一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液制造技术

本发明专利技术提供一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液，该润滑液通过涂布在热镀锌钢板表面形成显示出良好润滑性的被膜。涂覆有润滑性被膜的热镀锌钢板显示出优良的润滑性、耐水性、耐蚀性、耐指纹性以及冲压性能，润滑被膜可通过在水系碱性洗涤剂中浸渍或喷射洗涤来百分百脱膜，从而不影响冲压或焊接后的汽车钢板的后续磷化、电泳等工序。本发明专利技术的水性润滑液主要包含有下列组分：水性树脂；润滑组分；二氧化硅溶胶；可溶性硅酸盐。所述水性树脂为一种有机硅改性的丙烯酸酯乳液，所述润滑组分为两种不同熔点的蜡乳液的混合液。

The utility model relates to a water-based lubricating liquid used for a plastic processing automobile hot-dip galvanized steel sheet

The invention provides a water-based lubricating fluid for a plastic processing automobile hot-dip galvanized steel sheet, which is formed by coating on the surface of the hot-dip galvanized steel sheet to show a good lubricity. Hot dip galvanized steel sheet coated with lubricating coating showed excellent lubricity, water resistance, corrosion resistance, fingerprint resistance and stamping performance, lubrication was by dipping or spraying washing 100% off membrane in aqueous alkaline detergent in the film, so as not to affect the stamping of automobile steel plate after welding or subsequent phosphating, electrophoresis process. The aqueous lubricating liquid of the invention mainly comprises the following components: a water-based resin; a lubricating component; a silica sol; a soluble silicate. The aqueous resin is an organosilicon modified acrylate emulsion, wherein the lubricating component is divided into two mixed wax emulsions with different melting points.

【技术实现步骤摘要】
一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液
本专利技术涉及金属表面处理
，具体涉及一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液。
技术介绍
在以冲压为代表的金属材料加工过程中，金属表面（特别是模具与被加工金属）之间剧烈地相互摩擦，使加工所需要的能量加大，而且容易导致金属材料表面划伤，严重的甚至导致金属材料发生开裂。为了减少冲压过程的摩擦力，通常会在钢板上涂上润滑油。但是使用润滑油也有这样的缺点，一是润滑油作为流体润滑膜在冲压过程中表面积扩大引起的润滑膜断裂而发生润滑不充分，导致烧结现象；二是由于冲压过程中钢板的强烈变形引起强烈放热使润滑油中轻质组分挥发散发出刺鼻气味，影响现场作业环境及危害作业人员的身体健康；三是冲压成型后的钢板再进行涂装处理时，必须将这层润滑油进行脱脂清洗，增加了企业生产工序。过去十几年比较广泛使用的技术是由磷酸盐皮膜和皂层形成的复合皮膜，也叫做化成处理皮膜。该化成处理皮膜首先是对金属材料进行磷酸盐处理而形成磷酸盐皮膜，然后进行反应型皂润滑处理，作为皂的主要成分的硬脂酸钠与磷酸盐皮膜反应，形成密合性良好的皂层。该化成处理皮膜润滑性和耐烧结性优异，耐蚀性能也较好。但是该化成处理皮膜也慢慢发现有如下缺点：一是磷酸盐皮膜的形成中需要繁杂的处理液的管理和较多的工序；二是因为磷酸盐与镀锌钢板的化学反应而产生大量的废渣导致环境保护上存在问题。近些年来，具有高度润滑性的自润滑涂层钢板开始出现，该技术采用只是在钢板表面涂布水性塑性加工用润滑剂并干燥的简便工序便得到具有高度润滑性涂层的自润滑钢板。自润滑钢板具备自润滑能力，在冲压加工过程中不需要使用润滑油。与传统冲压流程相比，使用自润滑涂层钢板能够减少制造企业的加工工艺流程、提高制造效率，降低制造过程中介质消耗。作为该自润滑钢板的现有技术，武汉迪赛环保新材料股份有限公司CN104451638报道了一种自润滑无铬钝化剂，该自润滑无铬钝化剂由有机硅改性的聚氨酯乳液、金属盐、硅溶胶、润滑剂和氧化剂组成，用该自润滑无铬钝化剂处理的镀锌钢板具有良好的自润滑能力以及很好的抗腐蚀性能，但是该自润滑涂层不能被碱洗涤剂脱膜，因而涂覆有该自润滑无铬钝化剂的钢板不适合车企使用。另外，新日本制铁株式会社WO20050710512公开了一种润滑性水性聚氨酯体系组合物，该组合物可在镀锌钢板上形成耐蚀性、耐碱性、润滑性的皮膜，但是同样该润滑皮膜也不具有脱膜性。大同化学工业株式会社CN102649919公开了一种金属材料的水性塑性加工用润滑剂组合物，该组合物形成的皮膜润滑性良好，但是该润滑膜用水就能去除，涂覆有该润滑剂组合物的钢板虽然可以用于车企，但该钢板的保存、运输、使用过程需要严格避免水，否则润滑膜就会出现脱落影响使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液。为了实现上述目的，本专利技术的水性润滑液主要包含有下列组分：（A）水性树脂；（B）润滑组分；（C）二氧化硅溶胶；（D）可溶性硅酸盐；各组分的用量为每升水性润滑液中含有150~250g水性树脂、20~50g润滑组分、100~200g二氧化硅溶胶、3~5g可溶性硅酸盐；水性树脂为一种有机硅改性的丙烯酸酯乳液，固含量为40wt%，重均分子量为10000；所述润滑组分为两种不同熔点的蜡乳液的混合液，其中一种蜡乳为软化点为50~80℃的石蜡乳液B1，另外一种蜡乳为软化点为100~130℃的聚乙烯蜡乳液B2，B1和B2的固含量皆为为40wt%，且B1和B2的质量比为1:1。二氧化硅溶胶中，二氧化硅有20nm的粒径。可溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾中的任意一种。本专利技术的水性润滑液的pH为7~8，固含量为5~20wt%，储存至少180天不分层、不沉淀。涂布本专利技术的水性润滑液于热镀锌钢板上并进行干燥，从而在热镀锌钢板表面上形成了具有优异润滑性能的被膜，涂覆有该润滑被膜的热镀锌钢板显示出优异的润滑性、耐水性、耐蚀性、耐指纹性、冲压性能。而且本专利技术的塑性加工用水性润滑液形成的润滑被膜可通过在水系碱性洗涤剂中浸渍或喷射洗涤来百分百脱膜，从而不影响冲压或焊接后的汽车钢板的后续磷化、电泳等工序。具体实施方式本专利技术涉及的应用于汽车的热镀锌钢板塑性加工用水性润滑液，主要包含有下列组分：（A）水性树脂；（B）润滑组分；（C）二氧化硅溶胶；（D）可溶性硅酸盐。水性润滑液的制备方法是将包含的各个组分混在一起搅拌均匀，然后加水调节固含。首先，对本专利技术的塑性加工用水性润滑液所包含的各组分进行说明。（A）水性树脂水性树脂为一种有机硅改性的丙烯酸酯乳液，固含量为40（wt）%，重均分子量为10000。其按下述方法制备：在反应釜中依次加入1800kg去离子水、400g十二烷基磺酸钠、200g壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌30min；将1.2Kg过氧化苯甲酰加入到600Kg丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷四种单体组成的混合液中混合均匀，取出混合后总质量的5%加入到反应釜中，搅拌乳化1h后，然后升温至85℃反应1h，然后将剩余的混合单体在2h内滴入反应釜，再保温反应1h，冷却至室温，然后用氨水调节pH至7~8，过滤即得有机硅改性丙烯酸酯乳液。该有机硅改性丙烯酸酯乳液的固含量为40%，重均分子量为10000，每升水性润滑液中包含有150~250g水性树脂。水性树脂在水性润滑液中的作用是成膜剂，赋予润滑膜耐水性、耐蚀性以及对润滑组分起到吸附和分散的作用,而且由于水性树脂的特殊结构赋予润滑膜耐水性的同时又能保证润滑膜能够被碱性洗涤剂溶解而脱膜。（B）润滑组分润滑组分（B）为两种不同熔点的蜡乳液的混合液，其中一种蜡乳为软化点为50~80℃的石蜡乳液（B1），另外一种蜡乳为软化点为100~130℃的聚乙烯蜡乳液（B2）。B1和B2的固含量分别为40wt%，且B1和B2的质量比为1:1。每升水性润滑液中包含有20~50g润滑组分。润滑组分在水性润滑液中的作用是润滑剂，赋予润滑膜高度的润滑性以及良好的冲压性能。之所以是这两种不同熔点的蜡乳液的组合，是因为两种熔点的蜡能赋予润滑涂层具有在相对较大的温度范围内多个相继的软化范围，从而保证润滑膜在钢板冲压过程中始终有良好的润滑性，从而保证冲压性能。（C）二氧化硅溶胶二氧化硅溶胶（C）具有20nm的粒径，其按下述方法制备：在反应釜中加入50L去离子水、1mol/L的乙酸溶液1L，然后缓慢加入10Kg正硅酸四乙酯、5kgγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌下50℃水解2小时，然后用1mol/L氨水调节pH=7~8，得到无色透明的二氧化硅溶胶；每升水性润滑液中包含有100~200g二氧化硅溶胶（C）。（C）在水性润滑液中的作用增强润滑涂层的致密性，提高润滑膜的耐蚀性，赋予润滑膜耐指纹性。但是二氧化硅溶胶中的硅羟基能和镀锌层上的活性羟基反应形成致密的结合，综合考虑耐蚀性与可脱膜性能，二氧化硅溶胶的量有一个合适的范围。（D）可溶性硅酸盐可溶性硅酸盐（D）为硅酸钠或硅酸钾中的任意一种，最优选硅酸钠。每升水性润滑液中包含有3~5g可溶性硅酸盐（D）。（D）在水性润滑液中的作用是与水性树脂（A）发挥协同作用更进一步增强润滑膜的耐蚀性。本专利技术的塑性加工用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液，其特征在于，主要包含有下列组分：(A)水性树脂；(B)润滑组分；(C)二氧化硅溶胶；(D)可溶性硅酸盐；各组分的用量为每升水性润滑液中含有150～250g水性树脂、20～50g润滑组分、100～200g二氧化硅溶胶、3～5g可溶性硅酸盐；所述水性树脂为一种有机硅改性的丙烯酸酯乳液，固含量为40wt％，重均分子量为10000；所述润滑组分为两种不同熔点的蜡乳液的混合液，其中一种蜡乳为软化点为50～80℃的石蜡乳液B

【技术特征摘要】
1.一种用于塑性加工汽车热镀锌钢板的水性润滑液，其特征在于，主要包含有下列组分：(A)水性树脂；(B)润滑组分；(C)二氧化硅溶胶；(D)可溶性硅酸盐；各组分的用量为每升水性润滑液中含有150～250g水性树脂、20～50g润滑组分、100～200g二氧化硅溶胶、3～5g可溶性硅酸盐；所述水性树脂为一种有机硅改性的丙烯酸酯乳液，固含量为40wt％，重均分子量为10000；所述润滑组分为两种不同熔点的蜡乳液的混合液，其中一种蜡乳为软化点为50～80℃的石蜡乳液B1，另外一种蜡乳为软化点为100～130℃的聚乙烯蜡乳液B2，B1和B2的固含量皆为40wt％。2.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，二氧化硅溶胶中，二氧化硅有20nm的粒径。3.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，可溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾中的任意一种。4.根据权利要求1所述的水性润滑液，其特征在于，所述水性树脂的制备方法为：在反应釜中依次加入180...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆飚，
申请(专利权)人：武汉迪赛鸿印科技有限公司，武汉迪赛环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42