一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理劑組合物和自潤(rùn)滑鍍鋅板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、潤(rùn)滑劑、膠體二氧化硅、無機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹脂。本發(fā)明還提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板，該自潤(rùn)滑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，還提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，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，且其耐指紋性和自潤(rùn)滑性特別優(yōu)異。
【專利說明】一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理劑組合物和自潤(rùn)滑鍍鋅板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱鍍鋅自潤(rùn)滑處理劑組合物和自潤(rùn)滑鍍鋅板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自潤(rùn)滑鍍鋅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)滑功能而無須涂防銹油來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]日本川崎制鐵開發(fā)的有機(jī)涂層自潤(rùn)滑鋼板產(chǎn)品RIVERZIVC 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發(fā)了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板，該自潤(rùn)滑鍍鋅板表面涂有不含鉻的無機(jī)涂料，該無機(jī)涂料通過反應(yīng)在鍍鋅板表面形成涂層，通過這種方法形成的無機(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]新日本制鐵公司開發(fā)了一種潤(rùn)滑性水系聚氨酯樹脂組合物有機(jī)涂層，將這種有機(jī)涂層涂布在鍍鋅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)明的目的在于提供一種不含鉻的、組成成分為半有機(jī)的、具有良好的耐蝕性、耐指紋性、耐熱性、耐水性、吸附性、成膜性以及自潤(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自潤(rùn)滑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、潤(rùn)滑劑、膠體二氧化硅、無機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹脂。
[0009]另一方面，本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板，該自潤(rùn)滑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。
[0010]再一方面，本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，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)滑性的自潤(rùn)滑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，且其耐指紋性和自潤(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)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H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(rùn)滑處理劑組合物，其中，該組合物含有水、潤(rùn)滑劑、膠體二氧化硅、無機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)樹脂。
[0016]本發(fā)明對(duì)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(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)，所述膠體二氧化硅的含量為2-30重量份，所述潤(rùn)滑劑的含量為1-30重量份，所述無機(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)樹脂的含量為1-50重量份。
[0017]更優(yōu)選地，以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述膠體二氧化硅的含量為5-20重量份，所述潤(rùn)滑劑的含量為10-25重量份，所述無機(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，所述膠體二氧化硅可以是商購(gòu)的，也可以根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)的膠體二氧化硅的制備方法制備得到。優(yōu)選地，本發(fā)明所采用的膠體二氧化硅的二氧化硅膠體顆粒粒徑為l_150nm，更優(yōu)選為l_50nm。
[0019]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。
[0020]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(jī)硅樹脂和水性環(huán)氧樹脂中的至少一種，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。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑處理劑組合物，其中，所述無機(jī)緩蝕劑可以為高錳酸鉀、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。
[0022]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Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570 )、Y -巰丙基三甲氧基硅烷(KH590 )、乙烯基三甲氧基硅烷(KHl71)和Ν-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)中的至少一種。為了進(jìn)一步獲得優(yōu)異的耐蝕性的效果， 所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷和/或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0023]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100重量份的水，所述助劑的用量為0.1-2重量份，更優(yōu)選為0.3-1重量份。[0024]本發(fā)明對(duì)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(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。
[0025]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(0P-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。
[0026]其中，當(dāng)所述助劑為流平劑、表面活性劑和消泡劑時(shí)，在所述組合物中，相對(duì)于100重量份的水，所述流平劑的含量可以為0.05-1重量份、所述表面活性劑的含量可以為0.02-0.5重量份、所述消泡劑的含量可以為0.03-0.5重量份。
[0027]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，所述膠體二氧化硅為二氧化硅顆粒粒徑為l_50nm的膠體二氧化硅；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-氨丙基二乙氧基硅烷、Y _縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷和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(jī)緩蝕劑為高錳酸鉀和/或鑰酸鈉；所述有機(jī)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(rùn)滑處理劑組合物在80-110°C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，其耐指紋性能和自潤(rùn)滑性能特別優(yōu)異。[0028]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)選通過攪拌使混合更加均勻。
[0029]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。
[0030]本發(fā)明還提供一種自潤(rùn)滑劑，該自潤(rùn)滑劑由上述自潤(rùn)滑劑組合物混合均勻后得到。
[0031]本發(fā)明還提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板，該自潤(rùn)滑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。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑鍍鋅板，其中，所述涂層的厚度可以為0.05-0.3微米。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑鍍鋅板，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80-110°C且固化時(shí)間為10-60S的固化條件下固化得到的。
[0034]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)，所述組合物的涂層具有較好的耐蝕性、耐熱性、耐水性、吸附性、成膜性，尤其具有較好的耐指紋性和自潤(rùn)滑性能。
[0035]本發(fā)明還提供了一種自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，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。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，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0.05-0.3微米。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，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80-110°C，時(shí)間為10_60so
[0038]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。
[0039]其中，對(duì)所述自潤(rùn)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(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。
[0040]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。
[0041]本發(fā)明還提供了根據(jù)如上所述的自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法制備得到的自潤(rùn)滑鍍鋅板。
[0042]以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0043]以下實(shí)施例和對(duì)比例中所用的試劑均為商購(gòu)得到。在沒有特別指明的情況下，所述試劑均為分析純。
[0044]實(shí)施例1-10和對(duì)比例1-5
[0045]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。
[0046]表1
[0047]
【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、潤(rùn)滑劑、膠體二氧化硅、無機(jī)緩蝕劑、硅烷偶聯(lián)劑和有機(jī)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(zhǔn)，所述膠體二氧化硅的含量為2-30重量份，所述潤(rùn)滑劑的含量為1-30重量份，所述無機(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)樹脂的含量為1-50重量份；優(yōu)選地，以100重量份的水為基準(zhǔn)，所述膠體二氧化硅的含量為5-20重量份，所述潤(rùn)滑劑的含量為10-25重量份，所述無機(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)樹脂的含量為15-45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，所述膠體二氧化硅的粒徑為l_150nm,優(yōu)選為 l_50nm。
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，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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述有機(jī)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(jī)硅樹脂和水性環(huán)氧樹脂中的至少一種，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。
6.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(jī)緩蝕劑為高錳酸鉀、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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理劑組合物，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑可以為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、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅燒、Y ~疏丙基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷和Ν_(β_氨乙基)-y -氨丙基二甲氧基硅烷中的至少一種，優(yōu)選為N- (β -氨乙基)-Υ -氨丙基三甲氧基硅烷和/或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
8.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。
9.根據(jù)權(quán)利要求8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。
10.一種自潤(rùn)滑鍍鋅板，該自潤(rùn)滑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1-9中任意一項(xiàng)所述的自潤(rùn)滑處理劑組合物形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自潤(rùn)滑鍍鋅板，其中，所述涂層的厚度為0.05-0.3微米。
12.—種自潤(rùn)滑鍍鋅板的制備方法，該方法包括:將權(quán)利要求1-9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。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其中，所述固化的條件包括:溫度為80-110°C，時(shí)間為10-60s。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13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0.05-0.3微米。
【文檔編號(hào)】C09D175/04GK103911031SQ201410142489
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】董學(xué)強(qiáng), 郭太雄, 徐權(quán), 冉長(zhǎng)榮, 張 林 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司