一種熱鍍鋅自潤滑處理液和金屬材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自潤滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、硼酸、潤滑劑、無機緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機樹脂。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，然后進行固化。本發(fā)明提供的自潤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，且自潤滑性特別優(yōu)異。
【專利說明】【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅自潤滑處理液和熱鍍鋅自潤滑金屬材料及其制備方法。 一種熱鍍鋅自潤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 有自潤滑功能而無須涂防銹油來防止熱鍍鋅鋼板在運輸及存儲中銹蝕，可簡化包裝工序， 降低生產(chǎn)和運輸成本。因而鍍鋅自潤滑鋼板受到了業(yè)界廣泛的關(guān)注。
[0003] 日本川崎制鐵開發(fā)的有機涂層自潤滑鋼板產(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自潤滑鋼板的缺點在于其表面的自潤滑處理 液具有含重金屬鉻的鉻化層，雖然三價鉻在安全環(huán)保方面要優(yōu)于六價鉻，但是仍存在轉(zhuǎn)化 為六價鉻的風險，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發(fā)了一種鍍鋅自潤滑板，該鍍鋅自潤滑板表面涂有不含鉻的 無機涂料，該無機涂料通過反應在鍍鋅板表面形成涂層，通過這種方法形成的無機涂層的 厚度較薄，涂層的耐熱性、吸附性和成膜性較差，易脫落。
[0005] 新日本制鐵公司開發(fā)了一種潤滑性水系聚氨酯樹脂組合物有機涂層，將這種有機 涂層涂布在鍍鋅系鋼板表面后往往形成較厚的有機層，存在耐熱性差和成本消耗高的缺 點。
[0006] 因此有必要開發(fā)一種不含鉻且組成成分為半有機的，具有良好的耐蝕性、耐熱性、 耐水性、吸附性、成膜性、潤滑性的以熱鍍鋅鋼板為基材的自潤滑處理液。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種不含鉻的、組成成分為半有機的、具有良好的耐蝕性、耐 熱性、耐水性、吸附性、成膜性以及潤滑性的自潤滑處理劑組合物，以及使用該組合物作為 涂層的熱鍍鋅板及其制備方法。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自潤滑處理劑組合物，其中，該組合物含有 水、硼酸、潤滑劑、無機緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機樹脂。
[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，然后進行 固化。
[0011] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種自潤滑處理劑組合物以及具有優(yōu)良自潤滑 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，另外，本發(fā)明所提供的自潤滑處理劑組合物的組成成分為半有機的成分，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，且自潤滑性特別優(yōu)異。
[0013] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。 【具體實施方式】
[0014] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0015] 本發(fā)明提供了一種自潤滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、硼酸、潤滑劑、無 機緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機樹脂。
[0016] 本發(fā)明對以上各物質(zhì)的含量沒有特別的限制，只要組合物中含有以上物質(zhì)即可實 現(xiàn)本發(fā)明的目的。優(yōu)選地，以100重量份的水為基準，所述硼酸的含量可以為0. 1-5重量份； 所述潤滑劑的含量可以為1-30重量份；所述無機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；所述有機樹脂的含量可以為1-50重量份。
[0017] 優(yōu)選情況下，以100重量份的水為基準，所述硼酸的含量為1-4重量份；所述潤滑 劑的含量為10-25重量份；所述無機緩蝕劑的含量為1. 5-4重量份；所述硅烷偶聯(lián)劑的含 量為8-16重量份；所述有機樹脂的含量為15-45重量份。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的自潤滑處理劑組合物，其中，所述潤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，為了進一步提高 自潤滑性能，所述潤滑劑優(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)明的自潤滑處理劑組合物，其中，所述有機樹脂可以為水性丙烯酸樹脂、 水性苯丙樹脂、水性酚醛樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性有機硅樹脂和水性環(huán)氧樹脂中的至少 一種，為了進一步提高涂層性能，所述有機樹脂優(yōu)選為水性丙烯酸樹脂、水性苯丙樹脂和水 性聚氨酯中的至少一種。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的自潤滑處理劑組合物，其中，所述無機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。為了進一步提高耐 蝕性能，所述無機緩蝕劑優(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)明的自潤滑處理劑組合物，其中，為了進一步提高所述自潤滑處理劑組 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)明對所述助劑的種類沒有特別的限制，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)，當所述助劑為表面活性劑、流平劑和消泡劑中的至少一種時，本發(fā)明提 供的組合物的如上性能能夠得到進一步提高。
[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 以為聚醚改性有機硅消泡劑。
[0025] 其中，所述助劑中，相對于以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)明的自潤滑處理劑組合物，其中，特別優(yōu)選的情況下，潤滑劑為水性氟碳 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；所述無機緩蝕 劑為硅酸鈉和/或鑰酸鈉；所述有機樹脂為水性丙烯酸樹脂和/或水性聚氨酯。在該優(yōu)選 情況下，所述自潤滑處理劑組合物在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，對各成分 的混合順序沒有特別要求，可以直接將所述原料混合物中的各組分進行同時、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)按照如上的比例進行混合制備的自潤 滑處理劑組合物還能夠有效的提高成膜速率，使得成膜時間大大縮短，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，當將本發(fā)明的自潤滑處理劑組合物涂布在熱鍍鋅板上時，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，其自潤滑性能能夠得到進一步提 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，相對于每平方米的熱鍍鋅板基材表面， 所述自潤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間本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，優(yōu)選地，所述固化的溫度為80-1KTC，時間為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 潤滑劑組合物噴淋在所述熱鍍鋅板基材的表面。
[0037] 其中，對所述自潤滑劑組合物涂布的溫度，本發(fā)明沒有特別的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以在所述自潤滑劑組合物不結(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，可以為熱風加熱、感應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] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0041] 以下實施例和對比例中所用的試劑均為商購得到。在沒有特別指明的情況下，所 述試劑均為分析純。
[0042] 實施例1-10和對比例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，分別得到自潤滑劑 組合物實施例1-10和對比例1-5。
[0044] 表 1
[0045]
【權(quán)利要求】
1. 一種自潤滑處理劑組合物，其特征在于，該組合物含有水、硼酸、潤滑劑、無機緩蝕 齊[J、娃燒偶聯(lián)劑和有機樹脂。
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，所述硼酸的 含量為0. 1-5重量份；所述潤滑劑的含量為5-30重量份；所述無機緩蝕劑的含量為0. 1-5 重量份；所述硅烷偶聯(lián)劑的含量為2-20重量份；所述有機樹脂的含量為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，所述有機樹脂為水性丙烯酸樹脂、 水性苯丙樹脂、水性酚醛樹脂、水性聚胺樹脂、水性有機硅樹脂和水性環(huán)氧樹脂中的至少一 種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述無機緩蝕劑為高錳酸鉀、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，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中任意一項所述的自潤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中任意一項所述的自潤滑 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】C09D127/12GK104059515SQ201310476161
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】董學強, 郭太雄, 徐權(quán), 周一林, 冉長榮, 陳永, 郭華, 谷紅微, 許哲鋒, 張愛萍 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司