消泡剂在金属加工液中的应用
一、概述
金属的机械加工通常包括两种类型：金属的去除和金属的变形。前者作业是靠刃具把金属从被加工件上除掉，使用的润滑剂称为切削液；后者则是用模具使金属在应力下塑性变形，如轧、 拉拔、冲压、 挤压等，使用的润滑剂称为金属加工成型液。金属加工液则是上述两类加工、作业用润滑剂的统称。
金属加工液按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。ASTM D2881则把金属加工用的液体划为三类：(1)油和油基液体；(2)水基乳液及分散体；(3)化学溶液(真溶液及胶体溶液)。2类与3类之间的基本区别在于分散相的粒度和粒度分布。
近年来，水基切削液发展迅速。由于这类液体以水为基质，其传热速度高(水的传热速度为油的2.5倍)。等量的水吸收一定热量后，比油的温升要慢得多，从而提高了冷却效果，且可减少油雾，因此水基切削液的用量增大（估计占整个切削液市场60%）。但是水基切削液存在着润滑性差、锈蚀、胶体稳定性、化学稳定性、生物稳定性、可滤性、泡沫性等问题。其中，泡沫性问题尤其突出。
水基金属加工液为满足润滑、冷却、除垢、化学钝化等各种不同要求，要顾及乳化系统的稳定，既要考虑诸成分的HLB值，又要达到各项性能的平衡，还要考虑诸成分的水溶性或在水中分散的性质，其配方设计成分复杂。对水基金属加工液各种起泡因素有针对性地消泡去沫，成为金属材料加工液生产厂家的一个难点。
二、消泡剂产品介绍
消泡剂的工作原理，是由于其低的表面张力和良好的渗透性特性，吸附在泡膜表面时使局部表面张力降低，干扰被消泡物质气液界的表面张力，因泡膜表面张力不均匀而破泡，导致消泡效果。
乳液型的有机硅消泡剂，利用其半稳定状态，保证相对的贮存稳定性，同时，要求起进入被消泡体系时，稳定性遭破坏，而产生消泡作用。
当有机硅加到泡沫介质中时，硅油的小颗粒落到泡的表面时，有效地降低接触点的表面张力，在泡外皮引起一个薄弱点，从而引起破乳破泡，挤在一起的泡沫由于临近处泡沫的破裂，引起不稳定态，加快引起连续破泡的效果，至最后达到稳定态。因此，消泡剂乳液稳定性差时，有较大活性。太稳定，将减少消泡作用。所以，需要在稳定性和活性之间加以平衡，并选择在水相及油相中溶解度低，而又具有极高活性的有机硅化合物。
水基金属加工液必须实现低泡、无泡，就需要在加工液体系中添加消泡剂。但许多金属加工液产品的高浓度、高酸碱值，使得一般消泡剂，不能合适苛刻的化学环境，添加后，在体系中迅速被破坏，以致失去消泡活性。
本公司研制的BD-3037消泡剂，专门针对水基金属加工液消泡而设计。该产品是一种自乳化的有机硅表面活性剂，耐高温、能在PH3~13范围保持化学稳定性。经过五年的推广应用，被证明是一种合适的添加助剂，对低泡、无泡的水基金属加工液配方设计，是理想的选择。
BD-3037消泡剂有效含量为100%。可以用水基金属加工液本身作为稀释剂，给予10倍以上稀释，然后按比例添加到水基金属加工液中去。参考用量0.1~1%，体系相容性试验、稳定性试验、效果影响试验等，应做例行实验。
BD-3037消泡剂在某些水基金属加工液体系中相容性较弱，可以选择以下配方试验：
配方一：1、材料：BD-303消泡剂（本公司研制产品，有效含量30%）、BD-BD-3037消泡剂。配比：BD-303比BD-BD-3037=100比25。将两种消泡剂搅拌均匀混合后，按参考用量0.1~1%比例添加在水基金属加工液中。
配方二：1、材料：BD-304消泡剂（本公司研制产品，有效含量25%）、BD-BD-3037消泡剂。配比：BD-304比BD-BD-3037=100比5。将两种消泡剂搅拌均匀混合后，按参考用量0.1~1%比例添加在水基金属加工液中。
说明：以上两个配方来自现有用户使用经验，而不是典型比例。其启发意义在于，当BD-3037的分散性不够好的时候，可以考虑用另一种消泡剂作为其分散剂或者架桥介质，来达到消泡剂在体系中分散稳定并保持消泡性能的目的。事实上，两个消泡剂不同比例的配合，还与成本有关。所以，做配比定量分析试验，对于全面考察消泡剂的性价比有益。