CN103060064B - 一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液及其制备方法，将专用添加剂、基础油、合成酯、杀菌剂的混合物在常温常压下混合搅拌均匀后得混合物组分A；将pH稳定剂、防锈剂与水在30～80℃混合搅拌10min～1h后得混合物组分B；将表面活性剂、消泡剂在常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分C；将A、B、C三组混合物组分加入反应釜中，并加入镁合金缓蚀剂，在30～80℃混合搅拌10min～1h得产品。本发明中制备的镁合金加工液不仅能降低镁屑的燃烧率，还增强了体系的抗硬水强度与防腐蚀性，提高了镁合金电子零配件外壳的温成形技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁合金加工液，更具体地说，涉及一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，本发明还涉及一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液的制备方法，属于金属加工液领域。
背景技术
镁合金具有独特的性能和优点，如密度小、比强度大、阻尼性好、导热性好、电磁屏蔽性能好、成形性好等，被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”，成为汽车、电子电器，航空等行业的重要选材。镁合金具有较大的进刀容量，其加工方式一般选用高速加工，但由于镁合金较低的热容量和比较高的热膨胀特性，切削加工中形成的切屑瘤和镁切屑的易燃性是影响镁合金高速加工的两个关键因素，制约了其发展。
镁合金电子零配件外壳采用温成形技术，其中包括切削、冲压、拉伸、滚扎等加工技术，研究得出，在180～280℃温度范围内成形的镁合金电脑外壳零件具有优异的强度和韧性，但是由于受到镁合金高速加工的技术限制，特别是所使用的加工液的技术限制，目前镁合金只用于制作高档超薄型并且尺寸较小的电子零配件外壳。因此，研究开发镁合金加工专用的金属加工液是金属加工液领域技术发展的关键。特别地，研究开发适用于加工镁合金电子零配件外壳的金属加工液是实现金属加工液可持续发展的必然途径之一。
市场上的镁合金加工液一般注重其抗硬水强度、润滑性和冷却性等，忽略了工艺中温度的变化对其产品性能的影响。(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯是一种新型的生物柴油添加剂，具有优良的抗氧化性能，此外，还具有优良的协调螯合性、协调表面活性、润滑性和冷却性，诸多优良的化学性使其具有更宽广的应用。将(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯应用于镁合金电子零配件外壳加工用金属加工液目前尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术的缺陷与不足，提供一种能降低镁屑的燃烧率、提高产品使用寿命的高效电子零配件外壳加工专用的镁合金加工液，以及这种镁合金加工液的制备方法。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案解决：
一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，按重量百分比计，由以下组分组成：
其中，所述的专用添加剂为（2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基）-乙酸甲酯，具有以下结构：
优选的是：所述加工液，按重量百分比计，由以下组分组成：
优选的是：所述的基础油为环烷基基础油、聚-α-烯烃、植物油、加氢油中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的合成酯为油酸-2-乙基己基酯、三油酸甘油酯、三羟甲基丙烷油酸酯中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的表面活性剂为Span60、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、妥尔油酰胺、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的pH稳定剂为三异丙醇胺、二异丙醇胺、单异丙醇胺中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的防锈剂为癸二酸、二聚酸、月桂酸、月桂二酸、巴西酸中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的杀菌剂为科莱恩公司的BIT-20与IPBC-20混合物、舒美TK-2、特洛伊TROY中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的镁合金缓蚀剂为妥尔油、磷酸酯、含氮改性磷酸酯中的一种或两种以上的混合物；
优选的是：所述的消泡剂为FOAM BLAST5674；
本发明还提供了一种上述电子零配件外壳加工专用镁合金加工液的制备方法，包含以下步骤：
a）将专用添加剂、基础油、合成酯、杀菌剂的混合物在常温常压下搅拌混合均匀得混合物组分A；
b）将pH稳定剂、防锈剂与水在30～80℃搅拌混合10min～1h得混合物组分B；
c）将表面活性剂、消泡剂在常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分C；
d）将A、B、C三组混合物组分加入反应釜中，并加入镁合金缓蚀剂，在30～80℃搅拌混合搅拌10min～1h得产品；
其中，所述的专用添加剂由摩尔比为1：0.005～0.02的异亚丙基甘油和NaOH，在90～130℃下，搅拌反应0.5～2.5h后，减压蒸馏得到。
本发明所采用的专用添加剂（2,2-二甲基-1，3-二氧环戊烷-4-基）-乙酸甲酯，其具体制备方法请参考CN102229596，属于现有技术，在此不再做详细描述。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
1、本发明所使用的专用添加剂(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯具有优异的抗氧化性能与流动性，能覆盖在镁屑表面，阻隔镁屑与空气的接触，避免镁屑的燃烧；同时在同等粘度下，由于其具有更高的闪点与沸点，显著提高了镁合金在加工与保存过程中的燃烧上限，有利于镁合金电子零配件外壳的加工与存放。通过专用添加剂和镁合金缓蚀剂的复配作用，抑制镁合金的氢析，有效防止镁合金表面的发黑与腐蚀，提高了电子零配件外壳的表面光洁度、强度与韧性。
2、本发明所使用的pH稳定剂能有效的将加工液的pH值控制在8.3～9.2之间，降低了体系中碱性过高对镁合金造成的腐蚀，同时抑制体系中细菌的生长，延长加工液的使用和保存时间，降低运营成本。
3、本发明所使用的专用添加剂能与表面活性剂复配，相较于单一的醇醚羧酸盐表面活性剂而言，增强了体系的抗硬水强度，乳化性能增强，同时提高体系的渗透性，有利于冲洗掉生成的镁屑或镁瘤，降低体系电腐蚀的可能性，延长加工设备的使用寿命。
4、本发明使用较为环保的、润滑性能优良的油性剂，再复配防锈性能长久的防锈剂，使得加工液的性能更好地满足镁合金电子零配件外壳的温成形技术，使外壳具有更好的强度、表面光洁度与尺寸精度。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不限于下述实施例。如果没有特殊说明，本发明采用的原料均可在市场上购买到。
本发明所采用的专用添加剂（2,2-二甲基-1，3-二氧环戊烷-4-基）-乙酸甲酯，其具体制备方法请参考CN102229596，属于现有技术，在此不再做详细描述。
实施例1
其中，(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯由摩尔比为1：0.015的异亚丙基甘油和NaOH，110℃搅拌反应1h后，170℃减压蒸馏后得到；
按照以上物料与重量百分比，该加工液的制备方法为：
a）将(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯、环烷基基础油、油酸-2-乙基己基酯、TROY在常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分A；
b）将三异丙醇胺、二聚酸与水在60℃混合搅拌50min得混合物组分B；
c）将脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、FOAM BLAST5674常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分C；
d）将A、B、C三组混合物加入反应釜中，并加入含氮改性磷酸酯，在70℃下搅拌45min得产品，取一定量产品进行测试，测试结果如表1所示。
实施例2
其中，(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯由摩尔比为1:0.005的异亚丙基甘油和NaOH，在90℃下，搅拌反应0.5h后，170℃减压蒸馏得到；
按照以上物料与重量百分比，该加工液的制备方法为：
a）将(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯、加氢油、三羟甲基丙烷油酸酯、TK-2在常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分A；
b）将二异丙醇胺、癸二酸与水在30℃搅拌混合10min得混合物组分B；
c）将妥尔油酰胺、FOAM BLAST5674常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分C；
d）将A、B、C三组混合物加入反应釜中，并加入磷酸酯，在80℃下搅拌1h得产品，取一定量产品进行测试，测试结果如表1所示。
实施例3
其中，(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯由摩尔比为1：0.02的异亚丙基甘油和NaOH，在130℃下，搅拌反应2.5h后，170℃减压蒸馏得到；
按照以上物料与重量百分比，该加工液的制备方法为：
a）将(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯、聚-α-烯烃、三油酸甘油酯、BIT-20与IPBC-20的混合物在常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分A；
b）将单异丙醇胺、巴西酸与水在80℃搅拌混合1h得混合物组分B；
c）将脂肪醇聚氧乙烯醚、FOAM BLAST5674常温常压下混合搅拌均匀得混合物组分C；
d）将A、B、C三组混合物组分加入反应釜中，并加入妥尔油、含氮改性磷酸酯，在30℃搅拌10min得产品，取一定量产品进行测试，测试结果如表1所示。
表1本公司产品与市场上两款同类产品的性能对比
由上述检测结果可以看出，本发明的加工液能满足镁合金电子零配件外壳的加工要求，所加工成型的镁合金电子零配件外壳表面光洁度与强度优异，且外壳的存放时间更长，对后续加工与装嵌更加有利方便。本产品符合国家环保条例中相关要求，并已通过机械工业油品检验评定中心、SGS和MSDS认证。
本发明使用的(2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基)-乙酸甲酯不仅具有优异的抗氧化性能与流动性，还具有能协调表面活性剂与镁合金缓蚀剂的功能，增强了体系的抗硬水强度与防腐蚀性，提高了镁合金电子零配件外壳的温成形技术，所制作的镁合金电子零配件外壳无论在强度、韧度、加工精度还是在表面光洁度上都得到了很好的改善，市场应用潜力巨大。
本发明的产品能较好的降低镁屑的燃烧率。加工过程中切削或冲压而形成的镁块或镁屑暴露在空气中容易氢析并燃烧，导致设备的损坏，严重时可导致爆炸。但本产品的组分中添加了能显著降低其燃烧性的物质，降低镁合金电子零配件外壳加工过程中出现的危险性。
本发明所描述的具体实施例只用于对本镁合金电子零配件外壳加工的金属加工液的具体实现过程的详细描述，而不是对本的金属加工液制备方法的限定。任何对此产品进行的修饰与改良，在专利范围或范畴内同类或相近物质的替代与使用，均属于本发明专利保护范围。
Claims (9)
1.一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：按重量百分比计，由以下组分组成：
其中，所述的专用添加剂为（2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烷-4-基）-乙酸甲酯，具有以下结构：
2.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：按重量百分比计：由以下组分组成：
3.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的基础油为环烷基基础油、聚-α-烯烃、植物油、加氢油中的一种或两种以上的混合物。
4.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的合成酯为油酸-2-乙基己基酯、三油酸甘油酯、三羟甲基丙烷油酸酯中的一种或两种以上的混合物。
5.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的表面活性剂为Span60、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、妥尔油酰胺、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或两种以上的混合物。
6.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的pH稳定剂为三异丙醇胺、二异丙醇胺、单异丙醇胺中的一种或两种以上的混合物。
7.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的防锈剂为癸二酸、二聚酸、月桂酸、月桂二酸、巴西酸中的一种或两种以上的混合物。
8.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的杀菌剂为科莱恩公司的BIT-20与IPBC-20混合物、舒美TK-2、特洛伊TROY中的一种或两种以上的混合物。
9.按照权利要求1所述的一种电子零配件外壳加工专用镁合金加工液，其特征在于：所述的镁合金缓蚀剂为妥尔油、磷酸酯、含氮改性磷酸酯中的一种或两种以上的混合物；所述的消泡剂为FOAM BLAST5674。
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