CN108315092B - 一种水性环保型翅片成型冷却液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水性环保型翅片成型冷却液及其制备方法，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：87.5～94.5份去离子水，3～6份中分子聚醚类润滑剂A，1～3份高分子聚醚类润滑剂B，0.5～1份防锈剂，1～2.5份醇胺。本发明的冷却液不可燃，安全性高，零VOC排放，不污染环境，易生物降解，不产生有毒有害物质，对人体无毒无刺激，具有良好的润滑性和冷却效果，可以很好的满足铝翅片成型要求，延长模具使用寿命；具有优异的防腐蚀、防锈性，保护冲头、模具不生锈，对铜、铝无腐蚀，不影响亲水膜或防腐膜。

Description

一种水性环保型翅片成型冷却液及其制备方法
技术领域
本发明涉及空调铝翅片成型加工所使用的加工液技术领域，具体涉及一种水性环保型翅片成型冷却液及其制备方法。
背景技术
空调的两器(冷凝器和蒸发器)主要是由铜管和铝翅片组成，通过压缩机对冷媒的做功，来完成放热或者吸热的过程，铝翅片能增大冷热交换的表面积提高冷热交换效率，所以铝翅片在整个过程中试起到很大作用的。最传统的铝翅片成型加工油是采用类似于液压油的润滑油进行成型加工，然后通过四氯甲烷等溶剂清洗，再烘干，此种方法对操作员工危害比较大。所以当时就从日本引进了免清洗挥发性翅片加工油，也是现代空调行业两器成型加工用得比较广泛的油品，该油品的使用，节省了清洗工艺，提高了工作效率，但此类产品是采用短链分子量的烷烃类溶剂油，通过烘干工艺后会全部排放的大气中，对环境有较大的影响或危害。
现在铝翅片成型加工行业使用的冲压油有：1、高粘度的冲压油：使用液压油、机械油等粘度较高的润滑油产品当做冲压油进行铝翅片成型加工，然后再使用溶剂(或碱液)进行清洗，优点：润滑性能好，缺点：粘附高、残留量大、加工后残油难清洗、废液处理等。2、挥发性冲压油：使用粘度较小，在一定温下能挥发的油性冲压油进行铝翅片成型加工，然后再加热让其挥发以去除去残留的冲压油，优点：润滑性适中，粘度小、无残留、无需清洗、防腐防锈性能好等，缺点：有一定的VOC排放，烘干脱脂能耗高，可致使用人员出现皮肤过敏现象。因此，现在需要开发出一种润滑性能好、粘度小、无残留、无需清洗、防腐防锈性能好、无VOC排放、安全的冲压油或冷却液。
目前空调铝翅片基本都采用亲水涂层铝箔，其加工工艺是采用免清洗挥发性翅片加工油进行铝箔的冲压成型加工，具体工艺如下：
1、进料：将0.08-0.2mm的铝箔卷套到转动轴，并将铝箔固定到进料口；
2、过油：将铝箔到进料的过程中，通过一个油槽，使铝箔表面残留覆盖一层油膜；
3、成型：铝箔通过进料口进入模具，通过冲压成型(开孔、开窗工艺)，形成铝翅片，并收集；
4、穿管：用铜管将多片铝翅片通过翅片孔组装在一起；
5、胀管：通过将铜管胀粗，使铜管与铝箔片之间结合更紧密，排列更整齐；
6、烘干：将组装好两器件(铝翅片和铜管组装成形)放到烘干炉，通过烘干隧道，将残留在铝翅片表面和铜管内壁的挥发油挥发干净。
当前使用的这种免清洗挥发性加工油存在以下缺陷：
1、通过使用烘干工艺，挥发性油会全部排放到空气中，影响或危害环境；
2、挥发性油对皮肤具有一定的刺激性，通过与皮肤直接接触，挥发性油会带走皮肤表层的油脂，破坏皮肤自身的保护层，导致皮肤容易受到外界刺激，引发感染或炎症；
3、这类油品具有一定的刺激性气味，对工作车间的环境不好。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种水性环保型翅片成型冷却液及其制备方法。该冷却液是一种EW-G100环保翅片成型冷却液，特别是用于空调铝翅片成型加工过程中的冷却。
一种水性环保型翅片成型冷却液，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：
Figure BDA0001542558820000021
进一步地，所述中分子聚醚类润滑剂A为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物(EO-PO)。
进一步地，所述中分子聚醚类润滑剂A的CAS号为9003-11-6。
进一步地，所述高分子聚醚润滑剂B为甲基环氧乙烷的聚合物与环氧乙烷乙醚和2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇的聚合物。
进一步地，所述高分子聚醚润滑剂B的CAS号为52624-57-4。
所述中分子聚醚类润滑剂A和所述高分子聚醚润滑剂B由巴斯夫公司提供。
进一步地，所述防锈剂是水性防锈剂。
进一步地，所述防锈剂是一元酸。
进一步地，所述一元酸包括异构十二酸。
进一步优选地，所述一元酸是格尔伯特酸。
进一步更优选地，所述一元酸为C12格尔伯特酸。
所述去离子水是通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水，去离子水质量的好坏直接影响环保翅片成型冷却液的品质，本发明使用反渗透-离子交换设备制取去离子水，水质稳定，纯度较高。其制备的基本工艺流程为：自来水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→第一级反渗透-第二级反渗透机→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。
所述去离子水作为冷却液的基础液。
进一步地，所述去离子水中的硫酸根离子＜1ppm，氯离子＜1ppm，所述去离子水的电导率＜1μS/cm，且pH值为6.5～7.2。
进一步地，所述醇胺为三乙醇胺和/或单乙醇胺。
进一步地，所述冷却液的pH值为6.5～8.0。
进一步地，所述冷却液中的氯离子＜10ppm。
一种水性环保型翅片成型冷却液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将自来水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、第一级反渗透-第二级反渗透机、超纯水箱、超纯水泵、后置保安过滤器进行过滤纯化以后得到所述去离子水；
(2)按重量份数将所述防锈剂加入到醇胺中，反应1～2小时，反应温度为常温，反应过程中可以加入等量的所述去离子水；
(3)按重量份数将所述中分子聚醚类润滑剂A与高分子聚醚类润滑剂B复配成复合润滑剂，成为一种高效成膜与润滑的复合润滑剂，该复合润滑剂在常温下与水相溶，在冲压受热的瞬间可从水中析出起润滑作用；
(4)将所述去离子水、防锈剂、醇胺和复合润滑剂调和成所述冷却液。
现行的挥发油是低碳链溶剂油，属于石油制品，属于不可再生资源，本发明的冷却液主要成分为去离子水，属于可再生资源，符合国家可持续性发展战略。
现行的挥发油的具有一定的挥发性，在操作车间内会自然挥发到空气中，通过烘干工艺后，残留在铝翅片表面的挥发油也会全部烘干排放到空气中，会对环境造成污染。随着近年来地球环境的日益变差，人们的环境保护意识也逐渐加强，同时政府相关部门对企业环境要求也是越来越严格。这对现行的挥发油产生了巨大的限制，使得生产企业必须投入大量资金到环境保护上面，增加企业的生产成本，减少企业的利润。而本发明的冷却液以去离子水为基础液，添加高效且能生物降解的环保型润滑剂，在烘干工艺中水会挥发到空气中，而这种润滑剂会残留在翅片表面并形成一层亲水膜，不影响整机性能，真正做到绿色环保，对环境无影响。
现行的挥发油具有一定的脱脂能力，因为短碳链溶剂具有很强的溶解性，在与皮肤直接接触时，会带走皮肤表层的油脂，破坏皮肤的保护层。这些短链溶剂都是通过石油直接炼制而成，其组分比较复杂，其中可能含有微量芳烃类物质，这类物质可能会引起皮肤过敏现象。而本发明的冷却液的基础液为可直接饮用的去离子水，对人体无害，属于绿色环保的新型成型冷却液。
现行的挥发油具有一定的刺激性气味，对车间环境不好，而本发明的冷却液选用低气味原料，产品基本无味，可有效改善车间环境。
本发明为解决现用翅片加工过程中的挥发油问题，提供了一种具有非常优异的冷却效果和润滑性能的水性环保型翅片成型冷却液，且对人体无毒无刺激，不会污染环境，可以做到零VOC排放，是一种低成本空调铝翅片成型冷却液。
本发明的水性环保型翅片成型冷却液通过中分子聚醚类润滑剂A和高分子聚醚类润滑剂B复配，形成既能有效润滑又能有效成膜的润滑剂，并将水均匀分摊到铝箔表面，使其在加工过程中起到散热冷却的作用。并且通过防锈剂与醇胺的反应，能有效溶解到水中，对工件和机台都具有极佳的防锈效果。
本发明的有益效果：
(1)本发明的水性环保型翅片成型冷却液零VOC排放，不污染环境，易生物降解，不产生有毒有害物质，对人体无毒无刺激；
(2)本发明的水性环保型翅片成型冷却液在铝箔表面既能有效润滑又能有效成膜，且将水均匀分摊到铝箔表面，具有很好的散热冷却作用；
(3)本发明的水性环保型翅片成型冷却液亲水性好、无残留，加工后铝箔亲水角较小，能较好地满足空调能效的要求；
(4)本发明的水性环保型翅片成型冷却液具有良好的润滑性和冷却效果，可以很好的满足铝翅片成型要求，延长模具使用寿命；
(5)本发明的水性环保型翅片成型冷却液具有优异的防腐蚀、防锈性，保护冲头、模具不生锈，对铜、铝无腐蚀，不影响亲水膜或防腐膜；
(6)本发明的水性环保型翅片成型冷却液不可燃，安全性高，对使用人员职业健康无影响，易生物降解，满足国家高排放标准要求。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明，但是本发明不限于具体实施例。
实施例1
一种水性环保型翅片成型冷却液，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：
Figure BDA0001542558820000051
Figure BDA0001542558820000061
所述去离子水中的硫酸根离子＜1ppm，氯离子＜1ppm，所述去离子水的电导率＜1μS/cm，且pH值为6.5～7.2。
实施例2
一种水性环保型翅片成型冷却液，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：
Figure BDA0001542558820000062
所述去离子水中的硫酸根离子＜1ppm，氯离子＜1ppm，所述去离子水的电导率＜1μS/cm，且pH值为6.5～7.2。
实施例3
一种水性环保型翅片成型冷却液，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：
Figure BDA0001542558820000063
所述去离子水中的硫酸根离子＜1ppm，氯离子＜1ppm，所述去离子水的电导率＜1μS/cm，且pH值为6.5～7.2。
表1：实施例3的冷却液检测项目及结果。
Figure BDA0001542558820000064
Figure BDA0001542558820000071
本实施例的冷却液零VOC排放，具有更低亲水角，更好的润滑性，最大无卡咬负荷(PB)要求不小于235N。
对比实验
表2：实施例3和对比例1～3的性能比对。
特性 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
亲水性 优 一般 一般 一般
润滑性 优 优 一般 一般
残留性 一般 差 优 优
生物毒性 优 优 优 一般
生物降解性 优 优 优 一般
对比例1～3与实施例3的组分和制备方法大致相同，唯一不同的是，实施例3中的润滑剂组分为中分子聚醚类润滑剂A和高分子聚醚类润滑剂B，而对比例1中的润滑剂组分为聚酯类润滑剂，对比例2中的润滑剂组分为醇类润滑剂，对比例3中的润滑剂组分为醇醚类润滑剂。可以发现作为冷却液最需要的性能：亲水性和润滑性方面，实施例3是最好的，实施例3的综合性能也是最好的。
以上所述仅为本发明的具体实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之中。

Claims (8)

1.一种水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，按重量份数计，所述冷却液包括以下组分：
Figure FDA0002631058730000011
其中所述防锈剂是一元酸；
所述中分子聚醚类润滑剂A为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物；
所述高分子聚醚润滑剂B的CAS号为52624-57-4。
2.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述防锈剂是水性防锈剂。
3.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述一元酸是格尔伯特酸。
4.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述去离子水中的硫酸根离子＜1ppm，氯离子＜1ppm，所述去离子水的电导率＜1μS/cm，且pH值为6.5～7.2。
5.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述醇胺为三乙醇胺和/或单乙醇胺。
6.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述冷却液的pH值为6.5～8.0。
7.根据权利要求1所述的水性环保型翅片成型冷却液，其特征在于，所述冷却液中的氯离子＜10ppm。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的水性环保型翅片成型冷却液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将自来水依次经过多介质过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、第一级反渗透-第二级反渗透机、超纯水箱、超纯水泵、后置保安过滤器进行过滤纯化以后得到所述去离子水；
(2)按重量份数将所述防锈剂加入到醇胺中，反应1～2小时，反应温度为常温；
(3)按重量份数将所述中分子聚醚类润滑剂A与高分子聚醚类润滑剂B复配成复合润滑剂；
(4)将所述去离子水、防锈剂、醇胺和复合润滑剂调和成所述冷却液。
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