CN108085105A - 一种连铸连轧铜杆乳化液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸连轧铜杆乳化液，所述乳化液的组份为乳化油、酒精和氢氧化钠溶液；其中，粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.2‑1.0%，酒精0.1‑0.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8‑9.0；精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.4‑1.8%，酒精：0.5‑1.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8‑8.5。本发明技术方案有效加速乳化液均匀混合，减少混合时间；提高了乳化油的抗氧化性和稳定性；延长了乳化液的使用寿命，保证了产品生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳化液，尤其是涉及一种连铸连轧铜杆乳化液及其制备方法。
背景技术
乳化液是一种高性能的半合成金属加工液，特别适用于铝金属及其合金的加工，但不适用于含铅的材料，比如一些黄铜和锡类金属。本产品使用寿命很长，完全不受渗漏油、混入油的影响，最好用软水进行调配。 乳化液采用不含氯的特制配方，专门用于解决铝金属及其合金加工时出现的种种问题（比如：切屑粘结、刀具磨损、工件表面精度差以及表面受到污染等）。它能应用于包括绞孔在内的所有操作。乳化液亦能有效地防止加工工件生锈或受到化学腐蚀，还能有效的防止细菌侵蚀感染。例如在中国专利上公开的树脂乳化液，其公开号为CN101117391A，提供一种树脂乳化液,在水系介质中,由碱性化合物中和具有酸基的粘合树脂而得到,具有上述酸基的粘合树脂含有从包含1～15摩尔%的3元以上的多元醇原料单体得到的聚酯。
铜连铸连轧过程中乳化液的配比以及添加直接影响产品质量以及在轧制过程中抗氧化性能，若乳化液添加过少则在轧制过程中起不到保护铜杆抗氧化性的功效，若添加过多则轧制过程中会出现折叠打滑等现象，不仅影响产品质量还对乳化油以及其他添加物造成浪费。现有技术的乳化液若添加过程中混合不均匀或需要较长时间的自循环才能达到混合均匀，会导致乳化液抗氧化性或电导率降低，从而缩短乳化液的使用时间，影响产品的生产质量。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中乳化液若添加过程中混合不均匀或需要较长时间的自循环才能达到混合均匀，缩短乳化液的使用时间，影响产品的生产质量的问题，提供一种连铸连轧铜杆乳化液及其制备方法，制得的乳化液克服混合不均匀或混合时间较长的问题，具有稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种连铸连轧铜杆乳化液，所述乳化液的组份为乳化油、酒精和氢氧化钠溶液；其中，粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.2-1.0%，酒精0.1-0.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-9.0；精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.4-1.8%，酒精：0.5-1.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-8.5。酒精在乳化液中起到还原铜杆表面氧化亚铜以及氧化铜的作用（在碱性条件下），但过多添加会使铜杆在轧制过程中打滑影响产品质量，不添加或添加过少则影响铜杆氧化层厚度，铜杆在放置过程中容易变色，乳化油具有抗氧化性，在轧制过程中对铜杆起到保护作用，添加过高则造成成本浪费，NaOH溶液应选用工业用NaOH，通过调节NaOH溶液浓度来调节乳化液整体PH值，确保酒精起到良好的还原效果，其次乳化油中NaOH还能提高其对铜杆表面的清洗效果（例如用NaOH溶液擦拭管道，管道表面会更加光洁），过多添加则会对铜杆造成腐蚀以及破坏乳化油的结构，采用本发明技术方案可以同时满足上述要求，达到节约成本，有效保护铜杆轧制过程不受损坏。
作为优选，粗轧系统中PH为8.5，酒精浓度不能超过0.5%，精轧系统中PH为8.5，酒精浓度不能超过1.2%，酒精浓度过高会影响轧辊寿命。
作为优选，所述乳化油为分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯的HLB值为3.8-5.5，聚氧乙烯单硬脂酸酯HLB值为9-12。不同的 HLB值对乳化液的稳定性有影响，选用分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯的复合乳化油，能有效加速乳化液混合均匀，减少混合时间，并提高乳化液的稳定性，从而保证轧制过程产品的生产质量。
作为优选，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯的体积比为10:1-1:5。
作为优选，所述酒精中含有芳胺，所述芳胺为酒精体积分数的5-50%。芳胺加入酒精中并随酒精一同与乳化油混合，有效提高了乳化油的抗氧化性，进一步保证乳化液的稳定性，延长乳化液的使用寿命。
作为优选，所述酒精为浓度≥95%的食用酒精。
作为优选，所述乳化液电导率为4000-10000μS/cm，进一步优选为6000μS/cm。新配置乳化液要对电导率进行测量，确保电导率低于10000μS/cm，若超出范围则对乳化液进行更换。
作为优选，包括以下步骤：
（1）向乳化液系统中加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，将乳化油添加进器皿中，乳化油通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；滤网防止瓶盖以及其他杂物掉入乳化吸筒内；
（2）向步骤（1）中所述的添加器皿中加入酒精，酒精通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精添加完后循环1-5h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值，最终得所述乳化液。用泵分别将乳化油和酒精抽入添加器皿中，添加器皿起到漏斗的作用，由此既避免人工添加的繁琐，在漏斗和泵的配合使用下，能保证乳化油和酒精的添加更加均匀，同时也能控制添加时间，保证混合均匀以及混合时间的合理性，促进乳化液稳定性的提高。
作为优选，所述乳化油为分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯的HLB值为3.8-5.5，聚氧乙烯单硬脂酸酯HLB值为9-12；分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯的体积比为10:1-1:5。
作为优选，步骤（2）中，加入酒精前先加入芳胺，所述芳胺为酒精体积分数的5-50%。
作为优选，保持乳化液温度为32-50℃，超过50℃影响乳化油的润滑效果，低于32℃会有泡沫，进一步优选为42-45℃。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）有效加速乳化液混合均匀，减少混合时间；（2）提高了乳化油的抗氧化性和稳定性；（3）延长乳化液的使用寿命，保证了产品生产质量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的详细描述。以下试剂均为市购。
一种连铸连轧铜杆乳化液，所述乳化液的组份为乳化油、酒精和氢氧化钠溶液；其中，粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.2-1.0%，酒精0.1-0.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-9.0；精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.4-1.8%，酒精：0.5-1.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-8.5。
实施例1：
粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.2%，酒精0.1%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为32℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为3.8的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为9的聚氧乙烯单硬脂酸酯以10:1的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为95%的食用酒精中加入体积分数为50%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环1h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为8，最终得电导率为4000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为6000μS/cm，使用三个月左右其导电率为9200μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度为300Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度为550Å（埃）。
实施例2：
粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.0%，酒精0.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为9；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为50℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为5.5的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为12的聚氧乙烯单硬脂酸酯以1:5的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为96%的食用酒精中加入体积分数为5%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环5h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为9，最终得电导率为10000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为7000μS/cm，使用三个月左右其导电率为800μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度250Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度450Å（埃）。
实施例3：
粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.6%，酒精0.15%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8.5；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为42℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为4.5的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为10.5的聚氧乙烯单硬脂酸酯以1:1的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为98%的食用酒精中加入体积分数为10%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环2h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为8.5，最终得电导率为6000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为4000μS/cm，使用三个月左右其导电率为8000μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度200Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度250Å（埃）。
实施例4：
精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.4%，酒精：0.5%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8.5；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为45℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为4的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为11的聚氧乙烯单硬脂酸酯以5:1的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为99%的食用酒精中加入体积分数为10%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环3h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为8.5，最终得电导率为5000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为6500μS/cm，使用三个月左右其导电率为9000μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度280Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度350Å（埃）。
实施例5：
精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油： 1.8%，酒精： 1.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为48℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为4.2的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为11.5的聚氧乙烯单硬脂酸酯以3:1的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为99.9%的食用酒精中加入体积分数为20%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环3h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为8，最终得电导率为7000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为5500μS/cm，使用三个月左右其导电率为8600μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度220Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度440Å（埃）。
实施例6：
精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.6%，酒精：1%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8；
一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，包括以下步骤：
（1）保持乳化液系统温度为48℃，加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，用泵将HLB值为4.8的分子蒸馏甘油硬脂酸酯和HLB值为9.8的聚氧乙烯单硬脂酸酯以1：2的比例抽入添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）加入向浓度为98.5%的食用酒精中加入体积分数为40%的芳胺，用泵将酒精和芳胺的混合溶液用泵抽入步骤（1）中所述的添加器皿中，并通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精和芳胺的混合溶液添加完后循环4h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值为8，最终得电导率为8000μS/cm的乳化液。
按照此方法制备的乳化液使用一个月左右其电导率为5700μS/cm，使用三个月左右其导电率为8400μS/cm；用一个月以内的该乳化液生产的成品氧化层厚度210Å（埃），三个以内的成品氧化层厚度530Å（埃）。
Claims (10)
1.一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述乳化液的组份为乳化油、酒精和氢氧化钠溶液；其中，粗轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：0.2-1.0%，酒精0.1-0.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-9.0；精轧系统中各成分重量百分比为：乳化油：1.4-1.8%，酒精：0.5-1.2%，余量为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液调节粗轧系统中乳化液PH值为8-8.5。
2.根据权利要求1所述的一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述乳化油为分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯的HLB值为3.8-5.5，聚氧乙烯单硬脂酸酯HLB值为9-12。
3.根据权利要求2所述的一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯的体积比为10:1-1:5。
4.根据权利要求1所述的一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述酒精中含有芳胺，所述芳胺为酒精体积分数的5-50%。
5.根据权利要求1或4所述的一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述酒精为浓度≥95%的食用酒精。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种连铸连轧铜杆乳化液，其特征是，所述乳化液电导率为4000-10000μS/cm。
7.根据权利要求1所述的一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）向乳化液系统中加入去离子水并开启循环，在乳化系统的添加口放置不锈钢添加器皿，将乳化油添加进器皿中，乳化油通过添加器皿滴入乳化系统内，所述添加器皿内设有滤网；
（2）向步骤（1）中所述的添加器皿中加入酒精，酒精通过添加器皿滴入乳化系统内；
（3）待酒精添加完后循环1-5h，检测并添加氢氧化钠调节其PH值，最终得所述乳化液。
8.根据权利要求7所述的一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，其特征是，所述乳化油为分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯，所述分子蒸馏甘油硬脂酸酯的HLB值为3.8-5.5，聚氧乙烯单硬脂酸酯HLB值为9-12；分子蒸馏甘油硬脂酸酯和聚氧乙烯单硬脂酸酯的体积比为10:1-1:5。
9.根据权利要求7所述的一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，其特征是，步骤（2）中，加入酒精前先加入芳胺，所述芳胺为酒精体积分数的5-50%。
10.根据权利要求7、8或9任意一项所述的一种连铸连轧铜杆乳化液制备方法，其特征是，保持乳化液温度为32-50℃。
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