CN102604731A - 水基铝箔加工液 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低粘度水基铝箔冲压加工液。本发明按质量百分比由以下组分组成：烷基醇酰胺0.05～2％；醇胺0～4％；聚乙二醇型非离子表面活性剂0.05～2％；消泡剂0～0.1％；余量为水。对铝箔有良好的适应性和易清除特性，适合铝箔的高速冲压、轧制等加工。可用于替代铝翅片换热器加工中使用的矿物油基挥发性润滑油，既能够满足铝箔加工成翅片的润滑要求，又能够在铝箔表面达到最小残留，无需增加清洗工序，保持铝箔表面光洁以及换热器质量不变，同时可以降低生产能耗和减少有机物排放。该加工液在常温下即可干燥，取消了高温干燥工序，从而达到降低生产能耗，减少挥发性有机物、废水、废液的排放。

Description

水基铝箔加工液

技术领域

本发明属于润滑剂技术领域，涉及一种用于铝(包括铝合金)箔加工的低粘度水基加工液。

技术背景

冷藏冷冻系统的热量交换是通过铝翅片换热器实现的，铝翅片是由铝(包括铝合金)箔经冲压、拉伸、穿孔、翻边等多道工序加工制造而成。在铝箔加工时表面需要喷涂润滑油，以确保铝箔顺利加工成翅片并保护模具。铝翅片组装成换热器后，需要将铝箔表面残留的润滑油彻底除去，因为油的存在会导致铝箔表面亲水角增大，降低换热器效率。

基于铝翅片换热器加工的特殊要求，目前使用的润滑油是以深度精制的轻质矿物油为基础油，复配脂肪醇、酸、酯等添加剂得到的挥发性润滑油组合物，该润滑油既能满足铝箔冲压的润滑要求，又能在高温环境下气化除去，保持铝箔表面洁净与较小的亲水角。

挥发性润滑油对人体皮肤有一定刺激性，易导致操作员工皮肤过敏、红肿、溃烂等皮肤疾病；在受热气化时，需要较高的温度，高温烘炉的能耗较大；挥发性润滑油气化时产生不良气味，气体的排放增加了大气中的VOC(可挥发有机化合物)含量，不利于环境保护。基于挥发性润滑油的这些缺陷，在铝翅片换热器加工中需要一种既能满足加工要求，又能够降低生产能耗、改善生产环境的新型润滑剂。

基于环境保护的目的，开发以水为基础的加工液，无需高温气化除去，减少大气VOC排放。

目前使用的水基金属加工液主要用来加工单个部件，均是以润滑、冷却、防锈为主要目的，加工液的粘度较大，在工件表面残留较多。为除去这些残留的润滑剂，需要在加工后增加专门的清洗、干燥工序，然后再用于设备组装。在铝翅片换热器的加工制造中，铝箔冲压成翅片后先经过穿片、胀管工序组装成换热器后，再通过高温烘炉去除残留润滑剂。将常规的水基金属加工液直接用于铝翅片换热器，较大的粘度会导致铝箔发粘、落片不畅，较多的表面残留会影响铝箔的洁净度及使用效果。冲压后残留在铝箔表面的加工液会在穿片、胀管工序中进入换热管内，导致换热器质量变差。如果增加清洗工序，则清洗废液的排放处理又会增加成本或导致环境污染。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低粘度水基铝箔加工液，主要应用于铝(包含铝合金)箔的冲压、拉伸、穿孔、翻边、轧制等操作，特别应用于空调铝翅片换热器的加工制造。

本发明的水基加工液以水为基础，配以各种功能助剂而得到，具有润滑、防锈、低残留特性，并且安全、不燃、无VOC排放等优点，可以作为润滑剂直接替换油剂用于空调铝翅片换热器加工制造。

本发明按质量百分比由以下组分组成：

本发明用于空调铝翅片换热加工的特别优选的组成是：

所述的烷基醇酰胺是脂肪酸和醇胺和通过酰胺化反应制得的具有羟烷基酰胺结构的化合物，脂肪酸是碳数6～20的烃基酸中的一种或多种混合酸，醇胺是选自单乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺中的一种，如N-(2-羟乙基)十二烷基酰胺；N，N-二(2-羟乙基)十二烷基酰胺；N-(2-羟丙基)十二烷基酰胺；N，N-二(2-羟丙基)十二烷基酰胺；椰油酸二乙醇酰胺、椰油酸单乙醇酰胺等。

所述醇胺可以选自单乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种混合物。

所述的聚乙二醇型非离子表面活性剂是以环氧乙烷为亲水基团的表面活性剂，如烷基聚氧乙烯醚、吐温、聚醚中的一种或多种混合物；亦可采用现有技术公知的各种聚乙二醇型非离子表面活性剂。

所述的水可以选自地表水、地下水、自来水、蒸馏水、去离子水、超纯水等。优选为去离子水。

所述消泡剂可采用现有技术公知的各类消泡剂。

所述水基加工液的40℃运动粘度为0.5～4.0mm²/s。

所述水基加工液的生产是将烷基醇酰胺、醇胺、聚乙二醇型非离子表面活性剂、消泡剂依次加入水中，持续搅拌直至添加剂全部溶于水中，形成透明或半透明的稳定溶液。

本发明的水基铝箔加工液具有安全、环保、易清除的特性。目前铝翅片换热器加工中使用的挥发性润滑油，其主要成分是沸点范围在150～300℃、闭口闪点在50～100℃的精制矿物油。以矿物油为溶剂的挥发性润滑油由于闪点低，因此容易燃烧，而水基加工液则不会燃烧，使用更安全。挥发性润滑油的沸点较高，需要经过高温加热才能从工件表面清除，而水的沸点是100℃，在较低的温度下即可蒸发除去，减少了加热设备的能耗。挥发性润滑油受热会形成气相有机物进入空气，增加了挥发性有机物(VOC)的排放，对环境和健康造成危害，水基加工液受热时只有水气化进入空气，不会增加VOC排放。

与常规水基加工液相比，本发明的水基铝箔加工液无需加入油性物质来提高润滑性能，仅使用烷基醇酰胺和聚乙二醇型非离子表面活性剂做为摩擦改进剂即可满足铝箔冲压的润滑要求。烷基醇酰胺本身具有防锈能力，加入额外的醇胺可以提高整体的防锈能力。在满足润滑和防锈的条件下，使用较少的添加剂量可以降低产品的粘度，使铝箔冲压设备运作流畅，无粘箔或落片不畅的问题。较低的粘度还可以减少加工液在铝箔上的残留量，可以更快速地除去水分，留在铝箔表面的添加剂的量也非常少，不会影响铝箔的表面光洁度，无需增加额外的清洗工序。

本发明对铝箔有良好的适应性和易清除特性，适合铝箔的高速冲压、轧制等加工。本发明提供的低粘度水基铝箔加工液可用于替代铝翅片换热器加工中使用的挥发性润滑油，既能够满足铝箔加工成翅片的润滑要求，又能够在铝箔表面达到最小残留，保证铝箔表面光洁，保持换热器质量不变，无需增加清洗工序。该加工液在常温下即可干燥，取消了高温干燥工序，从而达到降低生产能耗，减少有机物、废水、废液的排放。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明水基铝箔冲压加工液的制备步骤如下：

按实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所述比例在容器中分别加入水、烷基醇酰胺、醇胺、聚乙二醇型非离子表面活性剂、消泡剂，搅拌至透明或半透明的稳定液体。

将本发明水基加工液与现有的用于铝翅片换热器加工的挥发性润滑油做性能对比，采用的评价方式如下：

最大无卡咬负荷：GB/T 3142-1982润滑剂承载力测定法。

腐蚀试验：GB/T 5096-1985石油产品铜片腐蚀试验法。

SH/T 0195-1992润滑油腐蚀试验法。

GB 11143-1989加抑制剂矿物油在水存在下防锈性能试验法

干燥性：将1.0g样品铺展在Ф120mm的培养皿中，敞口置于恒温鼓风干燥箱中，过一定时间后取出，对比样品测试前后重量变化得出干燥性百分数。

亲水角：将亲水铝箔浸入样品中浸泡5min，经过140℃、7min干燥后，往铝箔上滴0.002ml蒸馏水，测定其亲水角。

实施例1：

实施例2：

实施例3

实施例4

对实施例1～4进行评价，结果见表-1。

表-1

表1中数据表明本发明的水基加工液与矿物油润滑剂相比：润滑能力不下降，对金属无腐蚀，无需高温干燥，残留小，改善亲水角。用在铝翅片换热器加工中，即不用改变加工设备和换热器质量，又能够降低生产能耗，减少VOC排放。

虽然，上文中已经使用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种水基铝箔加工液，其特征在于按质量百分比由以下组分组成：

2.如权利要求1所述的其特征在于按质量百分比由以下组分组成：

3.如权利要求1或2所述的水基铝箔加工液，其特征在于所述烷基醇酰胺是碳数6～20的脂肪酸中的一种或多种和单乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺中的一种或多种通过酰胺化反应制得。

4.如权利要求1或2或3所述的水基铝箔加工液，其特征在于所述烷基醇酰胺选自如下之一：N-(2-羟乙基)十二烷基酰胺；N，N-二(2-羟乙基)十二烷基酰胺；N-(2-羟丙基)十二烷基酰胺；N，N-二(2-羟丙基)十二烷基酰胺；椰油酸二乙醇酰胺、椰油酸单乙醇酰胺。

5.如权利要求1或2所述的水基铝箔加工液，其特征在于所述醇胺选自如下的一种或多种混合物：单乙醇胺、二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺。

6.如权利要求1或2所述的水基铝箔加工液，其特征在于所得产物40℃的运动粘度为0.5～4.0mm²/s。

7.权利要求1或2所述的水基铝箔加工液用于空调铝翅片换热器加工的用途，其特征在于：在空调铝翅片换热加工制造时使用权利要求1或2所述的水基铝箔加工液作为润滑剂。