一种铝制易拉罐生产专用拉伸冷却液及其制备方法与流程

本发明涉及金属加工冷却液领域，尤其涉及一种铝制易拉罐生产专用拉伸冷却液及其制备方法。

背景技术：

1、铝制品因其优异的包装性和来源广泛性，被极其广泛地应用于世界各地的食品包装产业。铝制品的包装形式以易拉罐为主，包括啤酒和可乐等产品均优先选择以铝制易拉罐进行包装，而易拉罐的生产以铝卷材为原料，流程相对复杂，这就导致了在铝制易拉罐的生产过程中会涉及到金属的拉伸、变形、发热以及摩擦磨损等过程，需要配合润滑液、冷却液等功能液进行制备。

2、在易拉罐的变薄拉伸工艺中，为了保证工艺的顺利进行，通常会采用拉伸冷却液作为工艺润滑介质，但是在现有冷却液产品中，还存在着冷却液的润滑性能较差，防锈能力薄弱的技术问题。中国专利，cn114686292a提供了一种具有防锈效果的金属加工冷却液，其主要原料包括植物油，表面活性剂，防锈剂等，声称制得了一种具有防锈效果的金属加工冷却液，但是其不能兼顾润滑性能，尤其是针对铝制易拉罐拉伸过程中出现的拉伸黑纹和表面拉伤等问题。

3、因此，为了兼顾解决上述铝制易拉罐在拉伸工艺中出现的防锈，润滑性能需求，本技术提供了一种铝制易拉罐生产专用拉伸冷却液及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种铝制易拉罐生产专用拉伸冷却液，以质量百分比计，原料包括：碳材料增强液5～25％，表面活性剂5～15％，功能助剂5～15％，抗菌剂1～5％，络合剂5～10％，控油剂1～5％，ph调节剂0.1～5％，消泡剂0.01～0.1％，去离子水补充余量。

2、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液为碳粉、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、富勒烯、炭黑中至少一种的水分散液。

3、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液为氧化石墨烯水分散液。

4、作为一种优选的方案，氧化石墨烯单片层厚度小于等于5nm，片径5至30μm。

5、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液与功能助剂的质量比为5～20：10～15。

6、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液与功能助剂的质量比为20：14。

7、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液的浓度为1～4mg/ml。

8、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液的浓度为1～2mg/ml。

9、作为一种优选的方案，所述碳材料增强液的浓度为2mg/ml。

10、作为一种优选的方案，所述功能助剂为防锈剂、润滑剂、阻燃剂、耐黄变剂、稳定剂中的至少一种。

11、作为一种优选的方案，所述功能助剂为防锈剂和润滑剂，两者的质量比为3～4:8～10。

12、作为一种优选的方案，所述防锈剂和润滑剂的质量比为4:10。

13、作为一种优选的方案，所述防锈剂为甲基苯并三氮唑钠。

14、作为一种优选的方案，所述润滑剂为蓖麻油、氢化植物油、月桂醇中的至少一种。

15、作为一种优选的方案，所述润滑剂为月桂醇。

16、本技术中，采用氧化石墨烯水分散液与防锈剂以及润滑剂进行复配使用，大幅度提高了冷却液对于拉伸过程中出现的拉伸黑纹和表面拉伤现象的抗阻能力，并且同时大幅减弱铝片生锈情况。本技术人认为：通常分散液采用的防锈剂以及润滑剂并不能满足铝制易拉罐拉伸工艺中的相应功能，抗阻能力较差，而本技术中加入的氧化石墨烯水分散液，尤其是当其与功能助剂的质量比为20：14时，能够在甲基苯并三氮唑钠和月桂醇提供基础防锈和润滑性能的基础之上，利用其晶状多片层结构分散铝制品加工过程中的内部剪切力，减弱拉伤现象；另一方面，氧化石墨烯优异的自分散组装性能，能够在使用的过程大幅降低氧化位点与氧气的直接接触，从而在较长时间内避免氧化反应，增强防锈性能。

17、作为一种优选的方案，所述表面活性剂为非离子表面活性剂、两性表面活性剂、阴离子表面活性剂中的至少一种。

18、作为一种优选的方案，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。

19、作为一种优选的方案，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯、异构13脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

20、作为一种优选的方案，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯。

21、作为一种优选的方案，所述络合剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、酒石酸钠、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。

22、作为一种优选的方案，所述络合剂为酒石酸钠。

23、作为一种优选的方案，所述控油剂为聚合氯化铝、硅酸钠、聚合硫酸铁的至少一种。

24、作为一种优选的方案，所述控油剂为聚合氯化铝。

25、作为一种优选的方案，所述抗菌剂为唑啉类抗菌剂中的至少一种。

26、作为一种优选的方案，所述抗菌剂为苯并异噻唑啉酮。

27、作为一种优选的方案，所述ph调节剂为醇胺类中的至少一种。

28、作为一种优选的方案，所述ph调节剂为二甘醇胺。

29、作为一种优选的方案，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

30、本发明第二方面提供了一种上述铝制易拉罐生产专用拉伸冷却液的制备方法，步骤包括以下几步：(1)加入去离子水升温至50～70℃，保温并加入表面活性剂，功能助剂以及络合剂并搅拌30～40min溶解均匀；(2)降温至40～45℃，依次加入ph调节剂，碳材料增强液，抗菌剂并搅拌30～40min溶解均匀；(3)降温至35～38℃，再依次加入控油剂和消泡剂，搅拌30～40min，之后持续搅拌降至室温25℃，即得。

31、有益效果：

32、1、本技术中提供的一种加工冷却液，其能够作为针对铝制易拉罐拉伸减薄工艺中的专用拉伸冷却液，能够在起到优异的拉伸冷却的作用的前提下，同时起到优异的润滑和防锈性能。

33、2、本技术中提供的一种加工冷却液的制备方法，制备方法操作简便，步骤简洁，能够方便企业进行扩大实验或生产，从而有效降低企业的使用成本。

34、3、本技术中提供的一种加工冷却液，能够有效避免拉伸工艺中的拉伤导致的表面缺陷，提高产品品质和产能，降低不合格率，增强了对于磨具等设备的保护作用，延长相应设备的使用寿命，减少清洗维修频率。

35、4、本技术中提供的一种加工冷却液，能够通过其优异的冷却，防锈以及润滑性能，减少冷却液的实际用量，最终减少废水和废化学品的排放量和处理成本，降低环保压力以及环保成本。

36、5、本技术中提供的一种加工冷却液，采用氧化石墨烯水分散液与防锈剂以及润滑剂进行复配使用，大幅度提高了冷却液对于拉伸过程中出现的拉伸黑纹和表面拉伤现象的抗阻能力，尤其是当其与功能助剂的质量比为20：14时，能够在甲基苯并三氮唑钠和月桂醇提供基础防锈和润滑性能的基础之上，利用其多层并具有晶状结构的片层，从而由片层结构分散工艺过程中铝制品的内部剪切力，减弱在工艺过程中拉伤现象。