一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理液和金屬材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、硼酸、潤(rùn)滑劑、無(wú)機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹(shù)脂。本發(fā)明還提供了一種熱鍍鋅板，該熱鍍鋅板包括熱鍍鋅板基材和附著在基材表面上的涂層，其中，所述涂層由如上所述的自潤(rùn)滑處理劑組合物形成。另外，還提供了一種熱鍍鋅板的制備方法，該方法包括：將如上所述的自潤(rùn)滑處理劑組合物配制成涂布液，將所述涂布液涂布在熱鍍鋅板基材上，然后進(jìn)行固化。本發(fā)明提供的自潤(rùn)滑處理劑組合物固化后形成的涂層具有良好的耐蝕性、耐熱性、耐水性和吸附性，且自潤(rùn)滑性特別優(yōu)異。
【專利說(shuō)明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理液和熱鍍鋅自潤(rùn)滑金屬材料及其制備方法。 一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理液和金屬材料及其制備方法 【背景技術(shù)】
[0002] 熱鍍鋅自潤(rùn)滑鋼板是一種表面具有薄涂層的鍍鋅鋼板產(chǎn)品，這種產(chǎn)品因該涂層具 有自潤(rùn)滑功能而無(wú)須涂防銹油來(lái)防止熱鍍鋅鋼板在運(yùn)輸及存儲(chǔ)中銹蝕，可簡(jiǎn)化包裝工序， 降低生產(chǎn)和運(yùn)輸成本。因而鍍鋅自潤(rùn)滑鋼板受到了業(yè)界廣泛的關(guān)注。
[0003] 日本川崎制鐵開(kāi)發(fā)的有機(jī)涂層自潤(rùn)滑鋼板產(chǎn)品RIVER ZIVC FE具有優(yōu)異的耐蝕 性、耐指紋性和耐水性。但是RIVER ZIVC FE自潤(rùn)滑鋼板的缺點(diǎn)在于其表面的自潤(rùn)滑處理 液具有含重金屬鉻的鉻化層，雖然三價(jià)鉻在安全環(huán)保方面要優(yōu)于六價(jià)鉻，但是仍存在轉(zhuǎn)化 為六價(jià)鉻的風(fēng)險(xiǎn)，在安全環(huán)保方面存在一定的欠缺。
[0004] 寶山鋼鐵有限公司開(kāi)發(fā)了一種鍍鋅自潤(rùn)滑板，該鍍鋅自潤(rùn)滑板表面涂有不含鉻的 無(wú)機(jī)涂料，該無(wú)機(jī)涂料通過(guò)反應(yīng)在鍍鋅板表面形成涂層，通過(guò)這種方法形成的無(wú)機(jī)涂層的 厚度較薄，涂層的耐熱性、吸附性和成膜性較差，易脫落。
[0005] 新日本制鐵公司開(kāi)發(fā)了一種潤(rùn)滑性水系聚氨酯樹(shù)脂組合物有機(jī)涂層，將這種有機(jī) 涂層涂布在鍍鋅系鋼板表面后往往形成較厚的有機(jī)層，存在耐熱性差和成本消耗高的缺 點(diǎn)。
[0006] 因此有必要開(kāi)發(fā)一種不含鉻且組成成分為半有機(jī)的，具有良好的耐蝕性、耐熱性、 耐水性、吸附性、成膜性、潤(rùn)滑性的以熱鍍鋅鋼板為基材的自潤(rùn)滑處理液。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種不含鉻的、組成成分為半有機(jī)的、具有良好的耐蝕性、耐 熱性、耐水性、吸附性、成膜性以及潤(rùn)滑性的自潤(rùn)滑處理劑組合物，以及使用該組合物作為 涂層的熱鍍鋅板及其制備方法。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，該組合物含有 水、硼酸、潤(rùn)滑劑、無(wú)機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹(shù)脂。
[0009] 另一方面，本發(fā)明提供了一種熱鍍鋅板，該熱鍍鋅板包括熱鍍鋅板基材和附著在 基材表面上的涂層，其中，所述涂層由本發(fā)明提供的所述自潤(rùn)滑處理劑組合物形成。
[〇〇1〇] 再一方面，本發(fā)明提供了一種熱鍍鋅板的制備方法，該方法包括：將本發(fā)明提供的 所述自潤(rùn)滑處理劑組合物配制成涂布液，將所述涂布液涂布在熱鍍鋅板基材上，然后進(jìn)行 固化。
[0011] 通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑處理劑組合物以及具有優(yōu)良自潤(rùn)滑 性的熱鍍鋅板及該鋅板的制備方法。
[0012] 本發(fā)明所提供的自潤(rùn)滑處理劑組合物由于不含有重金屬鉻，所以具有環(huán)保安全的 特點(diǎn)，另外，本發(fā)明所提供的自潤(rùn)滑處理劑組合物的組成成分為半有機(jī)的成分，在固化后形 成的涂層具有良好的耐蝕性、耐熱性、耐水性、附著性和成膜性，且自潤(rùn)滑性特別優(yōu)異。
[0013] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。 【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、硼酸、潤(rùn)滑劑、無(wú) 機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹(shù)脂。
[0016] 本發(fā)明對(duì)以上各物質(zhì)的含量沒(méi)有特別的限制，只要組合物中含有以上物質(zhì)即可實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選地，以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述硼酸的含量可以為0. 1-5重量份； 所述潤(rùn)滑劑的含量可以為1-30重量份；所述無(wú)機(jī)緩蝕劑的含量可以為0. 1-5重量份；所述 硅烷偶聯(lián)劑的含量可以為2-20重量份；所述有機(jī)樹(shù)脂的含量可以為1-50重量份。
[0017] 優(yōu)選情況下，以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述硼酸的含量為1-4重量份；所述潤(rùn)滑 劑的含量為10-25重量份；所述無(wú)機(jī)緩蝕劑的含量為1. 5-4重量份；所述硅烷偶聯(lián)劑的含 量為8-16重量份；所述有機(jī)樹(shù)脂的含量為15-45重量份。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，所述潤(rùn)滑劑可以為水性氟碳乳液、硅油 乳液、聚乙烯蠟乳液、聚四氟乙烯蠟乳液和巴西棕櫚蠟乳液中的至少一種，為了進(jìn)一步提高 自潤(rùn)滑性能，所述潤(rùn)滑劑優(yōu)選為水性氟碳乳液、聚乙烯蠟乳液和聚四氟乙烯蠟乳液中的至 少一種。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，所述有機(jī)樹(shù)脂可以為水性丙烯酸樹(shù)脂、 水性苯丙樹(shù)脂、水性酚醛樹(shù)脂、水性聚氨酯樹(shù)脂、水性有機(jī)硅樹(shù)脂和水性環(huán)氧樹(shù)脂中的至少 一種，為了進(jìn)一步提高涂層性能，所述有機(jī)樹(shù)脂優(yōu)選為水性丙烯酸樹(shù)脂、水性苯丙樹(shù)脂和水 性聚氨酯中的至少一種。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，所述無(wú)機(jī)緩蝕劑可以為高錳酸鉀、硅酸 鈉、磷酸一氫鈉、亞硝酸鈉、三聚磷酸鈉、硫酸鋅和鑰酸鈉中的至少一種。為了進(jìn)一步提高耐 蝕性能，所述無(wú)機(jī)緩蝕劑優(yōu)選為亞硝酸鈉、鑰酸鈉和高錳酸鉀中的至少一種。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑可以為氨丙基三 乙氧基硅烷（KH550)、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560)、甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷（KH570 )、γ -巰丙基三甲氧基硅烷（KH590 )、乙烯基三甲氧基硅烷（KH171) 和Ν-(β -氨乙基）-γ -氨丙基三甲氧基硅烷（KH792)中的至少一種。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，為了進(jìn)一步提高所述自潤(rùn)滑處理劑組 合物的性能，所述原料混合物還可以含有助劑。其中，優(yōu)選情況下，相對(duì)于1〇〇重量份的水， 所述助劑的用量為〇. 1-2重量份，更優(yōu)選為0. 3-1重量份。
[0023] 本發(fā)明對(duì)所述助劑的種類沒(méi)有特別的限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的即可。本 發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所述助劑為表面活性劑、流平劑和消泡劑中的至少一種時(shí)，本發(fā)明提 供的組合物的如上性能能夠得到進(jìn)一步提高。
[0024] 其中，所述助劑中，表面活性劑、流平劑和消泡劑的選擇可以為常規(guī)的選擇，本發(fā) 明沒(méi)有特別的要求，例如，所述表面活性劑可以為烷基酚聚氧乙烯醚（0Ρ-10)、十二烷基苯 磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的至少一種；所述流平劑可以為聚氨酯流平劑；所述消泡劑可 以為聚醚改性有機(jī)硅消泡劑。
[0025] 其中，所述助劑中，相對(duì)于以100重量份的水，助劑中流平劑的含量可以為0. 05-1 重量份、表面活性劑的含量可以為〇. 02-0. 5重量份、消泡劑的含量可以為0. 03-0. 5重量 份。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，特別優(yōu)選的情況下，潤(rùn)滑劑為水性氟碳 乳液和/或聚乙烯蠟乳液；所述硅烷偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷、Y -縮水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅烷和Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一種；所述無(wú)機(jī)緩蝕 劑為硅酸鈉和/或鑰酸鈉；所述有機(jī)樹(shù)脂為水性丙烯酸樹(shù)脂和/或水性聚氨酯。在該優(yōu)選 情況下，所述自潤(rùn)滑處理劑組合物在80-1KTC下固化后所得的涂層具有突出的耐蝕性、耐 熱性、耐水性、吸附性、成膜性，其自潤(rùn)滑性能特別優(yōu)異。
[0027] 其中，該組合物為將各成分混合均勻后得到。優(yōu)選情況下，所述組合物中的各組分 在該自潤(rùn)滑處理劑組合物臨用前2-60天混合均勻獲得液體形式的組合物。其中，對(duì)各成分 的混合順序沒(méi)有特別要求，可以直接將所述原料混合物中的各組分進(jìn)行同時(shí)、分批或分步 混合，只要能得到均勻的穩(wěn)定相即可，優(yōu)選通過(guò)攪拌使混合更加均勻。
[0028] 本發(fā)明的發(fā)明人驚奇的發(fā)現(xiàn)，將以上各物質(zhì)按照如上的比例進(jìn)行混合制備的自潤(rùn) 滑處理劑組合物還能夠有效的提高成膜速率，使得成膜時(shí)間大大縮短，從而有效地提供了 生產(chǎn)效率。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種熱鍍鋅板，該熱鍍鋅板包括熱鍍鋅板基材和附著在基材表面 上的涂層，其中，所述涂層由本發(fā)明所述的自潤(rùn)滑處理劑組合物形成。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的熱鍍鋅板，其中，所述涂層的厚度可以為0. 05-0. 3微米。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的熱鍍鋅板，其中，所述涂層是將所述自潤(rùn)滑處理劑組合物附著在所 述熱鍍鋅板基材上，并且在固化溫度為80-1KTC且固化時(shí)間為10-60S的固化條件下固化 得到的。
[0032] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的自潤(rùn)滑處理劑組合物的pH值在4-10之間， 其特別適用于熱鍍鋅板，當(dāng)將本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物涂布在熱鍍鋅板上時(shí)，所述組 合物性的涂層的耐蝕性、耐熱性、耐水性、吸附性、成膜性，其自潤(rùn)滑性能能夠得到進(jìn)一步提 商。
[0033] 本發(fā)明還提供了一種熱鍍鋅板的制備方法，該方法包括：將本發(fā)明所述的自潤(rùn)滑 處理劑組合物配制成涂布液，將所述涂布液涂布在熱鍍鋅板基材上，然后進(jìn)行固化。
[〇〇34] 根據(jù)本發(fā)明的熱鍍鋅板的制備方法，其中，相對(duì)于每平方米的熱鍍鋅板基材表面， 所述自潤(rùn)滑處理劑的用量使得在所述熱鍍鋅板基材上形成的涂層的厚度為〇. 05-0. 3微 米。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的熱鍍鋅板的制備方法，其中，所述固化的溫度以及時(shí)間本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選地，所述固化的溫度為80-1KTC，時(shí)間為10-60S。
[0036] 其中，所述涂布的方法可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的用于在金屬板上形成涂層的涂布方 法，例如，可以將所述自潤(rùn)滑劑組合物輥涂涂覆在所述熱鍍鋅板基材的表面，或者將所述自 潤(rùn)滑劑組合物噴淋在所述熱鍍鋅板基材的表面。
[0037] 其中，對(duì)所述自潤(rùn)滑劑組合物涂布的溫度，本發(fā)明沒(méi)有特別的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以在所述自潤(rùn)滑劑組合物不結(jié)冰或汽化的溫度范圍內(nèi)自行選擇，例如，可以為5_40°C。
[0038] 其中，所述固化的加熱方式，可以為熱風(fēng)加熱、感應(yīng)加熱和紅外輻射加熱中的一種 或多種。優(yōu)選情況下，可以使用熱鍍鋅線上的固化爐進(jìn)行。
[0039] 本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的熱鍍鋅板的制備方法制備得到的熱鍍鋅板。
[0040] 以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0041] 以下實(shí)施例和對(duì)比例中所用的試劑均為商購(gòu)得到。在沒(méi)有特別指明的情況下，所 述試劑均為分析純。
[0042] 實(shí)施例1-10和對(duì)比例1-5
[0043] 按照表1列出的組分含量，將各組分在攪拌條件下混合均勻，分別得到自潤(rùn)滑劑 組合物實(shí)施例1-10和對(duì)比例1-5。
[0044] 表 1
[0045]
【權(quán)利要求】
1. 一種自潤(rùn)滑處理劑組合物，其特征在于，該組合物含有水、硼酸、潤(rùn)滑劑、無(wú)機(jī)緩蝕 齊[J、娃燒偶聯(lián)劑和有機(jī)樹(shù)脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理劑組合物，其中，以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述硼酸的 含量為0. 1-5重量份；所述潤(rùn)滑劑的含量為5-30重量份；所述無(wú)機(jī)緩蝕劑的含量為0. 1-5 重量份；所述硅烷偶聯(lián)劑的含量為2-20重量份；所述有機(jī)樹(shù)脂的含量為1-50重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述潤(rùn)滑劑為水性氟碳乳液、硅油 乳液、聚乙烯蠟乳液、聚四氟乙烯蠟乳液和巴西棕櫚蠟乳液中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述有機(jī)樹(shù)脂為水性丙烯酸樹(shù)脂、 水性苯丙樹(shù)脂、水性酚醛樹(shù)脂、水性聚胺樹(shù)脂、水性有機(jī)硅樹(shù)脂和水性環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一 種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述無(wú)機(jī)緩蝕劑為高錳酸鉀、硅酸 鈉、磷酸一氫鈉、亞硝酸鈉、三聚磷酸鈉、硫酸鋅和鑰酸鈉中的至少一種，優(yōu)選為亞硝酸鈉、 鑰酸鈉和高錳酸鉀中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理劑組合物，其中，該處理劑組合物還含有助劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理劑組合物，其中，所述助劑為表面活性劑、流平劑和消 泡劑中的至少一種；以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述助劑的含量為0. 1-2重量份，優(yōu)選為 0. 3-1重量份。
8. -種熱鍍鋅板，該熱鍍鋅板包括熱鍍鋅板基材和附著在基材表面上的涂層，其特征 在于，所述涂層由權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的自潤(rùn)滑處理劑組合物形成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱鍍鋅板，其中，所述涂層的厚度為0. 05-0. 3微米。
10. -種熱鍍鋅板的制備方法，該方法包括：將權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的自潤(rùn)滑 處理劑組合物配制成涂布液，將所述涂布液涂布在熱鍍鋅板基材上，然后進(jìn)行固化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其中，所述固化的條件包括：溫度為80-1KTC， 時(shí)間為10-60s。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制備方法，其中，所述涂布液的用量使得在所述熱鍍 鋅板基材上形成的涂層的厚度為〇. 05-0. 3微米。
【文檔編號(hào)】C09D127/12GK104059515SQ201310476161
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】董學(xué)強(qiáng), 郭太雄, 徐權(quán), 周一林, 冉長(zhǎng)榮, 陳永, 郭華, 谷紅微, 許哲鋒, 張愛(ài)萍 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司