TW201529829A

TW201529829A - 潤滑型水性金屬表面處理劑及使用其之金屬表面處理方法

Info

Publication number: TW201529829A
Application number: TW103102157A
Authority: TW
Inventors: Jing-Guo Guo
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-08-01
Also published as: TWI487783B; CN104789954A

Abstract

本發明係關於一種潤滑型水性金屬表面處理劑及使用其之金屬表面處理方法。該潤滑型水性金屬表面處理劑包括水性無鉻組成物、水溶性或水分散性有機樹脂以及蠟添加物。該水性無鉻組成物包括水溶性鋯化合物、矽化合物、含氟化合物、磷酸化合物及金屬化合物。該有機樹脂固成份相對於整體固成份之比係介於0.01至0.9之間。該蠟添加物固成份相對於整體固成份之比係介於0.005至0.03之間。藉此，可使具有該潤滑型水性金屬表面處理劑之金屬材料具備良好之耐蝕性、耐鹼洗性、潤滑性及耐磨耗性。

Description

潤滑型水性金屬表面處理劑及使用其之金屬表面處理方法

本發明係關於一種表面處理劑及表面處理方法，特別係關於一種潤滑型水性金屬表面處理劑及使用其之金屬表面處理方法。

習知使用於金屬材料表面處理之金屬表面處理劑大都含有鉻成份，然而，其所產生之六價鉻已被證實會對環境造成嚴重污染，並對人體增加致癌風險，故近年來已被管制或禁用；而使用三價鉻仍有氧化成六價鉻之疑慮，故其亦逐漸被減用。為了取代含鉻處理劑，目前已有提出水性無三價鉻及六價鉻組成之金屬表面處理劑，惟，經上述處理劑表面處理後之金屬材料(例如：鍍鋅鋼板)應用在家電及辦公傢俱設備(例如：冰箱拉門、桌櫃抽屜、推拉門板滑軌材料等)上時，因不具備潤滑特性，容易造成使用者在操作滑軌拉門時之不順暢，而在滑軌料上塗覆潤滑油則不符現今高品質產品之需求。此外，使用一般含有機樹脂之耐指紋水性塗料於金屬材料上，雖可降低動摩擦係數及提升潤滑性，卻仍無法承受使用者長期抽拉之動作，以致仍會發生接觸面磨耗及潤滑性劣化之結果。

習知無鉻化金屬表面處理劑及其金屬表面處理方法如下列先前技術專利文獻分析。

1. TW201229311

作法：一種水性金屬表面處理劑包含一有機釩化合物及一含磷之無機酸，其中，該有機釩化合物中的釩離子氧化數非為+5。經表面處理之金屬材料表面上形成一無6價鉻或3價鉻之保護膜，該保護膜與金屬材料表面間具備良好的附著性，且該保護膜亦具備較佳的耐蝕性及耐高溫性質。

缺點：上述經表面處理之金屬材料在鹼洗脫脂處理後，經耐蝕性測試24小時後，發現100%白鏽生成之問題，顯見上述之處理劑未具備耐鹼洗性質。此外，上述之處理劑因不具潤滑特性，經滑軌用途測試後會造成皮膜及金屬材料表面損傷，以致無法符合產品之需求。

2. TW200536932

作法：一種鍍鋅系鋼板上先經化成預處理(磷酸鹽/鉻酸鹽/無鉻)後，再將潤滑性水系聚氨酯樹脂組成物披覆於經化成預處理之鍍鋅系鋼板上，並藉由調整樹脂結構以限定引張破壞強度、引張力破壞伸長率及玻璃轉化溫度(Tg)，進而賦予塗膜性能。

缺點：上述製程係屬2C2B(二道塗裝、二道烘烤)方式，受限產線設備及作業、維護繁瑣，上述製程已被現今1C1B(一道塗裝、一道烘烤)之主流製程取代，故適用性因此受限，且若將上述之發明物單獨經1C1B處理後，則無法賦予塗膜耐蝕性及耐鹼洗性等功能。

基於上述分析，有必要提供一創新且具進步性之潤滑型水性金屬表面處理劑及金屬表面處理方法，以解決上述習知缺失。

本發明提供一種潤滑型水性金屬表面處理劑，其包括水性無鉻組成物、水溶性或水分散性有機樹脂以及蠟添加物。該水性無鉻組成物包括水溶性鋯化合物、矽化合物、含氟化合物、磷酸化合物及金屬化合物。該矽化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.2至1.2之間。該含氟化合物具有至少一個以上氟離子基團，該含氟化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.08至0.5之間。該磷酸化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.1至0.5之間。該金屬化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.05至0.4之間。該有機樹脂固成份相對於整體固成份之比係介於0.01至0.9之間。該蠟添加物固成份相對於整體固成份之比係介於0.005至0.03之間。

本發明另提供一種金屬表面處理方法，該方法為將上述之潤滑型水性金屬表面處理劑設置於一金屬本體之表面。

本發明之潤滑型水性金屬表面處理劑及金屬表面處理方法係可於金屬本體之表面形成一保護膜，該保護膜係可使金屬本體之表面具有良好之耐蝕性、耐鹼洗性、潤滑性及耐磨耗性，且本發明之潤滑型水性金屬表面處理劑係為無鉻處理劑，因此，不會對環境造成污染，符合環保要求。

本發明之潤滑型水性金屬表面處理劑包括水性無鉻組成物、水溶性或水分散性有機樹脂以及蠟添加物。

該水性無鉻組成物包括水溶性鋯化合物、矽化合物、含氟化合物、磷酸化合物及金屬化合物。

該水溶性鋯化合物(A)係可選自硝酸鋯、硝酸氧鋯、硫酸鋯、醋酸鋯、氟鋯酸、碳酸鋯銨、碳酸鋯鈉、碳酸鋯鉀及其彼此組合中的其中一種。

該矽化合物(B)係可選自水分散性微粒二氧化矽、矽烷偶合劑、表面改質具反應官能基之微粒二氧化矽及其彼此組合中的其中一種。

在本實施例中，該水分散性微粒二氧化矽係為膠態二氧化矽或粉末二氧化矽，且二氧化矽粒子之平均粒徑小於100奈米。

該矽烷偶合劑係可選自γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基三甲氧矽烷、γ-環氧丙烷基丙基三乙氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基甲基二乙氧基矽烷及其彼此組合中的其中一種。在本實施例中，該矽烷偶合劑在水解縮合後，將形成二維或三維Si-O-Si交聯結構；同時，Si-O鍵亦與金屬表面形成Si-O-M(M表示金屬)的化學鍵結，使該潤滑型水性金屬表面處理劑與金屬表面之間具有良好的附著性，且讓所形成之保護膜的整體結構更為緻密。

該表面改質具反應官能基之微粒二氧化矽可藉由該水分散性微粒二氧化矽及該矽烷偶合劑交互反應而成。該具反應官能基之微粒二氧化矽除可提升保護膜交聯緻密性外，亦可藉由微粒二氧化矽本身之硬度提高保護膜之耐磨耗性。

較佳地，該矽化合物(B)之含有量相對於該水溶性鋯化合物(A)的質量比(B/A)係介於0.2至1.2之間。當質量比(B/A)小於0.2時，雖然仍會於金屬材料表面上形成一保護膜，惟該保護膜之耐蝕性、耐鹼洗性及耐磨耗性並不佳；當質量比(B/A)大於1.2時，該潤滑型水性金屬表面處理劑的成本會提高，但該保護膜之性質並未有明顯改善，且膜之乾燥性亦會變得不佳。

該含氟化合物(C)具有至少一個以上氟離子基團，在本實施例中，該含氟化合物係可選自氟化鋯銨、氟化鋯鉀、氟鋯酸、氟鈦酸銨、氟鈦酸、氟矽酸、氫氟酸及氟化氫銨中的其中一種。較佳地，該含氟化合物(C)之含有量相對於該水溶性鋯化合物(A)的質量比(C/A)係介於0.08至0.5之間。當質量比(C/A)小於0.08時，所形成之保護膜的耐鹼洗性不佳；當質量比(C/A)大於0.5時，其所形成之保護膜的性質並未有明顯改善，且其過量副產物亦不利保護膜之乾燥性及耐蝕性。

該磷酸化合物(D)係可選自下列物質中的一種：磷酸；磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽；三聚磷酸；縮合磷酸鹽，如三聚磷酸鹽、偏磷酸鹽；1-羥基甲烷-1,1-二膦酸、1-羥基乙烷-1,1-二膦酸、1-羥基丙烷-1,1-二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸；以及前述鹽類的組合。較佳地，該磷酸化合物(D)之含有量相對於該水溶性鋯化合物(A)的質量比(D/A)係介於0.1至0.5之間。當質量比(D/A)小於0.1時，將影響保護膜與金屬表面之間的附著性；當質量比(D/A)大於0.5時，保護膜之耐蝕性會變得不佳。

該金屬化合物(E)之金屬元素係至少包含鋁、鎂、錳及鈣中的其中一種。在本實施例中，該金屬化合物係可選自硫酸鋁、硝酸鋁、醋酸鋁、氧化鋁、磷酸二氫鋁、硫酸鎂、硝酸鎂、醋酸鎂、草酸鎂、氧化鎂、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳、氧化錳、硫酸鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、氧化鈣及其彼此組合中的其中一種。較佳地，該金屬化合物(E)之含有量相對於該水溶性鋯化合物(A)的質量比(E/A)係介於0.05至0.4之間。當質量比(E/A)小於0.05時，將使金屬表面之乾燥性改善效果不足；當質量比(E/A)大於0.4時，雖可有效改善金屬表面之乾燥性，但會造成保護膜之耐蝕性不佳。

該水溶性或水分散性有機樹脂(R)為含有可使其單獨溶於水中或在水中分散的官能基之樹脂。在本實施例中，該水溶性或水分散性有機樹脂係可選自聚氨酯樹脂，其由聚酯多元醇、聚醚多元醇等多元醇與二異氰酸酯反應配製而成並在水中穩定地分散或溶解。或者，在另一實施例中，該水溶性或水分散性有機樹脂係可選自壓克力樹脂，其由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單體乳液聚合而成，該壓克力樹脂另包含壓克力接枝環氧樹脂共聚合體、壓克力接枝聚脲樹脂共聚合體、壓克力接枝聚烯烴樹脂共聚合體或其彼此組合，且該壓克力樹脂之平均分子量範圍係介於10,000至1,000,000之間，而其平均粒徑係介於0.1微米至2微米之間。

該水溶性或水分散性有機樹脂可選擇性添加於該潤滑型水性金屬表面處理劑中，且較佳地，該有機樹脂(R)固成份相對於整體固成份之比係介於0.01至0.9之間。當有機樹脂固成份佔整體固成份小於0.01時，所形成之保護膜將無法進一步提升潤滑性；當有機樹脂(R)固成份佔整體固成份大於0.9時，係會造成保護膜乾燥性不足之疑慮。

該蠟添加物(F)係可選自聚乙烯蠟、聚四氟乙烯蠟及其彼此組合中的其中一種。在本實施例中，該蠟添加物之型態係可選自如下的其中一種：蠟粉及蠟乳液。

該蠟添加物包含複數個蠟微粒，較佳地，該等蠟微粒之平均粒徑係介於0.05微米至10微米之間。當平均粒徑小於0.05微米時，將使保護膜潤滑性改善效果不足；當平均粒徑大於10微米時，將使該等蠟微粒易沉降，造成塗料安定性及產線操作性不佳。

該蠟添加物(F)固成份相對於整體固成份之比係介於0.005至0.03 之間。當蠟添加物固成份佔整體固成份小於0.005時，所形成之保護膜將無法提供較低之動摩擦係數及合適潤滑性；當蠟添加物固成份佔整體固成份大於0.03時，則會造成保護膜耐蝕性劣化之疑慮。

較佳地，該潤滑型水性金屬表面處理劑之pH值係介於6.0至11.0之間。當pH值低於6.0時，將使該潤滑型水性金屬表面處理劑較不穩定且容易形成沈澱物；而當pH值高於11.0時，該潤滑型水性金屬表面處理劑所形成之保護膜的耐蝕性不佳，其會影響金屬表面外觀。

該潤滑型水性金屬表面處理劑係可透過多種方式來調整pH值，例如可視需求利用酸液或鹼液來調整。此外，該潤滑型水性金屬表面處理劑亦可視需求添加表面調節助劑(例如：濕潤劑、流平劑)、分散劑及消泡劑等，以提升塗料安定性及金屬表面外觀品質。

本發明另提供一種金屬表面處理方法，該方法為將上述之潤滑型水性金屬表面處理劑設置於一金屬本體之表面。在本實施例中，該金屬本體係可選自鋅材、鍍鋅之鋼材、鍍鋅鋁合金之鋼材及鍍鋅鐵合金之鋼材中的其中一種。此外，在該潤滑型水性金屬表面處理劑設置於該金屬本體之表面之前，可另包括一清洗及脫脂步驟，以清潔該金屬本體之表面。

在本實施例中，該金屬表面處理方法可另包括對該潤滑型水性金屬表面處理劑進行一加熱乾燥步驟，該加熱乾燥步驟之溫度係介於50℃至250℃之間，而該潤滑型水性金屬表面處理劑係在該加熱乾燥步驟之後，於該金屬本體之表面形成一保護膜，該保護膜之厚度係介於0.05微米至2微米之間，較佳地，該保護膜之厚度係介於0.1微米至1微米之間。當該保護膜之厚度小於0.05微米時，將使該保護膜的耐蝕性及潤滑性不佳；當該保護膜之厚度超過2微米時，雖可提昇耐蝕性及潤滑性，卻會造成該金屬本體之表面外觀不佳，且會增加製作成本。

由於金屬材料之腐蝕過程是因為金屬表面滲入腐蝕因子(氧氣、水、氯離子等)，進而誘使電化學之氧化還原反應發生所致，也就是在陰極反應中，氧氣、水等得到電子並產生OH^-，使OH^-濃度升高，而陽極反應則因金屬材料失去電子而形成金屬離子。因此，在提昇金屬材料(例如：鍍鋅系鋼板)的耐蝕性時，可考慮以抑制陽極及陰極之氧化還原反應為重點。

本發明係利用該潤滑型水性金屬表面處理劑來抑制陽極及陰極的氧化還原反應。其中，利用水溶性鋯化合物滲進矽化合物體結構間，經加熱乾燥後，上述矽醇鍵與鋯離子吸附(及/或交聯)形成保護膜的骨架；藉由添加有機樹脂於該潤滑型水性金屬表面處理劑中，一旦乾燥，便與上述無機骨架形成不易溶解於水之有機-無機複合型保護膜，提升屏障效果以抑制腐蝕進行；同時，上述有機-無機複合型保護膜因具較低表面能，故兼顧耐指紋特性，避免指紋印或油漬污染產品外觀；再者，藉由無機組份中微粒二氧化矽之本身玻璃質特性，可進一步提升保護膜之硬度、減緩長期摩擦作業中損耗保護膜及刮傷材料表面。

本發明潤滑型水性金屬表面處理劑中之蠟添加物可提供保護膜潤滑性，主要貢獻來自：(1)塗膜乾燥過程中軟化蠟微粒硬度，促使部分蠟分布於保護膜上層並達到成形加工時潤滑之目的；及(2)高熔點蠟微粒不受乾燥過程影響，反因本身硬度高且粒徑略高於乾膜厚度，達到類似軸承潤滑之功效。

另外，藉由該潤滑型水性金屬表面處理劑塗覆於金屬材料表面，其成品不僅具潤滑功效可應用於滑軌用途上，其自潤滑特性亦有助於減少下游業者加工成形過程中潤滑油及切削油之用量，且亦可減少脫脂液用量而降低客戶作業及廢液處理成本。

本發明潤滑型水性金屬表面處理劑及金屬表面處理方法可有效阻隔腐蝕因子的入侵，同時讓金屬材料表面具備良好之耐蝕性、耐鹼洗性、潤滑性及耐磨耗性。此外，本發明潤滑型水性金屬表面處理劑係為無鉻處理劑，因此，不會對環境造成污染，符合環保要求。

茲以下列實例予以詳細說明本發明，唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。

發明例1~14(以下標註為E1~E14)之共同製法：

1. 潤滑型水性金屬表面處理劑：

依據表1之組成種類及含量比例，分別將水溶性鋯化合物、矽化合物、含氟化合物、磷酸化合物、金屬化合物、有機樹脂及蠟添加物加以混合，接著再加入水攪拌均勻，以分別製得發明例1~14之潤滑型水性金屬表面處理劑。

2. 經表面處理之金屬材料：

分別取一金屬本體(熱浸鍍鋅鋼板(GI)、電鍍鋅鋼板(EG))，使其表面進行鹼脫脂處理、水洗及乾燥，然後利用# 3棒塗覆器(RDS 3號)，將上述所製得之潤滑型水性金屬表面處理劑塗佈於金屬本體之表面，再將經塗佈有潤滑型水性金屬表面處理劑之金屬本體放置於熱循環型烘箱中，以GI板溫100℃、EG板溫90℃進行乾燥，待乾燥一段時間，即分別製得發明例1~14之經表面處理之金屬材料。其中發明例1~10係以GI板材及板溫100℃製得，發明例11~14係以EG板材及板溫90℃製得。

比較例1~6(以下標註為C1~C6)之共同製法：

1. 潤滑型水性金屬表面處理劑：

除了依據表1改變成分組成及用量之外，其餘製備過程皆與發明例1~14相同，最後分別製得比較例1~4之潤滑型水性金屬表面處理劑，比較例5~6則選自商業用水性耐指紋塗料。

2. 經表面處理之金屬材料：

除了分別選用比較例1~6之潤滑型水性金屬表面處理劑外，其餘製備過程皆與發明例1~14相同，最後分別製得比較例1~6之經表面處理之金屬材料。其中除比較例6係以EG板材及板溫90℃製得外，其餘皆以GI板材及板溫100℃製得。

[測試]

將上述發明例1~14與比較例1~6所製得之鋼板(金屬材料)分別進行以下測試，所得結果分別如表2所示。

1. 耐蝕性：

採用JIS Z-2371標準方法之鹽水噴霧試驗，在試驗72小時後，以目視評估鋼板表面之白鏽發生面積，當白鏽發生面積越小時，表示耐蝕性越佳。若白鏽發生面積≧50%則判定耐蝕性不佳，標註為「×」；若30%≦白鏽發生面積≦50%，則判定耐蝕性差，標註為「△」；若10%≦白鏽發生面積≦30%，則判定耐蝕性尚可，標註為「○」；若白鏽發生面積<10%，則判定耐蝕性佳，標註為「◎」。

2. 耐鹼洗性：

將上述所製得之經表面處理之鋼板浸於日本巴卡萊公司製造的鹼洗脫脂劑Parclean 364S(20g/L)，且調整65℃的脫脂劑水溶液2分鐘後水洗並冷風乾燥。後續採用JIS Z-2371標準方法之鹽水噴霧試驗，在試驗72小時後，以目視評估鋼板表面之白鏽發生面積，當白鏽發生面積越小時，表示鹼洗後耐鹼洗性越佳。若白鏽發生面積≧50%則判定耐鹼洗性不佳，標註為「×」；若30%≦白鏽發生面積≦50%，則判定耐鹼洗性差，標註為「△」；若10%≦白鏽發生面積≦30%，則判定耐鹼洗性尚可，標註為「○」；若白鏽發生面積<10%，則判定耐鹼洗性佳，標註為「◎」。

3. 潤滑性：

在發明例1~14與比較例1~6所分別製得未經塗油處理之鋼板表面上，以ψ10mm不鏽鋼球作為探頭，並以荷重200克、移動速率300mm/min，來回測試第4次及第20次之動摩擦係數(μ_k)。

◎：來回測試第4次及第20次之動摩擦係數(μ_k)≦0.10。

○：來回測試第4次及第20次之動摩擦係數(μ_k)；0.10<μ_k≦0.15。

△：來回測試第4次及第20次之動摩擦係數(μ_k)；0.15<μ_k≦0.25。

×：來回測試第4次及第20次之動摩擦係數(μ_k)>0.25。

4. 耐磨耗性：

在發明例1~14與比較例1~6所分別製得未經塗油處理之鋼板表面上，以ψ10mm不鏽鋼球作為探頭，並以荷重200克、移動速率300mm/min，來回測試第100次之動摩擦係數(μ_k)。

◎：來回測試第100次之動摩擦係數(μ_k)≦0.10。

○：來回測試第100次之動摩擦係數(μ_k)；0.10<μ_k≦0.15。

△：來回測試第100次之動摩擦係數(μ_k)；0.15<μ_k≦0.25。

×：來回測試第100次之動摩擦係數(μ_k)>0.25。

由表2之結果可知，發明例1~14所製得之鋼板皆同時具備良好的耐蝕性、耐鹼洗性、潤滑性及耐磨耗性；反觀比較例1~6所製得之鋼板，其具有任意一項以上較差之耐蝕性、耐鹼洗性、潤滑性及耐磨耗性。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

Claims

一種潤滑型水性金屬表面處理劑，包括：水性無鉻組成物，包括：水溶性鋯化合物；矽化合物，該矽化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.2至1.2之間；含氟化合物，具有至少一個以上氟離子基團，該含氟化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.08至0.5之間；磷酸化合物，該磷酸化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.1至0.5之間；及金屬化合物，該金屬化合物之含有量相對於該水溶性鋯化合物的質量比係介於0.05至0.4之間；水溶性或水分散性有機樹脂，該有機樹脂固成份相對於整體固成份之比係介於0.01至0.9之間；以及蠟添加物，該蠟添加物固成份相對於整體固成份之比係介於0.005至0.03之間。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該水溶性鋯化合物選自硝酸鋯、硝酸氧鋯、硫酸鋯、醋酸鋯、氟鋯酸、碳酸鋯銨、碳酸鋯鈉、碳酸鋯鉀及其彼此組合中的其中一種。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該矽化合物選自水分散性微粒二氧化矽、矽烷偶合劑、表面改質具反應官能基之微粒二氧化矽及其彼此組合中的其中一種。
如請求項3之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該水分散性微粒二氧化矽係為膠態二氧化矽或粉末二氧化矽，且二氧化矽粒子之平均粒徑小於100奈米。
如請求項3之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該矽烷偶合劑選自γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基三甲氧矽烷、γ-環氧丙烷基丙基三乙氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙烷基丙基甲基二乙氧基矽烷及其彼此組合中的其中一種。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該含氟化合物選自氟化鋯銨、氟化鋯鉀、氟鋯酸、氟鈦酸銨、氟鈦酸、氟矽酸、氫氟酸及氟化氫銨中的其中一種。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該磷酸化合物選自下列物質中的一種：磷酸；磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽、磷酸鹽；三聚磷酸；縮合磷酸鹽，如三聚磷酸鹽、偏磷酸鹽；1-羥基甲烷-1,1-二膦酸、1-羥基乙烷-1,1-二膦酸、1-羥基丙烷-1,1-二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸；以及前述鹽類的組合。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該金屬化合物之金屬元素至少包含鋁、鎂、錳及鈣中的其中一種。
如請求項8之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該金屬化合物選自硫酸鋁、硝酸鋁、醋酸鋁、氧化鋁、磷酸二氫鋁、硫酸鎂、硝酸鎂、醋酸鎂、草酸鎂、氧化鎂、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳、氧化錳、硫酸鈣、硝酸鈣、醋酸鈣、氧化鈣及其彼此組合中的其中一種。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該水溶性或水分散性有機樹脂為含有可使其單獨溶於水中或在水中分散的官能基之樹脂。
如請求項10之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該水溶性或水分散性有機樹脂選自聚氨酯樹脂，其由聚酯多元醇、聚醚多元醇等多元醇與二異氰酸酯反應配製而成並在水中穩定地分散或溶解。
如請求項10之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該水溶性或水分散性有機樹脂選自壓克力樹脂，其由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單體乳液聚合而成，該壓克力樹脂另包含壓克力接枝環氧樹脂共聚合體、壓克力接枝聚脲樹脂共聚合體、壓克力接枝聚烯烴樹脂共聚合體或其彼此組合，且該壓克力樹脂之平均分子量範圍係介於10,000至1,000,000之間，而其平均粒徑係介於0.1微米至2微米之間。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該蠟添加物之型態選自如下的其中一種：蠟粉及蠟乳液。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該蠟添加物選自聚乙烯蠟、聚四氟乙烯蠟及其彼此組合中的其中一種。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其中該蠟添加物包含複數個蠟微粒，該等蠟微粒之平均粒徑係介於0.05微米至10微米之間。
如請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑，其pH值係介於6.0至11.0之間。
一種金屬表面處理方法，該方法為將請求項1之潤滑型水性金屬表面處理劑設置於一金屬本體之表面。
如請求項17之金屬表面處理方法，其中該金屬本體選自鋅材、鍍鋅之鋼材、鍍鋅鋁合金之鋼材及鍍鋅鐵合金之鋼材中的其中一種。
如請求項17之金屬表面處理方法，另包括對該潤滑型水性金屬表面處理劑進行一加熱乾燥步驟，該加熱乾燥步驟之溫度係介於50℃至250℃之間。
如請求項19之金屬表面處理方法，其中該潤滑型水性金屬表面處理劑在該加熱乾燥步驟之後，於該金屬本體之表面形成一保護膜。
如請求項20之金屬表面處理方法，其中該保護膜之厚度係介於0.05微米至2微米之間。