CN111295437A - 塑性加工用润滑剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种润滑性和脱模性优异的塑性加工用润滑剂组合物。使用的塑性加工用润滑剂组合物包含：(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐，所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅的重量比((b)重量/(a)重量)大于等于2。

Description

塑性加工用润滑剂组合物
技术领域
本发明涉及一种塑性加工用润滑剂组合物。
背景技术
一般对碳素钢、合金钢和有色金属等被加工材料，在温区或热区内使用锻造、轧制、拉拔和挤压等的模具进行塑性加工时，会使用润滑剂来提高模具与被加工材料之间的润滑性和脱模性。
此类润滑剂传统上使用石墨在油或水中分散的塑性加工用石墨润滑剂。塑性加工用石墨润滑剂具有优良的润滑性和脱模性，但由于含有石墨，存在工作环境被黑色污染的问题。
因此，近年来需要开发一种性能与塑性加工用石墨润滑剂组合物相当、不含石墨的塑性加工用润滑剂(即塑性加工用非石墨润滑剂)。
作为相应的塑性加工用非石墨润滑剂，专利文献1记载了一种包含二氧化硅-氧化铝中空体，同时隔热性能优异的塑性加工用润滑剂组合物。
另外，在专利文献2中记载了一种由固体润滑剂、表面活性剂和水组成，同时不仅含有该固体润滑剂还含有水玻璃等物质的钢材或钢带热轧用润滑剂组合物。
专利文献3记载了可通过使用含有蒙脱石等层状粘土矿物的塑性加工用润滑剂组合物，控制引起成型不良的膜残渣的产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2000/053705号(2000年9月14日公开)
专利文献2：日本公开特许公报“特开2005-36070号”(2005年2月10日公开)
专利文献3：国际公开第2012/086564号(2012年6月28日公开)
发明内容
本发明将要解决的问题
然而，如果要考虑提供一种塑性加工用润滑剂，使其具有与塑性加工用石墨润滑剂相当的润滑性和脱模性，那么上述塑性加工用非石墨润滑剂具有进一步改进的空间。
因此，本发明一实施方式旨在提供一种润滑性和脱模性优异的塑性加工用非石墨润滑剂组合物。
解决上述课题的方法
为了解决上述问题，本发明人等不断进行认真研究，通过使用含有特定重量比的二氧化硅和有机酸碱金属盐的塑性加工用润滑剂组合物，发现可以提供一种润滑性和脱模性优异的塑性加工用润滑剂组合物，从而完成了本发明。
也就是说，本发明由以下构成。
〔1〕一种塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，包含(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐，所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅的重量比((b)重量/(a)重量)大于等于2。
〔2〕根据〔1〕所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于二氧化硅(a)是非中空二氧化硅。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于还包括(c)滑石。
〔4〕根据〔1〕至〔3〕中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于还包括(d)水溶性聚合物。
〔5〕根据〔1〕至〔4〕中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于还包括(e)非离子表面活性剂。
〔6〕根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于还包括(f)水。〔7〕根据〔3〕至〔6〕中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅和所述(c)滑石的重量比((b)重量/(a)重量+(c)重量)大于等于2。
发明效果
根据本发明的一个方面，具有如下效果：可提供一种塑性加工用润滑剂组合物，其不但没有使工作环境变黑的污染问题，还具有优异的润滑性和脱模性。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。但本发明并不限于此，在所述范围内可以进行各种变换，通过对在不同实施方式中分别公开的技术方案进行适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。另外，除非本说明书有特别说明，表示数值范围的“A至B”是指“大于等于A，小于等于B”。
〔1.塑性加工用润滑剂组合物)
本发明一实施方式提供的塑性加工用润滑剂组合物包含(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐，所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅的重量比((b)重量/(a)重量)大于等于2。
在本说明书中，“塑性加工用润滑剂组合物”是指在对被加工材料进行塑性加工时，可作为润滑剂使用的组合物。这里，对被加工材料没有特别限制，只要可以进行塑性加工即可。作为被加工材料，例如钢材等黑色金属和铝等有色金属宜用于塑性加工。塑性加工优选在温区或热区进行。另外，塑性加工例如有锻造、挤压、轧制、压制、拉拔以及诸如纺丝类的旋转成型类加工等，但不限于此。本发明一实施方式提供的润滑剂组合物作为温锻和热锻用润滑脱模剂使用时特别有效。本发明一实施方式提供的润滑剂组合物作为温锻和热锻润滑脱模剂使用时，可以按现有已知的温锻和热锻用润滑脱模剂相同的方法使用。温区和热区的温度范围是200-1250℃，优选为600-1250℃。另外，本说明书中“本发明一实施方式提供的塑性加工用润滑剂组合物”也可称为“本发明一实施方式提供的润滑剂组合物”。
在本说明书中，“润滑性优异”是指在使用模具加工被加工材料时，如果使用润滑剂组合物，就能降低模具与被加工材料之间的摩擦。从而可以减少模具磨损，还可以获得更好的塑性加工品。例如，在实施例所述的峰值测试中，润滑性可以通过比较轴向伸长量进行评估。如果使用润滑性优异的润滑剂组合物，例如在进行锻造时，与使用润滑性较差的润滑剂组合物而得到的锻造品相比，可以得到轴向伸长率更好的锻造品。还例如，在实施例所述的峰值测试中，润滑性可以通过比较压力负荷进行评估。在使用润滑性优异的润滑剂组合物进行锻造时，与使用润滑性较差的润滑剂组合物进行锻造相比，以较小的压力负荷进行冲压就能获得锻造产品。
在本说明书中，“脱模性优异”是指在使用模具加工被加工用材料时，如果使用润滑剂组合物，则加工后的被加工用材料和模具无粘着，并且加工后的被加工用材料可从模具中脱离。例如，在实施例所述的峰值测试中，脱模性可以通过检查加工后的被加工用材料的粘着和轴光泽情况进行评估。如果被加工用材料粘着到模具上，加工后的被加工用材料会带上光泽。因此，如果将脱模性优异的润滑剂组合物涂覆在模具上，被加工用材料不容易在模具产生粘着，加工后的被加工用材料不会发现光泽。
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物根据需要可以含有除下述各成分(a)至(f)以外的其他成分。这些其他成分可以是分散剂、极压添加剂、金属腐蚀抑制剂、防腐剂和消泡剂等。
〔(a)二氧化硅〕
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包含二氧化硅。在本发明一实施方式提供的润滑剂组合物中，在被加工用材料的温塑性或热塑性加工的恶劣环境下，添加二氧化硅可抑制模具和被加工用材料之间的粘着，提高脱模性。
在温塑性或热塑性加工的恶劣环境下喷涂后的润滑膜，其中(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐和(d)水溶性聚合物各成分会作为重叠的集合体存在于模具表面上。由于二氧化硅的熔点通常在1550℃-1750℃，因此形成了耐热、均匀且牢固的硬质润滑膜。将被加工用材料挤押在模具表面形成的润滑膜上，施加可能引起塑性变形的表面压力，各成分在其界面处会横向移动。从而会提高模具和被加工用材料之间的跟随性，抑制润滑膜的破裂。这是一种类似于石墨润滑剂所呈现的解理现象，这一现象抑制了模具与被加工用材料之间的金属接触，从而获得了优异的润滑性和脱模性。
二氧化硅可以是天然结晶二氧化硅、天然非晶质二氧化硅、合成结晶二氧化硅和合成非晶质二氧化硅中的任何一种。合成非晶质二氧化硅可以通过干法(如燃烧法和电弧法)合成，或者可以通过湿法(如沉降法、凝胶法和溶胶-凝胶法)合成。另外，二氧化硅中不仅包含二氧化硅，还可以包含氧化铝、氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化钙、氧化钠和氧化钾等天然产物的杂质。
在本发明一实施方式提供的润滑剂组合物中，二氧化硅可以是非中空二氧化硅，也可以是中空二氧化硅，也可以是它们的混合物。鉴于为了获得更佳的润滑性和脱模性，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物优选地包含非中空二氧化硅，更优选地仅包含非中空二氧化硅。此外，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物还可以包括具有不同平均粒径等属性的多种二氧化硅。例如，在二氧化硅包含非中空二氧化硅的情况下，可以包含两者或两种以上具有不同平均粒径的非中空二氧化硅，在二氧化硅包含中空二氧化硅的情况下，可以包含两者或两种以上具有不同平均粒径的中空二氧化硅。
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包含非中空二氧化硅的确认方法如下：用扫描电子显微镜(倍率：1000-10000倍)观察该润滑剂组合物，如果二氧化硅单个粒子内部没有空腔即可确认。
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包含中空二氧化硅的确认方法如下：用扫描电子显微镜(倍率：1000-10000倍)观察该润滑剂组合物，如果二氧化硅单个粒子内部有空腔即可确认。
二氧化硅的平均粒径优选为0.1-60μm，更优选为0.2-30μm，进一步优选为0.5-10μm。如果二氧化硅的平均粒径为0.1-60μm，那么本发明一实施方式提供的润滑剂组合物中所含的二氧化硅可适当地分散而不凝聚。另外，二氧化硅的平均粒径为0.1-60μm时，将本发明一实施方式提供的润滑剂组合物涂覆在模具表面上形成的润滑膜可在模具和被加工用材料之间产生跟随，抑制金属接触。另外，二氧化硅的平均粒径可以通过适当的已知的方法确定。例如，可以用尺子测量在显微镜下观察到的50个二氧化硅的直径，用显微镜观察倍率校正该测量值，计算校正后的测量值的平均值即可。另外，还可以通过激光衍射进行粒度分布的测量，通过库尔特计数法和和动态光散射法进行粒度分布的测量。
所述二氧化硅可以使用现有已知的市售品，不作特别限制。例如，所述市售的非中空二氧化硅可以使用东曹SILICA株式会社生产的Nipsil，水泽化学工业株式会社生产的Mizukasil，所述市售的中空二氧化硅可以使用株式会社井川产业生产的Shirafine(注册商标)等。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的润滑剂组合物，二氧化硅的含量优选为重量百分比0.5-8％，更优选为重量百分比0.75-7.5％，进一步优选为重量百分比1-6％。相对于重量百分比100％的润滑剂组合物，如果二氧化硅的含量为0.5-8％，则二氧化硅均匀地分散在润滑剂组合物中，从而可以获得具有预期性能的润滑剂组合物。另外，在模具表面上形成的润滑膜可以在模具与被加工用材料之间产生跟随，抑制金属接触。此外，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包括不同平均粒径的多种二氧化硅时，二氧化硅的含量是指多种二氧化硅的总重量。
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物同时包含非中空二氧化硅和中空二氧化硅时，相对于重量百分比100％的润滑剂组合物，中空二氧化硅的含量优选为重量百分比小于4.5％，更优选为重量百分比小于4％，进一步优选为重量百分比小于3％，特别优选为重量百分比小于2％，最优选为重量百分比小于1.5％，进一步最优选为重量百分比小于1.25％。
所述中空二氧化硅对非中空二氧化硅的重量比(中空二氧化硅的重量/非中空二氧化硅的重量)优选为小于等于0.5，更优选为小于等于0.25，进一步优选为小于等于0.1。
〔(b)有机酸碱金属盐〕
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包含有机酸碱金属盐。本发明一实施方式提供的润滑剂组合物包含有机酸碱金属盐，因此提高了润滑剂组合物的润滑性。
例如，有机酸碱金属盐的有机酸为草酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、1，2-环己烷二甲酸、六氢化邻苯二甲酸酐等饱和羧酸；富马酸、马来酸、衣康酸、1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、4-环己烯-1，2-二羧酸、1-环己烯-1，2-二羧酸、环己烯-1和2-二羧酸酐等不饱和羧酸；安息香酸、水杨酸、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸和萘二甲酸等芳香族羧酸等。例如，碱金属有钠和钾。具体而言，该碱金属通过氢氧化钠或氢氧化钾形成盐，从而具有水溶性。进一步地，这些成分不仅可以单独使用，还可以两种以上组合使用。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，有机酸碱金属盐的含量优选为重量百分比15-40％，更优选为重量百分比15-35％，进一步优选为重量百分比17-35％。相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％时，会提高模具与被加工用材料之间的跟随性，抑制润滑膜破裂。这是一种类似于石墨润滑剂的解理现象，这一现象可获得优异的润滑性和脱模性。
所述(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅的重量比((b)的重量/(a)的重量)大于等于2，优选为大于等于3，更优选为大于等于4，进一步优选为大于等于5。所述(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅的重量比((b)的重量/(a)的重量)大于等于2时，则可以实现润滑性和脱模性优异的塑性加工用非石墨润滑剂组合物。所述(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅的重量比((b)的重量/(a)的重量)满足所述优选条件时，可使固体成分二氧化硅更好地分散在润滑剂组合物中。
〔(c)滑石〕
进一步地，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物还可以包含滑石。润滑剂组合物包含滑石，就能抑制模具与被加工用材料之间的金属接触，获得了优异的润滑性和脱模性。
对于滑石的产地和杂质的种类没有特别限制，可以使用现有已知的市售商品。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，滑石的含量优选为重量百分比0.1-10％，更优选为重量百分比0.5-8％，进一步优选为重量百分比1％-5％。相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，滑石的含量为重量百分比0.1％-10％时，在模具表面上形成的润滑膜可以在模具与被加工用材料之间产生跟随，抑制金属接触。
所述(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅和(c)滑石的重量比((b)的重量/{(a)的重量+(c)的重量})优选为大于等于2，更优选为大于等于3，进一步优选为大于等于4。(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅和(c)滑石的重量比((b)的重量/{(a)的重量+(c)的重量})大于等于2时，则二氧化硅和滑石均匀地分散在润滑剂组合物中，从而可以获得具有预期性能的润滑剂组合物。
〔(d)水溶性聚合物)
进一步地，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物还可以包含水溶性聚合物。本发明一实施方式使用的水溶性聚合物溶解在水中时会增稠。从而，将本发明一实施方式提供的润滑剂组合物喷涂在高温模具上时，水溶性聚合物可作为粘合剂成分发挥作用，会提高(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐和(c)滑石的附着效率。因此，可以获得附着性优异的润滑剂组合物，从而即使在温塑性或热塑性加工的恶劣环境下，也可以形成耐热、均匀、牢固且坚硬的润滑膜。
在本说明书中，“附着性优异”是指将润滑剂组合物涂覆在模具表面上时，可提高各成分的附着效率，同时形成可牢固附着在该模具表面上的润滑膜。
例如，水溶性聚合物有聚马来酸类树脂的碱金属盐、纤维素衍生物和聚丙烯酸的碱金属盐。这些可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
例如，聚马来酸类树脂包括有异丁烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物和α-甲基苯乙烯-马来酸酐共聚物等聚合物。也可以使用对这些聚合物进行酰亚胺改性或氨改性后得到的聚合物。例如，碱金属有钠和钾。具体地，通过氢氧化钠或氢氧化钾形成盐，从而具有水溶性。进一步地，这些聚马来酸类树脂的碱金属盐可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
例如，纤维素衍生物有羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠盐和羟甲基纤维素钠盐。进一步地，这些纤维素衍生物可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
例如，聚丙烯酸的碱金属盐有聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钾。它们可以使用现有已知的市售商品。其平均分子量优选为1000-5000000，更优选为2000-3000000，进一步优选为3000-1000000。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，水溶性聚合物的含量优选为重量百分比0.02-30％，更优选为重量百分比0.5-25％，进一步优选为重量百分比1-20％。相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，如果水溶性聚合物的含量为重量百分比0.02-30％，则将本发明一实施方式提供的润滑剂组合物涂覆在模具表面上时，可提高各成分的附着效率，同时形成可牢固附着在该模具表面上的润滑膜。
〔(e)非离子表面活性剂〕
进一步优选地，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物还包含非离子表面活性剂。
对非离子表面活性剂没有特别限定，可以适当使用聚氧化乙烯烷基酚醚、聚氧化乙烯甘油脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯聚甘油脂肪酸酯和亚烷基二醇共聚物等。
非离子表面活性剂可以使用现有已知的市售商品。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，非离子表面活性剂的含量优选为重量百分比0.01-5％，更优选为重量百分比0.1-5％。相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，如果非离子表面活性剂的含量为0.01-5％，则固体成分可以更加均匀地溶解并分散在润滑剂组合物中。
〔(f)水〕
优选地，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物还包含水。
对水没有特别限制，只要各个成分可以均匀地溶解或分散即可，但是优选为精制水，例如离子交换水或纯水。
在本发明一实施方式中，相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，水的含量优选为减去各成分含量后得到的余量。
〔2.塑性加工用润滑剂组合物的生产方法和使用方法〕
在本发明一实施方式中，塑性加工用润滑剂组合物通过混合和搅拌上述各成分制得。
在本发明一实施方式提供的润滑剂组合物中，各成分含量的优选组合只要(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅的重量比((b)重量/(a)的重量)大于等于2即可，没有特别限制。例如，各成分含量的优选组合可以是以下(A)至(E)的组合。
(A)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.5-8％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.02-30％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(B)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.02-30％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(C)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.5-25％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(D)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比1-20％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(E)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比1-6％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-35％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比1-20％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
另外，在本发明一实施方式提供的润滑剂组合物中，如果包含滑石，则各成分含量的优选组合只要(b)有机酸碱金属盐对(a)二氧化硅和(c)滑石的重量比((b)重量/{(a)的重量+(c)的重量})大于等于2即可，没有特别限制。如果包含滑石，则各成分含量的优选组合例如可以是以下(F)至(J)的组合。
(F)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.5-8％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(c)滑石的含量为重量百分比0.1-10％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.02-30％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(G)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(c)滑石的含量为重量百分比0.1-10％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.02-30％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(H)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(c)滑石的含量为重量百分比0.1-10％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比0.5-25％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(I)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比0.75-7.5％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-40％，(c)滑石的含量为重量百分比0.1-10％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比1-20％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
(J)相对于重量百分比100％的塑性加工用润滑剂组合物，(a)二氧化硅的含量为重量百分比1-6％，(b)有机酸碱金属盐的含量为重量百分比15-35％，(c)滑石的含量为重量百分比1-5％，(d)水溶性聚合物的含量为重量百分比1-20％，(e)非离子表面活性剂的含量为重量百分比0.01-5％，余量为(f)水。
此外，在所述(A)至(J)的组合中，本发明一实施方式提供的润滑剂组合物只要在不影响本发明效果的范围内，可能包含除(a)至(f)以外的其他组合。这些其他成分可以是分散剂、极压添加剂、金属腐蚀抑制剂、防腐剂和消泡剂等。
本发明一实施方式提供的润滑剂组合物可以直接作为润滑剂使用，也可以用水等溶剂稀释后使用。本发明一实施方式提供的润滑剂组合物的稀释率可以根据使用的成分和涂覆到模具上的量等参数进行适当调整，可以大于30倍且小于等于100倍。可高于现有石墨或非石墨润滑脱模剂10-30倍的稀释率，因此是有效的。
作为将本发明一实施方式提供的润滑剂组合物涂覆在模具上的方法，只要可均匀地涂覆在模具表面即可，没有特别限制，例如喷涂。将本发明一实施方式提供的润滑剂组合物涂覆在模具表面时，因模具的热量使溶液成分(例如水)蒸发，形成润滑膜。
另外，作为与本发明一实施方式提供的润滑剂组合物匹配适用的被加工用材料，可以是但不限于碳素钢、表面硬化钢、合金表面硬化钢和有色金属。
本发明并不限于上述各实施方式，在权利要求的范围内可以进行各种变换，通过对在不同实施方式中分别公开的技术方案进行适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
实施例
下面，通过实施例具体地描述本发明，但是本发明不限于这些实施例。
〔1.润滑剂组合物的制备)
<实施例1、8、10>
将NaOH加入水中制成溶液后，将该溶液在40-100℃下加热搅拌，同时添加异丁烯-马来酸酐共聚物，通过中和反应使其溶解。异丙稀-马来酸酐共聚物溶解后，再添加NaOH制成溶液，在40-100℃下加热搅拌，同时添加有机酸，通过中和反应使其溶解。将水溶液冷却至室温。进一步地，在该水溶液中加入非离子表面活性剂和二氧化硅，充分搅拌并混合。然后在实施例8和10中，添加滑石并混合。这样，制得塑性加工用润滑剂组合物。此外，各成分的配比量如表1所示，表示各成分配比量的数值单位是重量百分比％。
<实施例2-7、9、13、14>
将NaOH加入水中制成溶液后，在40-100℃下加热该溶液，一边搅拌一边添加有机酸，通过中和反应使其溶解。有机酸溶解后，加入羟乙基纤维素，在40-100℃下加热，一边搅拌一边使其溶解。将水溶液冷却至室温，制得溶液。进一步地，向该溶液加入非离子表面活性剂(除实施例3、6和7以外)和二氧化硅，充分搅拌混合。然后在实施例9中，添加滑石并混合。这样，制得塑性加工用润滑剂组合物。此外，各成分的配比量如表1所示，表示各成分配比量的数值单位是重量百分比％。
<实施例11-12>
在水中添加聚丙烯酸钠并混合。接着，添加NaOH，然后在40-100℃下加热，一边搅拌一边添加异丁烯-马来酸酐共聚物，通过中和反应使其溶解。异丁烯-马来酸酐共聚物溶解后，再添加NaOH制成溶液，在40至100℃下加热将该溶液，一边搅拌一边添加有机酸，通过中和反应使其溶解。将水溶液冷却至室温。进一步地，在该水溶液中添加二氧化硅，充分搅拌并混合。这样，制得塑性加工用润滑剂组合物。此外，各成分的配比量如表1所示，表示各成分配比量的数值单位是重量百分比％。
按照与上述相同的步骤，加入各成分，制成比较例1-20和参考例1的润滑剂组合物。此外，各成分的配比量如表2，3所示，表示各成分配比量的数值单位是重量百分比％。各成分详细如下。
<(a)成分(二氧化硅)>
二氧化硅I：东曹SILICA株式会社生产，Nipsil E-220A(制备方法：沉淀法，非晶质二氧化硅，熔点1710℃，平均粒径1.5μm)
二氧化硅II：水泽化学工业株式会社生产，Mizukasil P-527(制备方法：湿法，非晶质二氧化硅，熔点1600-1750℃，平均粒径2.0μm)
二氧化硅-氧化铝中空体(中空二氧化硅)：株式会社井川产业生产，Shirafine ISM-035M(平均粒径35μm)
<(b)成分(有机酸碱金属盐)>
如上所述，将NaOH加入水中制成溶液后，在40-100℃下加热该溶液，一边搅拌一边添加有机酸，通过中和反应制备有机酸碱金属盐。
己二酸二钠(中和巴斯夫日本株式会社生产的己二酸)
间苯二甲酸二钠(中和乐天化学株式会社生产的间苯二甲酸)
邻苯二甲酸二钠(中和川崎化成工业株式会社制造的邻苯二甲酸酐)
对苯二甲酸二钠(中和水岛芳香株式会社生产的对苯二甲酸)
<(c)成分(滑石)>
滑石：日本Silica工业株式会社生产、MISTRON850JS(平均粒径5.0μm)
<(d)成分(水溶性聚合物)>
异丁烯-马来酸酐共聚物钠盐(中和可乐丽株式会社的Isobam10)
羟乙基纤维素：大赛璐精细化工株式会社生产、SP-200
聚丙烯酸钠：东亚合成株式会社生产、AlonA-210
<(e)成分(非离子表面活性剂)>
Neugen：第一工业制药株式会社生产、LF-60X(聚氧化乙烯烷基酚醚)
<(f)成分(水)>
水：离子交换水
<(g)成分(无机酸碱金属盐)>
硫酸钾：和光纯药工业株式会社
碳酸钠：和光纯药工业株式会社
<(h)成分>
碳酸钙：白石钙株式会社生产、白艳华T-DD(一次粒径80nm)
三聚氰胺氰尿酸酯：日产化学工业株式会社生产、MC-6000(平均粒径2.0μm)
云母：株式会社REPCO生产、REPCO云母M-XF(平均粒径3.0μm)
氮化硼：营口市辽宾精细化工有限公司(平均粒径1.0μm)
石墨润滑剂：日本石墨工业株式会社生产、AS-6
〔2.评估试验〕
<轴向伸长量>
通过峰值测试对润滑性进行评估。试验条件如下：
将表1至表3所示的每种润滑剂组合物用水40倍稀释后，对150℃加热温度的峰值测试模具，在喷射压力0.3MPa，喷射距离300mm和流速4cc/10秒的条件下，分别喷涂每种润滑剂组合物。然后，将加热到1200℃的试片安放在所述模具中，用100t液压机(小松产业株式会社生产)将试片压制成型。测量如上所述成型得到的试片的高度(轴向伸长量)。结果如表1至表3所示。
<压力负荷>
测量对试片进行上述压制成型时的压力负荷。结果如表1至表3所示。
<对模具的粘着>
对试件进行上述成型时，按下列标准评估试件并未粘着在模具上。通过该评估，可以确定润滑剂组合物是否具有优异的脱模性。结果如表1至表3所示。
o：成型后的试片未粘着在模具上，该试片脱离模具。
×：成型后的试片粘着在模具上，该试片无法脱离模具。
<轴光泽>
观察如上所述成型得到的试片表面，按下列标准进行评估。通过该评估，可以确定润滑剂组合物是否具有优异的脱模性。结果如表1至表3所示。
o：在成型试片的表面上未观察到光泽。
×：在成型试片的表面上观察到光泽。
表1
Figure BDA0002471439760000141
表2
Figure BDA0002471439760000151
表3
Figure BDA0002471439760000161
由实施例1至7和实施例11至14的结果可知，使用二氧化硅和有机酸碱金属盐后，可以获得相当于参考例1的石墨润滑剂组合物的具有优异润滑性和脱模性的非石墨润滑剂组合物。
另外，对实施例2的结果和实施例14的结果，以及实施例5的结果和实施例13的结果进行比较，发现与中空二氧化硅相比，使用非中空二氧化硅可以获得润滑性和脱模性更佳的非石墨润滑剂组合物。
进一步地，由实施例8至10的结果可知，使用二氧化硅、有机酸碱金属盐和滑石后，可以获得相当于参考例1的石墨润滑剂组合物的具有优异润滑性和脱模性的非石墨润滑剂组合物。
另一方面，由比较例1、2和10的结果可知，即便使用二氧化硅和有机酸碱金属盐，但只要有机酸碱金属盐对二氧化硅的重量比小于2，就无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例3、4和11的结果可知，如果不使用有机酸碱金属盐，就无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例5至9的结果可知，如果不使用二氧化硅而使用滑石，就无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例12至14的结果可知，如果用碳酸钙代替二氧化硅，就无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。另外，由比较例12和13的结果可知，即便有机酸碱金属盐对碳酸钙的重量比大于等于2，也无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例15的结果可知，如果用三聚氰胺氰脲酸酯代替二氧化硅，即便有机酸碱金属盐对三聚氰胺氰脲酸酯的重量比大于等于2，也无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例16的结果可知，如果用云母代替二氧化硅，即便有机酸碱金属盐对云母的重量比大于等于2，也无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例17的结果可知，如果用氮化硼代替二氧化硅，即便有机酸碱金属盐对氮化硼的重量比大于等于2，也无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
由比较例18至20的结果可知，如果不使用二氧化硅，就无法获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
如上所述，只有包含二氧化硅和有机酸碱金属盐，且有机酸碱金属盐对二氧化硅的重量比大于等于2时，才能获得润滑性和脱模性优异的非石墨润滑剂组合物。
工业应用的可能性
本发明可用作在温区或热区进行金属塑性加工的润滑剂。

Claims (7)

1.一种塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，包含(a)二氧化硅、(b)有机酸碱金属盐，所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅的重量比((b)重量/(a)重量)大于等于2。
2.根据权利要求1所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，二氧化硅(a)是非中空二氧化硅。
3.根据权利要求1或2所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，还包括(c)滑石。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，还包括(d)水溶性聚合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，还包括(e)非离子表面活性剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，还包括(f)水。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于，所述(b)有机酸碱金属盐对所述(a)二氧化硅和所述(c)滑石的重量比((b)重量/(a)重量+(c)重量)大于等于2。
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