驟將1 5質量份長鏈脂肪 酸鹽潤滑劑、10 20質量份硼系抗磨劑、0.1 3質量份沉降劑、10 25質量份醇、25 40質量份醇胺、1 8質量份表面活性劑和35 50質量份水混合，于 40 80。C攪拌，得到所述光學制品磨削液。
所述攪拌的條件優選40 100rpm攪拌6 20小時；
所述長鏈脂肪酸鹽潤滑劑，其制備過程如下
(1) 加熱140 160質量份d6 ds不飽和肪脂酸，至50。C時加入40 50質量份順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為50 85g/s，溫度的升溫 控制為順丁烯二酸酐加入完畢時溫度為100°C;接著，于100 20(TC以40 100rpm的攪拌速度攪拌12 28小時；
(2) 再加入與步驟(1)中所用物質相等質量的水，攪勻反應3 8小時;
(3) 然后加入與步驟(1)和步驟(2)中所用物質總量相等的三異丙醇胺， 得到pH值為8.5 9.5的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑。
所述硼系抗磨劑，其制備過程如下8 12質量份硼酸、1 2質量份硼砂 和10 15質量份水混勻后再加熱到40 80°C ，接著加入20 30質量份的醇胺， 以40 100rpm的攪拌速度攪拌8 24小時，得到溶液pH值為8.5 9.5，得到 硼系抗磨劑。
所述的沉降劑包括①水溶性聚丙烯酰胺、TXY等高分子化合物；②硫酸 鋅晶體等帶電荷離子型化合物;③聚氧乙烯基多烷基多季銨鹽等Gemini陽離子 表面活性劑。
所述的醇優選乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油、甲基丙二醇、二丙二醇 或三丙二醇中的至少一種；
所述的醇胺優選單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、三異丙醇胺、 一異丙醇胺、二異丙醇胺或甲基二乙醇胺中的至少一種；
所述表面活性劑優選為低聚雙生或多生陽離子表面活性劑(Gemini);
所述的Gemini表面活性劑包括聚氧乙烯基多烷基多季銨鹽、長鏈烷基雙生 季銨鹽、長鏈烷基三生季銨鹽、司盤雙生季銨鹽、司盤三生季銨鹽、吐溫雙生 季鉸鹽、吐溫三生季銨鹽、垸基多苷雙生季銨鹽、烷基多苷三生季銨鹽、天然 松香基雙生季銨鹽和天然松香基三生季銨鹽；
所述水優選為去離子水；
所述光學制品磨削液應用于制備光學制品。
所述的光^制品磨削液的應用是用去離子水把制備的磨削液稀釋至質量百 分比3 5%，用于光學制品的磨削。本發明的原理長鏈脂肪酸鹽潤滑劑由于具有雙羧基和長碳鏈，從而具有 良好的表面吸附性能和良好的極壓邊界潤滑性能；硼系抗磨劑對磨削用砂輪和 工件，能起到良好的"填平"效應，具有明顯拋光潤滑效果，同時還具有pH 值緩沖作用，保證冷卻液能滿足合適的磨削進度又不會腐蝕玻璃表面；水溶性 聚丙烯酰胺等高分子化合物，通過"橋鍵"作用，將多個微細顆粒聚成大的絮 團；硫酸鋅等化合物在水中電離后，能中和粉屑離子的表面電荷；聚氧乙烯基 多烷基多季銨鹽等Gemini陽離子表面活性劑則同時具有"橋鍵"和中和粒子電 荷的作用，同時可以防止冷卻液對光學玻璃的侵蝕，降低拋光后水印和霉菌的 產生；乙二醇、甘油等醇具有良好的輔助潤滑和表面成膜作用。以上原因導致 最終的光學玻璃磨削液使用效果良好。
本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果
(1) 本發明所述磨削液具有優異的冷卻性能，邊加工邊冷卻；無氣味，完 全清亮透明，易于操作者觀察；清洗性好，工件無需特別清洗，用純凈水漂洗 后即可，無殘留物；產品無毒害(不含亞硝酸鹽和烷基酚聚氧乙烯醚)，對操作 者和環境沒有危害；產品沉降性好，有利于加工。
(2) 普通磨削液使用后24小時很難清亮透明，本發明所述磨削液使用后 約8小時就可清亮。
(3) 本發明所述磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊 很少，光潔度高，合格率由一般的85%上升到96% 99%。同時，本發明所述 磨削液確保了加工精度和刀具的使用壽命，有效防止砂輪粘堵現象。
(4) 本發明所述磨削液的制備方法簡單，成本低，市場推廣前景良好。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1:
(1)制備長鏈脂肪酸鹽潤滑劑加熱140Kg ds不飽和肪脂酸(油酸)， 至5(TC時加入40 Kg順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為50g/s，順丁 烯二酸酐加入完畢時溫度為IO(TC;接著，于IO(TC以40rp m的攪拌速度均勻 攪拌反應28小時；再加入180Kg去離子水，攪勻反應5小時后加入360Kg三異丙醇胺，得到pH值為8.5的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑。
(2) 制備硼系抗磨劑8Kg份硼酸、1Kg硼砂和10Kg去離子水混勻后 加熱到40°C ，接著加入20Kg的三乙醇胺，以40rpm的攪拌速度均勻攪拌反應 24小時，得到pH值為8.5的硼系抗磨劑。
(3) 光學制品磨削液的制備將35Kg水加于反應釜中，再依次加入10Kg 步驟(2)制備的硼系抗磨劑、10Kg乙二醇、1Kg步驟(1)制備的長鏈脂肪酸 鹽潤滑劑、O.lKgTXY高分子化合物和和lKg聚氧乙烯基三烷基三季銨鹽，加 熱到4(TC后加入25Kg三乙醇胺，以40rpm的攪拌速度均勻攪拌，反應6小時， 得到光學制品磨削液。
所制備光學制品磨削液具有潤滑冷卻性優異(振子法測試摩擦系數 0.1130)，工作液溫度維持在30 4(TC，無氣味，完全清亮透明，易于操作者觀 察；清洗性好，用純凈水漂洗后即可，無殘留物；產品沉降性好(磨削約7小時 完全沉降)，有利于加工。
將所制備光學制品磨削液與普通磨削液分別同時工作，停機后，所制備光學 制品磨削液中的磨削約7小時就可沉底并清亮，普通磨削液24小時很難清亮透 明。
所制備光學制品磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊很 少，光潔度高，合格率高97%。
實施例2:
(1) 制備長鏈脂肪酸鹽潤滑劑加熱160KgQ8不飽和肪脂酸(亞油酸)， 至5(TC時加入50 Kg順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為85g/s，順丁 烯二酸酐加入完畢時溫度為IOO'C;接著，于200'C以100rpm的攪拌速度均勻 攪拌反應12小時；再加入210Kg去離子水，攪勻反應3小時后加入420Kg三 異丙醇胺，得到pH值為8.5的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑。
(2) 制備硼系抗磨劑12 Kg份硼酸、2 Kg硼砂和15 Kg去離子水混勻 后加熱到80。C，接著加入30Kg的二乙醇胺，以100rpm的攪拌速度均勻攪拌， 反應8小時，得到溶液pH值為9.5的硼系抗磨劑。
(3) 光學制品磨削液的制備將45Kg水加于反應釜中，再依次加入14Kg 步驟(2)制備的硼系抗磨劑、10Kg甘油、3.5Kg步驟(1)制備的長鏈脂肪酸 鹽潤滑劑、2Kg硫酸鋅晶體、5Kg司盤三生季銨鹽，加熱到80'C后加入33Kg 二乙醇胺，以100rpm的攪拌速度均勻攪拌，反應10小時，得到光學制品磨削液。
所制備光學制品磨削液具有潤滑冷卻性優異(振子法測試摩擦系數
0.1100)，工作液溫度維持在30 40。C，，無氣味，完全清亮透明，易于操作者觀 察；清洗性好，用純凈水漂洗后即可，無殘留物；產品沉降性好(磨削約7.5小 時完全沉降)，有利于加工。
將所制備光學制品磨削液與普通磨削液分別同時工作，停機后，所制備光學 制品磨削液中的磨削約7.5小時就可沉底并清亮，普通磨削液24小時很難清亮 透明。
所制備光學制品磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊很 少，光潔度高，合格率高98%。
實施例3:
(1) 制備長鏈脂肪酸鹽潤滑劑加熱150Kgds不飽和肪脂酸(亞油酸)， 至5(TC時加入43 Kg順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為60g/s，順丁 烯二酸酐加入完畢時溫度為IOO'C;接著，于150'C以100rpm的攪拌速度均勻 攪拌反應20小時；再加入193Kg去離子水，攪勻反應5小時后加入386Kg三 異丙醇胺，得到pH值為9.0的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑。
(2) 制備硼系抗磨劑12 Kg份硼酸、2 Kg硼砂和15 Kg去離子水混勻 后加熱到80。C，接著加入30Kg的三乙醇胺，以100rpm的攪拌速度均勻攪拌， 反應8小時，得到溶液pH值為9.5的硼系抗磨劑。
(3) 光學制品磨削液的制備將40Kg水加于反應釜中，再依次加入16Kg 步驟(2)制備的硼系抗磨劑、21Kg甘油、2Kg步驟(1)制備的長鏈脂肪酸鹽 潤滑劑、1.5Kg聚丙烯酰胺和3Kg吐溫三生季銨鹽，加熱到6(TC后加入35Kg 三乙醇胺，以80rpm的攪拌速度均勻攪拌，反應20小時，得到光學制品磨削 液。
所制備光學制品磨削液具有潤滑冷卻性優異(振子法測試摩擦系數
0.1097)，工作液溫度維持在30 4(TC，，無氣味，完全清亮透明，易于操作者觀 察；清洗性好，用純凈水漂洗后即可，無殘留物；產品沉降性好(磨削約7小時 完全沉降)，有利于加工。
將所制備光學制品磨削液與普通磨削液分別同時工作，停機后，所制備光學 制品磨削液中的磨削約7小時就可沉底并清亮，普通磨削液24小時很難清亮透 明。所制備光學制品磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊很
少，光潔度高，合格率高96%。
實施例4:
(1) 制備長鏈脂肪酸鹽潤滑劑同實施例l步驟(1)
(2) 制備硼系抗磨劑同實施例2步驟(2)
(3) 光學制品磨削液的制備將50Kg水加于反應釜中，再依次加入20Kg 步驟(2)制備的硼系抗磨劑、25Kg甘油、5Kg步驟(1)制備的長鏈脂肪酸鹽 潤滑劑、3Kg聚丙烯酰胺和8Kg司盤雙生季銨鹽，加熱到60'C后加入40Kg 二乙醇胺，以80rpm的攪拌速度均勻攪拌，反應10小時，得到光學制品磨削 液。
所制備光學制品磨削液具有潤滑冷卻性優異(振子法測試摩擦系數 0.1115)，工作液溫度維持在30 40。C，，無氣味，完全清亮透明，易于操作者觀 察；清洗性好，用純凈水漂洗后即可，無殘留物；產品沉降性好(磨削約8.5小 時完全沉降)，有利于加工。
將所制備光學制品磨削液與普通磨削液分別同時工作，停機后，所制備光學 制品磨削液中的磨削約8.5小時就可沉底并清亮，普通磨削液24小時很難清亮 透明。
所制備光學制品磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊很 少，光潔度高，合格率高99%。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施 例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種光學制品磨削液，其特征在于，由以下組分按質量份組成長鏈脂肪酸鹽潤滑劑 1～5份硼系抗磨劑 10～20份沉降劑 0.1～3份醇 10～25份醇胺 25～40份表面活性劑 1～8份水 35～50份；所述的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑通過以下步驟制備得到(1)加熱140～160質量份C16～C18不飽和肪脂酸，至50℃時加入40～50質量份順丁烯二酸酐，順丁烯二酸酐加入的速度為50～85g/s，溫度的升溫控制為順丁烯二酸酐加入完畢時溫度為100℃；接著，于100～200℃以40～100rpm的攪拌速度攪拌12～28小時；(2)再加入與步驟(1)中所用物質相等質量的水，攪勻反應3～8小時；(3)然后加入與步驟(1)和步驟(2)中所用物質質總量相等的三異丙醇胺，得到pH值為8.5～9.5的長鏈脂肪酸鹽潤滑劑；所述的硼系抗磨劑通過以下步驟制備得到8～12質量份硼酸、1～2質量份硼砂和10～15質量份水混勻后再加熱到40～80℃，接著加入20～30質量份的醇胺，以40～100rpm的攪拌速度攪拌8～24小時，得到溶液pH值為8.5～9.5，得到硼系抗磨劑；所述的沉降劑為水溶性聚丙烯酰胺、低聚雙生或多生陽離子表面活性劑、TXY高分子絮凝劑或帶電荷離子型化合物中的一種。
2、 根據權利要求1所述的光學制品磨削液，其特征在于所述的醇 為乙二醇、丙二醇、二乙二醇、甘油、甲基丙二醇、二丙二醇或三丙二醇 中的至少一種。
3、 根據權利要求1所述的光學制品磨削液，其特征在于所述的醇 胺為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、三異丙醇胺、 一異丙醇 胺、二異丙醇胺或甲基二乙醇胺中的至少一種。
4、 根據權利要求1所述的光學制品磨削液，其特征在于所述水為長鏈脂肪酸鹽潤滑劑硼系抗磨劑沉降劑醇醇胺表面活性劑 水1 5份 10 20份 0.1 3份 10 25份 25 40份 1 8份 35 50份;去離子水。
5、 根據權利要求1所述的光學制品磨削液，其特征在于所述表面 活性劑為低聚雙生或多生陽離子表面活性劑。
6、 根據權利要求5所述的光學制品磨削液，其特征在于所述的低 聚雙生或多生陽離子表面活性劑為聚氧乙烯基多烷基多季銨鹽、長鏈垸基 雙生季銨鹽、長鏈垸基三生季銨鹽、司盤雙生季銨鹽、司盤三生季銨鹽、 吐溫雙生季銨鹽、吐溫三生季銨鹽、垸基多苷雙生季銨鹽、垸基多苷三生 季銨鹽、天然松香基雙生季銨鹽或天然松香基三生季銨鹽中的至少一種。
7、 權利要求1 6任一項所述光學制品磨削液的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟將1 5質量份長鏈脂肪酸鹽潤滑劑、10 20質量份 硼系抗磨劑、0.1 3質量份沉降劑、10 25質量份醇、25 40質量份醇 胺、1 8質量份表面活性劑和35 50質量份水混合，于40 80。C攪拌， 得到所述光學制品磨削液。
8、 根據權利要求7所述所述光學制品磨削液的制備方法，其特征在 于所述攪拌的條件為以40 100rpm攪拌速度攪拌6 20小時。
9、 權利要求1 6任一項所述光學制品磨削液的應用，其特征在于 所述磨削液用于制備光學制品。
10、 根據權利要求9所述的應用，其特征在于用去離子水把所述的 光學制品磨削液稀釋至質量百分比3 5%，用于光學制品的磨削。
全文摘要
本發明公開了一種光學制品磨削液及其制備方法與應用。本發明通過將1～5份長鏈脂肪酸鹽潤滑劑、10～20份硼系抗磨劑、0.1～3份沉降劑、10～25份醇、25～40份醇胺、1～8份表面活性劑和35～50份水混合，于40～80℃攪拌，得到光學制品磨削液。所述磨削液具有優異的冷卻性能，邊加工邊冷卻；無氣味，完全清亮透明，易于操作者觀察；清洗性好，工件無需特別清洗，用純凈水漂洗后即可，無殘留物；產品無毒害，對操作者和環境沒有危害；產品沉降性好，有利于加工。所述磨削液潤滑性好，磨削和鉆削光學制品時，效率高，破邊很少，光潔度高，合格率達到96％以上。本發明所述磨削液的制備方法簡單，成本低，市場推廣前景良好。
文檔編號C09K3/14GK101633831SQ20091004214
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月26日 優先權日2009年8月26日
發明者李茂生 申請人:廣州機械科學研究院