一種鋁合金加工液及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金加工液及其制備方法和應(yīng)用，所述鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分：水溶性聚酯25?40份、磷酸酯1?2份、硼酸0?3份、混合醇胺20?30份、防銹劑2?4份、殺菌劑1?3份、消泡劑0.05?0.15份、緩釋劑0.3?0.5份、純凈水20?42份。鋁合金加工液的制備是在調(diào)和釜中按照一定的順序加入上述的純凈水、硼酸、防銹劑、混合醇胺、緩釋劑、水溶性聚酯、磷酸酯、殺菌劑、純凈水、消泡劑后攪拌均勻。本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。本發(fā)明首次將水溶性聚酯和磷酸酯應(yīng)用于鋁合金加工液中，且配比合理，制備方法中的步驟簡單、操作方便，制得的鋁合金加工液的顏色明顯透明，無渾濁感，具有良好的潤滑性、泡沫穩(wěn)定性、耐硬水性和防銹性。
【專利說明】
一種鋁合金加工液及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種金屬加工液，具體涉及一種鋁合金加工液及其制備方法和應(yīng)用。 【背景技術(shù)】
[0002]隨著機械加工業(yè)的迅速發(fā)展，各種新型金屬材料的開發(fā)及應(yīng)用和金屬加工工藝技術(shù)水平的不斷提高，我國原有的金屬加工液不斷發(fā)展、不斷淘汰。鋁合金是當(dāng)前在汽車發(fā)動機、變速器、航空設(shè)備等其他機械設(shè)備行業(yè)廣泛使用的金屬材質(zhì)，因此，對于鋁合金加工液的需求也就顯得很重要。
[0003]常規(guī)的鋁合金加工液主要為含有一定礦物油的半合成或者微乳化金屬加工液。也有少量的全合成液用于鋁合金加工，但是或多或少存在著潤滑不足或者泡沫，抗硬水能力不行等缺陷?，F(xiàn)有的鋁合金加工液存在以下缺陷:(1)常規(guī)的半合成或微乳液對礦物油依賴比較大，而且性能優(yōu)異一些的半合成液和微乳液往往含有20種以上的添加劑，對成品的調(diào)配要求比較高，一般人不容易掌握。(2)半合成或者微乳化體系，因其含有大量的礦物油，在廢液處理的時候比較困難，生物降解性也比較差。(3)市面上少量的用于鋁合金加工全合成液一般采用聚醚或者脂肪酸皂類物質(zhì)作為潤滑劑。前者往往在潤滑性方面達不到要求，而后者會有嚴重的泡沫及抗硬水能力差等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的鋁合金加工液存在的問題，本發(fā)明提供了一種全新的鋁合金加工液及其制備方法。
[0005]本發(fā)明提供的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯25-40份、磷酸酯 1-2份、硼酸0-3份、混合醇胺20-30份、防銹劑2-4份、殺菌劑1-3份、消泡劑0.05-0.15份、緩釋劑0.3-0.5份、純凈水20-42份。本發(fā)明采用水溶性聚酯作為潤滑劑，然后復(fù)配相應(yīng)的防銹劑、緩釋劑、磷酸酯、殺菌劑和消泡劑，調(diào)配出了性能優(yōu)越的新型全合成鋁合金加工液。其中，水溶性聚酯是一款多元醇E0(環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)，以下簡稱E0)嵌段聚酯，其為一個高分子物質(zhì)，且結(jié)構(gòu)中同時含有大量的酯基和游離羧基機構(gòu)，該物質(zhì)具有良好的潤滑能力;在它的結(jié)構(gòu)中含嵌段加入了 E0,可以有效的提升該聚酯的溶水性，另外一個結(jié)構(gòu)中同時含有E0和游離羧酸，具有了類似醚羧酸的性能，導(dǎo)致它具有良好的抗硬水。該聚酯合成單體中的部分飽和脂肪酸可有效地降低該產(chǎn)品的泡沫傾向。磷酸酯作為該鋁合金加工液的鋁保護劑，它的親油性基團為油醇基，一方面可以降低鋁合金加工液最終產(chǎn)品的泡沫傾向，另一方面相比其他脂肪醇類的磷酸酯，它與水溶性聚酯有很好的相容性。硼酸對抗菌有一定的幫助性，緩釋劑的使用對防銹性具有協(xié)同作用。
[0006]進一步的，混合醇胺為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺中的至少兩種。 混合醇胺的使用可調(diào)節(jié)鋁合金加工液的pH值，但是由于單乙醇胺對鋁合金的腐蝕性相對較大，所以在使用單乙醇胺時的用量不宜太多。
[0007]進一步的，所述防銹劑為二元羧酸或三元羧酸。
[0008]進一步的，所述殺菌劑為殺菌劑MBA。該殺菌劑具有良好的殺菌持久性，而且對員工的接觸性殺害液小，減少了鋁合金加工液對員工的致過敏的概率。
[0009]進一步的，所述消泡劑為乳化硅油、甲基硅油、二甲基硅油中的一種。乳化硅油、甲基硅油、二甲基硅油作為消泡劑使用，消泡能力較好，與其他組分的相容性也較好。
[0010]進一步的，所述緩釋劑為苯三唑衍生物或甲基苯并三氮唑。
[0011 ]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)在調(diào)和釜中加入純凈水2-4.2份，然后加入硼酸0-3份和防銹劑2-4份，攪拌至粉體被濕潤；
[0013](2)加入混合醇胺20-30份、緩釋劑0.3-0.5份，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯25-40份、磷酸酯1-2份、殺菌劑1-3份，攪拌至透明；
[0014](3)加入剩余質(zhì)量份的純凈水，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.05-0.15份攪拌均勻后過濾灌裝。
[0015]其中，步驟(3)中，加入剩余質(zhì)量份的純凈水，攪拌至透明，取樣檢測樣品5%(上述溶液5g、水95g)的pH值、防銹性、鋁保護性，合格以后加入消泡劑，攪拌20min后取樣檢測消泡性，合格以后過濾灌裝。5 %鋁合金加工液的pH值在8.8-9.2之間即為合格。防銹性測定:將干燥濾紙置于潔凈的培養(yǎng)皿中，將已混合好的樣品(5g鐵肩加2g用10ppm硬水稀釋過的鋁合金加工液5%)均勻的鋪在濾紙上，蓋住培養(yǎng)皿，以保持環(huán)境濕潤，放置12h，觀察銹斑。濾紙表面無銹斑，則防銹性能良好，即為合格。保護性測定:將打磨光亮的鋁片浸入5%鋁合金加工液中，敞口放置24h，觀察表面腐蝕情況。鋁片表面無變化，則保護性能良好，即為合格。消泡性測定:配制400g的5%的待測試樣，加入消泡試驗儀(1000ml筒形量筒，底部帶循環(huán)出口，循環(huán)栗循環(huán)待測試樣)中，流速為lL/min，循環(huán)4h，觀察4h后泡沫體積及消泡時間。泡沫最終穩(wěn)定體積小于250ml，2min后殘留泡沫體積小于20ml，即為合格。
[0016]進一步的，步驟(3)中，使用1-200微米的濾布過濾。
[0017]本發(fā)明的鋁合金加工液的用于對鋁合金進行處理。
[0018]進一步的，鋁合金加工液的pH值控制在8.8-9.2。本發(fā)明的鋁合金加工液在使用時，用水稀釋，并將加工液的pH控制在8.8-9.2，當(dāng)加工液的pH為8.8-9.2時，對鐵系材料的防銹性和產(chǎn)品的抗菌能力都有很好的提升。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019](I)本發(fā)明首次將水溶性聚酯和磷酸酯應(yīng)用于鋁合金加工液中，水溶性聚酯作為潤滑劑，使得該鋁合金加工液具有良好的潤滑能力和良好的抗硬水性。磷酸酯作為該鋁合金加工液的鋁保護劑，可降低鋁合金加工液最終產(chǎn)品的泡沫傾向，且與水溶性聚酯具有很好的相容性。
[0020](2)本發(fā)明的鋁合金加工液的配比合理，配方調(diào)配簡單，不會出現(xiàn)調(diào)配半合成或者微乳化鋁合金加工液時出現(xiàn)的成品分層等問題，并且可根據(jù)對鋁合金加工液潤滑的要求靈活地調(diào)整潤滑劑的用量。
[0021 ] (3)本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法的步驟簡單、操作方便，制得的鋁合金加工液的顏色明顯透明，無渾濁感，具有良好的潤滑性、泡沫穩(wěn)定性、耐硬水性和防銹性。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0023] 實施例1[〇〇24]本發(fā)明的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯25kg、磷酸酯lkg、硼酸3kg、混合醇胺25kg、防銹劑3kg、殺菌劑3kg、消泡劑0.lkg、緩釋劑0.3kg、純凈水39.6kg。 [〇〇25]其中，混合醇胺中包括單乙醇胺5kg、三乙醇胺20kg。防銹劑為三元羧酸，緩釋劑為苯三唑衍生物，殺菌劑為殺菌劑MBM。純凈水的TDS<20ms/Cm?；旌洗及返氖褂每烧{(diào)節(jié)加工液的pH值，當(dāng)加工液的pH控制在8.8-9.2時，對鐵系材料的防銹性和產(chǎn)品的抗菌能力都有很好的提升。由于單乙醇胺對鋁合金的腐蝕性相對較大，所以我們在使用單乙醇胺時的用量不宜太多。[〇〇26]水溶性聚酯購自ISA公司，型號為ES550;磷酸酯購自ISA公司，型號為PE518;殺菌劑MBM購自ISA公司；硼酸購自美國三象公司；三元羧酸購自BASF公司，型號為L190;苯三唑衍生物購自ISA公司，型號為AR-⑶;單乙醇胺和三乙醇胺購自美國陶氏；消泡劑購自美國盟慶信公司，型號為MS575。
[0027]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法包括以下步驟:[〇〇28](1)在調(diào)和釜中加入純凈水3.96kg(純凈水總量的10%)，然后加入硼酸3kg和防銹劑3kg，攪拌至粉體被濕潤；[〇〇29](2)加入混合醇胺25kg、緩釋劑0.3kg，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯25kg、磷酸酯lkg、殺菌劑3kg，攪拌至透明；[0〇3〇](3)然后加入35.64kg(剩余的純凈水)，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.1kg攪拌均勻后過濾灌裝，其中，使用1微米的濾布過濾。[〇〇31]本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。具體的，該鋁合金加工液可適用鋁合金的常規(guī)銑削鉆的加工工藝，同時也可以用于鑄鐵，碳鋼的加工工藝，性價比較高。 [〇〇32]使用時，可將上述制得的鋁合金加工液的濃縮液用水稀釋，控制加工液的pH值為 8.8 〇
[0033] 實施例2[〇〇34]本發(fā)明的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯30kg、磷酸酯2kg、混合醇胺23kg、防銹劑4kg、殺菌劑3kg、消泡劑0.lkg、緩釋劑0.5kg、純凈水37.4kg。[〇〇35]其中，混合醇胺中包括單乙醇胺3kg、二乙醇胺20kg。防銹劑為三元羧酸，緩釋劑為苯三唑衍生物，殺菌劑為殺菌劑MBM。純凈水的TDS<20ms/cm。[〇〇36]水溶性聚酯購自ISA公司，型號為ES550;磷酸酯購自ISA公司，型號為PE518;殺菌劑MBM購自ISA公司；硼酸購自美國三象公司；三元羧酸購自BASF公司，型號為L190;苯三唑衍生物購自ISA公司，型號為AR-⑶;單乙醇胺和三乙醇胺購自美國陶氏；消泡劑購自美國盟慶信公司，型號為MS575。
[0037]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法包括以下步驟:[〇〇38](1)在調(diào)和釜中加入純凈水3.74kg(純凈水總量的10%)，然后加入防銹劑4kg，攪拌至粉體被濕潤；[〇〇39](2)加入混合醇胺23kg、緩釋劑0.5kg，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯30kg、磷酸酯2kg、殺菌劑3kg，攪拌至透明；[0〇4〇](3)然后加入33.66kg(剩余的純凈水)，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.1kg攪拌均勻后過濾灌裝，其中，使用50微米的濾布過濾。
[0041]本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。具體的，該鋁合金加工液為環(huán)保的無硼型鋁合金加工液，而且對鋁合金的保護性也更強。
[0042]使用時，可將上述制得的鋁合金加工液的濃縮液用水稀釋，控制加工液的pH值為9.0 ο
[0043]實施例3
[0044]本發(fā)明的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯40kg、磷酸酯lkg、硼酸3kg、混合醇胺30kg、防銹劑2kg、殺菌劑3kg、消泡劑0.lkg、緩釋劑0.3kg、純凈水20.6kg。
[0045]其中，混合醇胺中包括二乙醇胺5kg、二異丙醇胺25kg。防銹劑為二元羧酸，緩釋劑為甲基苯并三氮唑，殺菌劑為殺菌劑MBM。純凈水的TDS<20ms/cm。
[0046]水溶性聚酯購自ISA公司，型號為ES550;磷酸酯購自ISA公司，型號為PE518;殺菌劑MBM購自ISA公司；硼酸購自美國三象公司；三元羧酸購自BASF公司，型號為L190;苯三唑衍生物購自ISA公司，型號為AR-⑶;單乙醇胺和三乙醇胺購自美國陶氏；消泡劑購自美國盟慶信公司，型號為MS575。
[0047]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法包括以下步驟:
[0048](I)在調(diào)和釜中加入純凈水2.06kg(純凈水總量的10 % )，然后加入硼酸3kg和防銹劑2kg，攪拌至粉體被濕潤；
[0049](2)加入混合醇胺30kg、緩釋劑0.3kg，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯40kg、磷酸酯I kg、殺菌劑3kg，攪拌至透明；
[0050](3)然后加入18.54kg(剩余的純凈水)，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.1kg攪拌均勻后過濾灌裝，其中，使用100微米的濾布過濾。
[0051]本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。具體的，該鋁合金加工液為重負荷加工液，不僅可適用于鋁合金材料攻牙和深鉆孔加工，還可適用于合金鋼，不銹鋼等硬質(zhì)材料的加工。
[0052]使用時，可將上述制得的鋁合金加工液的濃縮液用水稀釋，控制加工液的pH值為9.2ο
[0053]實施例4
[0054]本發(fā)明的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯30kg、硼酸3kg、磷酸酯lkg、混合醇胺30kg、防銹劑2.6kg、殺菌劑I kg、消泡劑0.05kg、緩釋劑0.35kg、純凈水42kg ο
[0055]其中，混合醇胺中包括二乙醇胺15kg、三乙醇胺15kg。防銹劑為二元羧酸，緩釋劑為甲基苯并三氮唑，殺菌劑為殺菌劑MBM。消泡劑為甲基硅油。
[0056]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法包括以下步驟:
[0057](I)在調(diào)和釜中加入純凈水4.2kg(純凈水總量的10%)，然后加入硼酸3kg和防銹劑2.6kg，攪拌至粉體被濕潤；
[0058](2)加入混合醇胺30kg、緩釋劑0.35kg，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯30kg、磷酸酯lkg、殺菌劑lkg，攪拌至透明；
[0059](3)然后加入37.8kg(剩余的純凈水)，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.05kg攪拌均勻后過濾灌裝，其中，使用150微米的濾布過濾。
[0060]本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。使用時，可將上述制得的鋁合金加工液的濃縮液用水稀釋，控制加工液的pH值為8.8。[0061 ] 實施例5[〇〇62]本發(fā)明的鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯40kg、磷酸酯2kg、硼酸2.5kg、混合醇胺30kg、防銹劑2kg、殺菌劑3kg、消泡劑0.15kg、緩釋劑0.35kg、純凈水 20kg。
[0063]本發(fā)明的鋁合金加工液的制備方法包括以下步驟:
[0064](1)在調(diào)和釜中加入純凈水2kg(純凈水總量的10%)，然后加入硼酸2.5kg和防銹劑2kg，攪拌至粉體被濕潤；[〇〇65](2)加入混合醇胺30kg、緩釋劑0.35kg，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯40kg、磷酸酯2kg、殺菌劑3kg，攪拌至透明；
[0066](3)然后加入純凈水18kg(剩余的純凈水)，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.15kg攪拌均勻后過濾灌裝，其中，使用200微米的濾布過濾。[〇〇67]其中，混合醇胺中包括二乙醇胺15kg、三乙醇胺15kg。防銹劑為二元羧酸，緩釋劑為苯三唑衍生物，殺菌劑為殺菌劑MBM。消泡劑為甲基硅油。[〇〇68]本發(fā)明的鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。使用時，可將上述制得的鋁合金加工液的濃縮液用水稀釋，控制加工液的pH值為8.8。[〇〇69]本發(fā)明的鋁合金加工液的顏色明顯透明，無渾濁感。常規(guī)的鋁合金加工液的顏色較深，不是很透明。
[0070]本發(fā)明的鋁合金加工液的抗硬水性試驗:配制500ppm的人工硬水，然后使用人工硬水將本發(fā)明的鋁合金加工液和常規(guī)的鋁合金加工液配制5 %的加工液，100ml靜置在量筒中。剛開始時本發(fā)明的鋁合金加工液為清澈透明液體，常規(guī)的鋁合金加工液子為乳白色。24 小時后，本發(fā)明的加工液變?yōu)榈榘咨?，無析皂現(xiàn)象，表面無浮層;常規(guī)的鋁合金變?yōu)槿榘咨矣袊乐匚鲈憩F(xiàn)象，配方有析皂出現(xiàn)，加工液表面出現(xiàn)浮層。
[0071]本發(fā)明的鋁合金加工液的防銹性試驗:使用純凈水將本發(fā)明的鋁合金加工液和常規(guī)的鋁合金加工液配制成5%的溶液，將鋁片浸沒于該溶液中，24h后，本發(fā)明的鋁合金加工液中的鋁片表面無生銹現(xiàn)象。[〇〇72]本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實質(zhì)內(nèi)容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋁合金加工液，其特征在于，所述鋁合金加工液包括以下質(zhì)量份的組分:水溶性聚酯25-40份、磷酸酯1-2份、硼酸0-3份、混合醇胺20-30份、防銹劑2-4份、殺菌劑1-3份、消泡劑0.05-0.15份、緩釋劑0.3-0.5份、純凈水20-42份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液，其特征在于，混合醇胺為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺中的至少兩種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液，其特征在于，所述防銹劑為二元羧酸或三元羧酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液，其特征在于，所述殺菌劑為殺菌劑MBA。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液，其特征在于，所述消泡劑為乳化硅油、甲基硅油、二甲基硅油中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液，其特征在于，所述緩釋劑為苯三唑衍生物或甲基苯并三氮唑。7.—種制備權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)在調(diào)和釜中加入純凈水2-4.2份，然后加入硼酸0-3份和防銹劑2-4份，攪拌至粉體被濕潤； (2)加入混合醇胺20-30份、緩釋劑0.3-0.5份，攪拌至透明，然后依次加入水溶性聚酯25-40份、磷酸酯1-2份、殺菌劑1-3份，攪拌至透明； (3)然后加入剩余質(zhì)量份的純凈水，攪拌至透明；然后加入消泡劑0.05-0.15份攪拌均勻后過濾灌裝。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁合金加工液的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，使用1-200微米的濾布過濾。9.權(quán)利要求1所述的鋁合金加工液的應(yīng)用，其特征在于，所述鋁合金加工液用于對鋁合金進行處理。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁合金加工液的應(yīng)用，其特征在于，鋁合金加工液的pH值控制在 8.8-9.2。
【文檔編號】C10N30/12GK106010761SQ201610349109
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】許棟杰, 夏帥
【申請人】上海壹薩化學(xué)科技有限公司