CN104497827B - 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104497827B
CN104497827B CN201410778430.6A CN201410778430A CN104497827B CN 104497827 B CN104497827 B CN 104497827B CN 201410778430 A CN201410778430 A CN 201410778430A CN 104497827 B CN104497827 B CN 104497827B
Authority
CN
China
Prior art keywords
agent
resin
free
mass ratio
steel sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410778430.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104497827A (zh
Inventor
刘昕
江社明
张启富
岳崇锋
罗丹
李远鹏
张�杰
刘秋元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gangyan Engineering Design Co ltd
Original Assignee
New Metallurgy Hi Tech Group Co Ltd
China Iron and Steel Research Institute Group
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by New Metallurgy Hi Tech Group Co Ltd, China Iron and Steel Research Institute Group filed Critical New Metallurgy Hi Tech Group Co Ltd
Priority to CN201410778430.6A priority Critical patent/CN104497827B/zh
Publication of CN104497827A publication Critical patent/CN104497827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104497827B publication Critical patent/CN104497827B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/67—Particle size smaller than 100 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法。所述镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂包括水性聚异氰酸酯、水性聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐和成膜助剂，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1∶1；以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂的总质量计，树脂与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1∶0.05‑0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米‑30纳米，树脂与蜡乳液的质量比为1∶0.10‑0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米‑5微米，树脂与表面活性剂的质量比为1∶0.00165‑0.00829，树脂与偶联剂的质量比为1∶0.0055‑0.0275。根据本发明的水性无铬润滑处理剂作为镀锌板表面的成膜剂时，获得的镀锌板具有优异的润滑性和耐蚀性，同时具有良好的耐指纹性能。

Description

一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于镀锌板后处理，主要涉及一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法，主要应用于家电产品、汽车、建筑材料等需要冲压加工的镀锌产品。
背景技术
在家电、汽车制造生产过程中，要求将钢板加工成复杂的形状，并且快速、多次冲压的零件不断增多。为避免钢板在变形过程中开裂，并且为了减少模具与钢板间的摩擦，传统的压力加工成形需要使用润滑油作为润滑剂，冲压成型后需要使用脱脂洗涤剂洗去零件表面的油渍。脱脂洗涤剂在使用过程中通常会释放三氯乙烷和氟利昂等对大气臭氧层有破坏作用的物质。因此传统的压力加工工艺对环境有着不良的影响。
自润滑钢板是一种功能性有机涂层板，在经过冲压成形之后，不进行涂覆直接使用或直接进行涂装后使用，因此，自润滑板一般具有良好的耐蚀性和优异的润滑性能。根据自润滑钢板的不同用途，其基板包括冷轧板或镀锌板等其它不同镀层钢板。现有文献报道中，自润滑钢板主要以纯锌镀层板为基板。镀锌钢板的自润滑技术就是镀锌层通过与自润滑介质反应而在其表面形成具有自润滑能力皮膜的过程。由于反应生成的自润滑膜和基体结合牢固，且具有环保有机微孔结构，所以具有良好的冲压润滑性能，大量用于冲压变形较大的工件，能大大提升工件的冲压变形性能及作业率。目前国内外特别是日本的汽车板、高档家电钢板为提高生产效率，大量使用自润滑热镀锌钢板。
在此背景下，国外在近年来开发了一种冲压成形过程中不需要添加润滑油作为润滑剂的自润滑热镀锌钢板。自润滑涂层在保证基础树脂具有优异机械性能的基础之上同时保证具有优异的润滑性能和良好的耐磨性等其它性能，而且利用涂层润滑可大大节约了润滑剂的消耗还缩短了生产时间。自润滑涂层钢板不仅简化了传统的钢板冲压成形工艺，而且避免了传统加工成形工艺对环境的损害，在环保意识日益增强的今天，自润滑涂层钢板的研发与生产正受到越来越多的重视。在不用添加其它润滑剂的情况下自润滑热镀锌钢板就具有良好的成型性能，不仅解决了润滑剂(润滑油或润滑脂)的消耗及随后的成形件洗涤过程对环境污染的问题，同时还可以赋予钢板一些特定的，如耐指纹性等表面特性。
申请号为200810126608.3(公开号为CN101608311A，公开日为2009年12月23日)的中国发明专利申请“一种镀锌自润滑金属材料”，提供了一种含三价铬化合物、硅胶和有机羧酸的自润滑组合物，pH值为4-7，不仅镀锌自润滑金属材料的润滑性和耐腐蚀性非常高，而且还能大大降低对镀锌金属材料基材的要求。但是，该专利申请所公开的自润滑金属材料中含有三价铬离子，依然具有毒性，且体系为酸性涂层，其在制备过程中难免对活性很强的纯锌层有一定的酸性消耗，从而对锌层的绝对消耗时间具有一定的影响。
申请号为200580008930.0(公开号为CN1934232A，公开日为2007年3月21日)的中国发明专利申请“润滑性水系聚氨酯树脂组合物、使用该组合物的镀锌系钢板的表面润滑处理方法及该表面处理钢板”，提供了一种在镀锌系钢板上形成耐蚀性、耐碱性、涂装粘附性、润滑性均优异的皮膜的水系聚氨酯树脂组合物。在该专利申请中，在进行润滑性树脂组合物处理前需要经过铬酸盐、磷酸盐或非铬酸盐对基底进行处理，处理步骤繁杂且成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种一次涂覆水性无铬润滑处理剂，其pH值为7-10，以避免对纯锌层的酸性消耗，能够在储存和运输过程中提供防腐作用，在冲压加工时提供足够的润滑性，从而能够在不使用润滑油情况下进行冲压加工成型。为此，本发明公开了一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法。
具体地，本发明提供一种钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法。所述镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的化学组成包括聚异氰酸酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐和成膜助剂。根据本发明的水性无铬润滑处理剂作为镀锌板表面的成膜剂时，获得的镀锌板具有优异的润滑性和很好的耐蚀性，同时具有良好的耐指纹性能。因此，能够大大降低对镀锌金属材料基材的要求，可以使用表面粗糙度波动大、价格低廉的热镀锌板为基材，因而具有更强的市场竞争力和更高的经济效益，主要是替代镀锌钢板储存运输过程中的防锈油和冲压过程中的冲压润滑油，从而解决防锈油的清洗及冲压润滑油的清洗而造成的环境问题。
根据本发明的一方面，一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂包括水性聚异氰酸酯、水性聚丙烯酸酯、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐、成膜助剂，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基物质的量之比(即，摩尔比)为1∶1；以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂的总质量计，树脂与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1∶0.05-0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米，树脂与蜡乳液的质量比为1∶0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米，树脂与表面活性剂的质量比为1∶0.00165-0.00829，树脂与偶联剂的质量比为1∶0.0055-0.0275，树脂与钼酸盐的质量比为1∶0.03-0.1，树脂与成膜助剂的质量比为1∶0.04-0.15。
根据本发明的另一方面，一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的制备方法包括顺序执行的下述步骤：将聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯混合搅拌均匀，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1∶1；在聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂混合物中加入硅溶胶，调整所得混合物的pH值为7-10，其中，以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂计，树脂混合物与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1∶0.05-0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米；向前述得到的混合物中加入表面活性剂，其中，树脂混合物与表面活性剂的质量比为1∶0.00165-0.00829；在表面活性剂溶解后加入偶联剂，其中，树脂混合物与偶联剂的质量比为1∶0.0055-0.0275；最后，依次加入蜡乳液、钼酸盐和成膜助剂并混合均匀，其中，树脂混合物与蜡乳液的质量比为1∶0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米。
根据本发明的示例性实施例，本发明的水性无铬润滑处理剂可以包括聚异氰酸酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐和成膜助剂，所述表面水性无铬润滑处理剂可以经过辊涂或刷涂方式涂布于镀锌板表面经过烘烤固化后应用。所述表面水性无铬润滑处理剂的pH值可以为7-10。
根据本发明的示例性实施例，聚异氰酸酯可以为封闭型脂肪族聚异氰酸酯。
根据本发明的示例性实施例，蜡可以为石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
根据本发明的示例性实施例，表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
根据本发明的示例性实施例，偶联剂可以为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
根据本发明的示例性实施例，钼酸盐可以为钼酸钠和钼酸铵中的一种或两种。
根据本发明的示例性实施例，成膜助剂可以为乙二醇单丁醚或2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或两种。
根据本发明的示例性实施例，固化后得到的表面水性无铬润滑涂层附着量可以为1.0-3.0克/平方米，固化温度可以为110℃-130℃，固化时间可以为10-30分钟。
本发明至少具有下述有益效果：采用本发明所述的镀锌板表面水性无铬润滑处理剂，能够减少镀锌后的涂防锈油、冲压加工前的清洗防锈油、涂冲压润滑油和涂装前的清洗冲压油等工序，同时避免了因清洗防锈油和冲压油时产生的环境问题。整体减少工序，节能降耗，节约成本，因此，能够为企业解决环境问题、增加经济效益，对人类和社会具有重要的意义和价值。
具体实施方式
在下文中，将参照本发明的具体实施例来更详细地描述本发明，然而，本发明可以以许多不同的形式来实施例，而不局限于下面所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
根据本发明的水性无铬润滑处理剂包括水性聚异氰酸酯、水性聚丙烯酸酯、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐和成膜助剂，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的物质的量之比(即摩尔比)为1∶1；以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂(为简便起见，下面所称的树脂均指这两种物质的组合)计，树脂与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1∶0.05-0.28(即，1∶0.05-1∶0.28)，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米，树脂与蜡乳液的质量比为1∶0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米，树脂与表面活性剂的质量比为1∶0.00165-0.00829，树脂与偶联剂的质量比为1∶0.0055-0.0275。水性树脂与钼酸盐的质量比为1∶0.03-0.1，水性树脂与成膜助剂的质量比为1∶0.04-0.15。在本发明的示例性实施例中，硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。
这里，聚异氰酸酯可以为封闭型脂肪族聚异氰酸酯。蜡可以为石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。偶联剂可以为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。钼酸盐可以为钼酸钠和钼酸铵中的一种或两种。成膜助剂可以为乙二醇单丁醚和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或两种。
具体地，聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯呈乳液状，蜡呈乳液状，例如为聚乙烯蜡乳液。根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂经过辊涂或刷涂方式涂布于镀锌板表面然后经过烘烤固化后应用。根据本发明的水性无铬润滑处理剂的pH值为7-10。这里，因为硅溶胶为碱性，所以本领域技术人员可以在本发明的教导下通过加入硅溶胶来控制水性无铬润滑处理剂的pH值。因此，与现有技术中pH值为4-7的含三价铬化合物、硅胶和有机羧酸的自润滑组合物相比，不仅无铬无毒，而且润滑性和耐腐蚀性非常高，并且还能大大降低对镀锌金属材料基材的要求。具体地，由于根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂的pH值为7-10，接近中性，因此比起pH值为4-7(对金属基底更具腐蚀性)的自润滑组合物，根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂对金属材料基材的要求降低。根据本发明，所使用的各种原料可在市场购得。
根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂在固化后，得到表面水性无铬润滑涂层，其中，得到的表面水性无铬润滑涂层的附着量为1.0-3.0克/平方米，固化时采用的烘烤温度为110℃-130℃，固化时间为10分钟-30分钟。这里，表面水性无铬润滑涂层的附着量是指涂层的质量。
根据本发明的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的制备方法包括下述步骤：将聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯混合并搅拌均匀，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1∶1；在聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂混合物中加入硅溶胶，使得硅溶胶在能够提供纳米二氧化硅颗粒的同时，调节酸碱值以使体系为碱性，其中，以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂计，树脂与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1∶0.05-0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米；然后加入表面活性剂，与前述得到的混合物充分混合，其中，树脂与表面活性剂的质量比为1∶0.00165-0.00829；然后(即，在表面活性剂溶解后)加入偶联剂，其中，树脂与偶联剂的质量比为1∶0.0055-0.0275；最后加入蜡乳液、钼酸盐和成膜助剂，其中，树脂与蜡乳液的质量比为1∶0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米。
根据本发明的示例性实施例，在树脂混合物中加入硅溶胶之后，待硅溶胶稳定之后(例如，约半小时之后)再加入表面活性剂，这是因为硅溶胶易受其它物质的影响而产生凝胶，因此一般要在硅溶胶稳定后再加入其他物质进行稀释。
根据本发明的示例性实施例，在加入偶联剂之后，待偶联剂水解完成之后(例如，在加入偶联剂之后过大约10分钟)再依次加入蜡乳液、钼酸盐和成膜助剂并混合均匀，从而得到根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂。
下面将参照具体实施例来更详细地描述本发明。
实施例1
本实施例的配方为(质量份)：包括聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂100份，用于形成硅溶胶的纳米二氧化硅11份(粒径为10-30纳米)，用于形成蜡乳液的聚乙烯蜡18份(粒径为0.1微米)，钼酸钠5份，作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠0.165份，作为偶联剂的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.55份，作为成膜助剂的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯7份。
按上述配方制成处理剂，其中，封闭型脂肪族聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯按异氰酸根和羟基的摩尔比为1∶1混合搅拌均匀后加入硅溶胶，半小时后加入十二烷基硫酸钠，待溶解后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，十分钟后依次加入聚乙烯蜡乳液、钼酸钠溶液、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯，从而得到水性无铬润滑处理剂。
实施例2
本实施例的配方为(质量份)：包括聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂100份，用于形成硅溶胶的纳米二氧化硅5份(粒径为10纳米-25纳米)，用于形成蜡乳液的石蜡5份以及聚丙烯蜡8份(粒径为0.5微米)，钼酸铵5份，作为表面活性剂的十二烷基磺酸钠0.829份，作为偶联剂的3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2.75份，作为成膜助剂的乙二醇单丁醚7份，从而得到水性无铬润滑处理剂。
按上述配方制成处理剂，其中，封闭型脂肪族聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯按异氰酸根和羟基比为1∶1混合搅拌均匀后加入硅溶胶，半小时后加入十二烷基磺酸钠，待溶解后加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，十分钟后依次加入石蜡乳液、钼酸铵溶液、乙二醇单丁醚。
实施例3
本实施例的配方为(质量份)：包括聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂100份，用于形成硅溶胶的纳米二氧化硅28份(粒径为20纳米-30纳米)，用于形成蜡乳液的聚乙烯蜡25份(粒径为5微米)，钼酸钠5份，作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠0.495份，作为偶联剂的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.65份，作为成膜助剂的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯7份，从而得到水性无铬润滑处理剂。
按上述配方制成处理剂，其中，封闭型脂肪族聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯按异氰酸根和羟基比为1∶1混合搅拌均匀后加入硅溶胶，半小时后加入十二烷基硫酸钠，待溶解后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，十分钟后依次加入聚乙烯蜡乳液、钼酸钠溶液、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。
实施例4
本实施例的配方为(质量份)：包括聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂100份，用于形成硅溶胶的纳米二氧化硅17份(粒径为10纳米-30纳米)，用于形成蜡乳液的聚丙烯蜡12份(粒径为3微米)，钼酸铵5份，作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠0.650份，作为偶联剂的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2.25份，作为成膜助剂的乙二醇单丁醚7份，从而得到水性无铬润滑处理剂。
按上述配方制成处理剂，其中，封闭型脂肪族聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯按异氰酸根和羟基比为1∶1混合搅拌均匀后加入硅溶胶，半小时后加入十二烷基苯磺酸钠，待溶解后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，十分钟后依次加入聚丙烯蜡乳液、钼酸铵溶液、乙二醇单丁醚。
在上述实施例中，虽然给出了具体的示例性实施例，但是由于在制备根据本发明的处理剂时，用作蜡乳液的石蜡乳液、聚乙烯蜡乳液以及聚丙烯蜡乳液三者起到的作用类似，所以尽管实施例中仅采用了一种蜡乳液，但是本领域技术人员应该能够知晓蜡乳液可以为石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。同样地，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。钼酸盐为钼酸钠和钼酸铵中的一种或两种。成膜助剂为乙二醇单丁醚和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或两种。因此，为了避免重复，将省略采用含有上述两种混合溶液的各试剂来制备根据本发明的表面水性无铬润滑处理剂的具体实施例。
以热镀锌钢板为基材，用线棒涂覆方式将上述实施例制得的表面水性无铬润滑处理剂涂装于镀锌板上，在270炉温中固化至钢板峰值温度120℃，干膜厚度约2微米。24小时后检测板材的性能：耐中性盐雾120小时白锈面积小于5％，摩擦系数≤0.10。由此可见，根据本发明的示例性实施例，制得的表面水性无铬润滑处理剂经过固化之后，所得到的板材的性能具有优异的抗蚀性能和摩擦性能。
如上所述，一方面，根据本发明的水性无铬润滑处理剂主要是替代镀锌钢板储存运输过程中的防锈油和冲压过程中的冲压润滑油，从而解决防锈油的清洗及冲压润滑油的清洗而造成的环境问题。另一方面，根据本发明的水性无铬润滑处理剂作为镀锌板表面的成膜剂时，获得的镀锌板具有优异的润滑性和很好的耐蚀性，同时具有良好的耐指纹性能。因此，能够大大降低对镀锌金属材料基材的要求，可以使用表面粗糙度波动大、价格低廉的热镀锌板为基材，因而具有更强的市场竞争力和更高的经济效益。
虽然已经结合特定的实施例描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些示例性实施例进行形式和细节上的各种改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其特征在于，所述水性无铬润滑处理剂包括水性聚异氰酸酯、水性聚丙烯酸酯、硅溶胶、蜡乳液、表面活性剂、偶联剂、钼酸盐和成膜助剂，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1:1；以由聚异氰酸酯和聚丙烯酸酯组成的树脂的总质量计，树脂与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1:0.05-0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米，树脂与蜡乳液的质量比为1:0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米，树脂与表面活性剂的质量比为1:0.00165-0.00829，树脂与偶联剂的质量比为1:0.0055-0.0275，树脂与钼酸盐的质量比为1:0.03-0.1，树脂与成膜助剂的质量比为1:0.04-0.15。
2.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，聚异氰酸酯为封闭型脂肪族聚异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，蜡乳液为石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，钼酸盐为钼酸钠和钼酸铵中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，成膜助剂为乙二醇单丁醚和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂，其中，将所述镀锌板表面水性无铬润滑处理剂固化后得到表面水性无铬润滑涂层，所得到的表面水性无铬润滑涂层的附着量为1.0-3.0克/平方米，其中，固化温度为110℃-130℃，固化时间为10分钟-30分钟。
8.一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的制备方法，其特征在于所述制备方法包括顺序执行的下述步骤：
混合聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯并搅拌均匀，其中，聚异氰酸酯的异氰酸根与聚丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1:1；
在聚异氰酸酯与聚丙烯酸酯的树脂混合物中加入硅溶胶，调整所得混合物的pH值为7-10，其中，以树脂混合物的总质量计，树脂混合物与硅溶胶中的纳米二氧化硅的质量比为1:0.05-0.28，纳米二氧化硅的粒径为10纳米-30纳米；
向前述得到的混合物中加入表面活性剂，其中，树脂混合物与表面活性剂的质量比为1:0.00165-0.00829；
在表面活性剂溶解后加入偶联剂，其中，树脂混合物与偶联剂的质量比为1:0.0055-0.0275；
加入蜡乳液、钼酸盐和成膜助剂并混合均匀，从而得到表面水性无铬润滑处理剂，其中，树脂混合物与蜡乳液的质量比为1:0.10-0.25，蜡乳液的粒径为0.1微米-5微米，水性树脂与钼酸盐的质量比为1:0.03-0.1，水性树脂与成膜助剂的质量比为1:0.04-0.15。
9.如权利要求8所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的制备方法，其中，
聚异氰酸酯为封闭型脂肪族聚异氰酸酯；
蜡乳液为石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种；
表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；
钼酸盐为钼酸钠和钼酸铵中的一种或两种；
成膜助剂为乙二醇单丁醚和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或两种。
10.如权利要求8所述的镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂的制备方法，其中，将所述镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂固化后得到表面水性无铬润滑涂层，所得到的表面水性无铬润滑涂层的附着量为1.0-3.0克/平方米，其中，固化温度为110℃-130℃，固化时间为10-30分钟。
CN201410778430.6A 2014-12-15 2014-12-15 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法 Active CN104497827B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410778430.6A CN104497827B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410778430.6A CN104497827B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104497827A CN104497827A (zh) 2015-04-08
CN104497827B true CN104497827B (zh) 2016-08-24

Family

ID=52939288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410778430.6A Active CN104497827B (zh) 2014-12-15 2014-12-15 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104497827B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511605A (zh) * 2019-07-30 2019-11-29 湖南省金海科技有限公司 一种专用于微光固化木器涂料的封闭蜡及其制备方法
CN112694769B (zh) * 2019-10-07 2022-09-27 香港科技大学 涂料组合物及其制备方法、自清洁纳米涂层及其制备方法
CN111321441A (zh) * 2020-04-10 2020-06-23 中磁科技股份有限公司 钕铁硼全自动镀锌工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN104497827A (zh) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104497841B (zh) 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其使用方法
CN102884225B (zh) 镀锌系钢板用表面处理液及镀锌系钢板及其制造方法
CA2810747C (en) Method for coating metallic surfaces with a coating agent containing a polymer, the coating agent, and use thereof
CN101326308B (zh) 金属材料用表面处理剂、表面处理方法及表面处理的金属材料
JP4685162B2 (ja) クロムフリー低温硬化型金属表面処理組成物及び、これを用いた表面処理鋼板
CN102378827B (zh) 表面处理剂、使用该表面处理剂的镀覆钢板的制造方法以及镀覆钢板
CN103119200B (zh) 镀锌系钢板用表面处理液、镀锌系钢板及其制造方法
CN103124808B (zh) 热浸镀锌系钢板及其制造方法
EP2223975B1 (en) Surface-treating aqueous solution and treatment methods for forming corrosion-resistant coating film over zinc or zinc alloy deposit
CN105463436B (zh) 一种用于镀锌钢板的环保表面处理剂、镀锌钢板及镀锌钢板的制造方法
CN101629288B (zh) 热镀铝锌板用钝化处理剂及其制备方法
CN104271799B (zh) 用多组分水性组合物涂覆金属表面的方法
JP2006213958A (ja) 金属材料表面処理用組成物及び処理方法
CN102220577B (zh) 一种用于镀锌板彩涂预处理的有机无机复合水性表面处理液
JP2007162098A (ja) 水系金属表面処理剤、表面処理方法及び表面処理金属材料
CN104073100B (zh) 一种镀锌钢板用低温耐指纹表面处理剂及环保型表面处理镀锌钢板
CN103289569A (zh) 一种自润滑钝化液及用其涂覆的热镀锌自润滑涂层钢板
CN104497827B (zh) 一种镀锌钢板表面水性无铬润滑处理剂及其制备方法
KR20090121878A (ko) 금속 표면처리 용액 및 이를 이용한 표면처리 강판의 제조방법
CN103952688A (zh) 一种热镀锌板陶化剂及其制备方法
CN107460465A (zh) 硅烷处理剂和制备硅烷处理剂的方法
CN104451626A (zh) 一种镀锌钢板钝化剂及其制备方法
CN102409331A (zh) 用于镀锌彩涂板的壳聚糖改性表面处理液及其制备方法
CN102632656A (zh) 具有优异加工性和耐腐蚀性的镀锌钢板及其用表面处理剂
CN101602910A (zh) 一种用于镀锌板的水基耐指纹涂料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170111

Address after: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Village No. 19 South Institute of Technology Building 801-810

Patentee after: BEIJING IRON & STEEL RESEARCH XINZHI ENGINEERING TECHNOLOGY CENTER CO.,LTD.

Address before: 100081 Haidian District Institute of South Road, Beijing, No. 76

Patentee before: China Iron & Steel Research Institute Group

Patentee before: Xinye High Technology Group Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191223

Address after: 100081 Beijing Institute of technology, Haidian District Road, No. 76, 8-01-15

Patentee after: BEIJING GANGYAN NEW METALLURGY ENGINEERING DESIGN CO.,LTD.

Address before: 100081 Beijing city Haidian District Daliushu Village No. 19 South Institute of Technology Building 801-810

Patentee before: BEIJING IRON & STEEL RESEARCH XINZHI ENGINEERING TECHNOLOGY CENTER CO.,LTD.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210930

Address after: 100081 No. 1, bungalow, building 38, No. 76, Xueyuan South Road, Haidian District, Beijing

Patentee after: Gangyan Engineering Design Co.,Ltd.

Address before: 100081 8-01-15, craft building, 76 Xueyuan South Road, Haidian District, Beijing

Patentee before: BEIJING GANGYAN NEW METALLURGY ENGINEERING DESIGN Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right