一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液及其制备方法与应用，属于化学铣切技术领域。该化铣溶液包括如下组分：氢氧化钠200～300g/L、硫化钠30～50g/L、三乙醇胺2～3mL/L、六次甲基四胺1～2g/L、偏铝酸钠1～3g/L、Tamol NN9401 0.1～0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2～0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.2～0.3g/L，溶剂为水。本发明提供的化铣溶液解决了传统化铣溶液化铣过程中易对环保水基型可剥涂料造成的漏蚀、透蚀现象，该化铣溶液能使铝铜合金在化铣过程中具有化铣速率快，表面光洁度高，易于操作的特点，易于推广应用。

权利要求

1.一种适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液，其特征在于，包括如下组分：氢氧化钠200～300g/L、硫化钠30～50g/L、三乙醇胺2～3mL/L、六次甲基四胺1～2g/L、偏铝酸钠

1～3g/L、Tamol NN9401 0.1～0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2～0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.2～0.3g/L，溶剂为水。

2.根据权利要求1所述的适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液，其特征在于，包括如下组分：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、Tamol NN9401 0.1g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2g/L、十八烷基三甲基氯化铵

0.25g/L，溶剂为水。

3.根据权利要求1所述的适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液，其特征在于，包括如下组分：氢氧化钠200 g/L、硫化钠30g/L、三乙醇胺2mL/L、六次甲基四胺1g/L、偏铝酸钠1.5g/L，Tamol NN9401 0.15g/L、乙二胺四乙酸二钠0.3g/L、十八烷基三甲基氯化铵

0.2g/L，溶剂为水。

4.根据权利要求1所述的适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液，其特征在于，包括如下组分：氢氧化钠300g/L、硫化钠50g/L、三乙醇胺3mL/L、六次甲基四胺2g/L、偏铝酸钠

3g/L、Tamol NN9401 0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.3g/L，溶剂为水。

5.权利要求1-4任意一项所述的适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液的制备方法，其特征在于，步骤如下：于化学铣切槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为70±5℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌9-

11分钟，即得。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤如下：于化学铣切槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为70℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌10分钟，即得。

7.权利要求1-4任意一项所述的适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液的应用，其特征在于：将适用于环保水基型可剥涂料的化学铣切溶液用于2A12铝铜合金或2A14铝铜合金的化学铣切加工。

说明书

一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液及其制备方法与

应用

技术领域

[0001] 本发明属于化学铣切技术领域，具体涉及一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 现代生产领域中，许多金属合金材料需要进行化学铣切简称化铣加工，即利用化学腐蚀原理，配合可剥性保护涂料，把不需要加工的地方用涂料保护起来，需要加工的地方剥离涂料后用化学溶剂溶解金属材料表面，从而获得零件所需的形状和尺寸的加工方法。

[0003] 在航空航天制造领域，广泛采用化铣加工的方法。相对于机械铣切加工，化铣加工具有不产生切削应力、无切削痕迹，适合加工大面积，易变形，超薄（0.2～0.5mm）的金属材料，同时拥有更高的生产效率，能大幅降低制造成本。对于异形工件无法采用机械铣切加工，通常也只能采用化铣加工的方法。

[0004] 铝合金的化铣主要使用碱性溶液腐蚀，例如，John H．Powers等在1993年发表了美国专利，研究了2090．T3和7075．T6这两种铝锂合金化铣工艺。发现在氢氧化钠30～110 g/L、铝离子15～150 g/L、硫化钠和三乙醇胺不少于20 g/L，温度为101～107℃的工艺条件下化铣出的零件表面粗糙度小于2.54μm。林翠，蔡剑等研究了适合LYl2铝合金的化铣液配方为：氢氧化钠l80 g/L、硫化钠35 g/L、三乙醇胺20 g/L、溶解Al为25 g/L。温度在90℃时可获得好的综合性能。尹茂生等对2219铝合金筒段的化学铣切工艺进行了研究，获得化学铣切溶液的最佳配方为：氢氧化钠75～150 g/L,、硫化钠6～15g/L、三乙醇胺38．5～42 g/L、溶解Al为32．5～120 g/L。温度在(85士2)℃下可达到最佳效果：表面粗糙度1.2～1.4μm、化学铣切壁厚公差≤0.12mm、化学铣切轮廓线线偏离≤0.75mm。廖广其等通过正交实验发现化铣2024铝合金的最佳化铣溶液配方，氢氧化钠170 g/L、硫化钠20 g/L、溶解Al为20 g/L。

[0005] 传统采用的可剥性保护涂料属于溶剂型涂料，含有大量的甲苯、二甲苯溶剂，溶剂挥发后属于易燃易爆气体，对企业的安全生产管理造成隐患，而且溶剂型可剥性保护涂料在喷涂施工时不易回收，对环境造成污染，同时对操作工人的身体健康也构成一定的威胁，使得企业职业健康防护的压力也越来越大。

[0006] 环保水基型可剥涂料以水作为溶剂，则完全避免了上述的危害，但是由于其涂料的主要成分与溶剂型可剥性保护涂料的成分不一样，传统的化铣溶液不适用于环保水基型可剥涂料，容易腐蚀涂料，造成漏蚀，透蚀现象，因此，需要研究开发一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，本发明针对环保水基型可剥涂料解决了这一难题。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液及其制备方法与应用，该化铣溶液能使铝铜合金在化铣过程中具有化铣速率快，表面光洁度高，易于操作的优点。

[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

[0009] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，包括如下组分：氢氧化钠200～300g/L、硫化钠30～50g/L、三乙醇胺2～3mL/L、六次甲基四胺1～2g/L、偏铝酸钠1～3g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.1～0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2～0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.2～0.3g/L，溶剂为水。

[0010] 进一步，优选的是所述的适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，包括如下组分：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.1g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.25g/L，溶剂为水。

[0011] 进一步，优选的是所述的适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，包括如下组分：氢氧化钠200 g/L、硫化钠30g/L、三乙醇胺2mL/L、六次甲基四胺1g/L、偏铝酸钠1.5g/L，Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.15g/L、乙二胺四乙酸二钠0.3g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.2g/L，溶剂为水。

[0012] 进一步，优选的是所述的适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，包括如下组分：氢氧化钠300g/L、硫化钠50g/L、三乙醇胺3mL/L、六次甲基四胺2g/L、偏铝酸钠3g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵
0.3g/L，溶剂为水。

[0013] 本发明还提供一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为70±5℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌9-11分钟，即得。即先加一半的温度为70±5℃的水，然后加入溶质及另外一半水，搅拌至混合均匀，即得。

[0014] 进一步，优选的是所述的适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为70±5℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌9-11分钟，即得。

[0015] 本发明还保护上述适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的应用，其特征在于：将适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液用于2A12铝铜合金或2A14铝铜合金的化铣加工。

[0016] 本发明与现有技术相比，其有益效果为：

[0017] 本发明提供的化铣溶液能使铝铜合金在化铣过程中具有化铣速率快，表面光洁度高，易于操作的特点。经实验验证，本发明化铣溶液化铣速率为0.045-0.055mm/min，表面粗糙度Ra为1.1-1.3μm。

[0018] 本发明结合环保水基型可剥涂料，优化加入了Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)，六次甲基四胺、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵等化合物，较好的解决了传统化铣溶液化铣过程中易对环保水基型可剥涂料造成的漏蚀、透蚀现象。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0020] 本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

[0021] 实施例1

[0022] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠200 g/L、硫化钠30g/L、三乙醇胺2mL/L、六次甲基四胺1g/L、偏铝酸钠1.5g/L，Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.15g/L、乙二胺四乙酸二钠0.3g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.2g/L，溶剂为水。

[0023] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为65℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌9分钟，即得。

[0024] 将前处理过的2A12铝铜合金放入到本实施例化铣溶液中，在100rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0025] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.045mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为1.1μm。

[0026] 实施例2

[0027] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠300g/L、硫化钠50g/L、三乙醇胺3mL/L、六次甲基四胺2g/L、偏铝酸钠3g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.3g/L、乙二胺四乙酸二钠0.5g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.3g/L，溶剂为水。

[0028] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为70℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌11分钟，即得。

[0029] 将前处理过的2A14铝铜合金到本实施例化铣溶液中，在120rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0030] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.055mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为1.3μm。

[0031] 实施例3

[0032] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.1g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.25g/L，溶剂为水。

[0033] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为75℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌10分钟，即得。

[0034] 将前处理过的2A14铝铜合金到本实施例化铣溶液中，在110rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0035] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.05mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为1.2μm。

[0036] 对比例1

[0037] 对比例1与实施例3的区别在于：化铣溶液中不含有Tamol NN9401。

[0038] 具体如下：

[0039] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.25g/L，溶剂为水。

[0040] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为75℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、乙二胺四乙酸二钠、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌10分钟，即得。

[0041] 将前处理过的2A14铝铜合金到本实施例化铣溶液中，在110rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0042] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.03mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为2.57μm。

[0043] 对比例2

[0044] 对比例2与实施例3的区别在于：化铣溶液中不含有乙二胺四乙酸二钠。

[0045] 具体如下：

[0046] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.1g/L、十八烷基三甲基氯化铵0.25g/L，溶剂为水。

[0047] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为75℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、十八烷基三甲基氯化铵以及剩余1/2体积的水，搅拌10分钟，即得。

[0048] 将前处理过的2A14铝铜合金到本实施例化铣溶液中，在110rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0049] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.028mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为2.52μm。

[0050] 对比例3

[0051] 对比例3与实施例3的区别在于：化铣溶液中不含有十八烷基三甲基氯化铵。

[0052] 具体如下：

[0053] 一种适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液，化铣溶液成分为：氢氧化钠260g/L、硫化钠40g/L、三乙醇胺2.5mL/L、六次甲基四胺1.8g/L、偏铝酸钠1g/L、Tamol NN9401(萘磺酸化合物钠盐)0.1g/L、乙二胺四乙酸二钠0.2g/L，溶剂为水。

[0054] 本实施例适用于环保水基型可剥涂料的化铣溶液的制备方法，步骤如下：于化铣槽中加入体积是总水用量体积1/2、温度为75℃的水，然后在搅拌的条件下加入氢氧化钠、硫化钠、三乙醇胺、六次甲基四胺、偏铝酸钠、Tamol NN9401、乙二胺四乙酸二钠以及剩余1/2体积的水，搅拌10分钟，即得。

[0055] 将前处理过的2A14铝铜合金到本实施例化铣溶液中，在110rpm的搅拌速度下进行化铣处理，达到化铣深度后取出，然后按照传统方法进行出光，水洗，干燥等后处理。

[0056] 经检验，2A12铝铜合金的化铣速度为0.032mm/min，化铣深度为6mm时铝铜合金的表面粗糙度Ra为2.78μm。

[0057] 由实施例1-3和对比例1-3可知，本发明化铣溶液通过各组分的协同作用，其效果均优于对比例1-3化铣溶液的效果。

[0058] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。