[发明专利]用于固体的水性润滑被膜处理剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性润滑被膜处理剂，其以减轻由于固体与固体的互相摩擦而产生的摩擦为目的，例如锻造加工、拉丝加工、冲压加工、辊轧成形等为代表的金属塑性加工时在固体表面间(特别是模具与被加工材料间)产生的摩擦、在发动机或压缩机内部的机械滑动面等中的固体表面间(例如，气缸与活塞间)产生的摩擦等，用于在各种用途/领域中必要的、在固体(特别是金属材料/金属制品)上形成润滑被膜。更具体而言，以往为了使水性处理液中含有皂类等具有优良性能的润滑成分，尽管会对处理液的起泡或被膜性能产生不利影响但还是不得不将大量的表面活性剂或聚合物类分散剂等组合使用，与此相对，本发明涉及起泡非常少、可以稳定地含有大量润滑成分、工业稳定使用性优良的对固体的水性润滑被膜处理剂。

背景技术

在固体表面、特别是金属表面之间(特别是模具与被加工材料)剧烈摩擦的塑性加工时或者在机械滑动部产生的摩擦成为加工能量增大、发热、咬粘现象等的原因，为了减小摩擦力而使用各种各样的润滑剂。润滑剂长久以来一直使用油或皂类等，通过供给滑动面而作为流体润滑膜减小摩擦力，但是，在由于表面积扩大而伴随大量发热的在高表面压力下滑动的塑性加工、或者机械滑动部的高速滑动面等上，润滑性不充分，由于润滑膜切断而容易产生咬粘现象。因此，为了即使润滑膜切断也能够避免金属之间的直接接触，用硼砂被膜、磷酸盐结晶被膜等无机被膜、树脂被膜等固体被膜预先覆盖对象固体表面的技术得以普及，并被广泛应用。

另一方面，近年来，为了应对加工、滑动能量的进一步降低、强加工度化、难加工材料，以及为了应对被膜工艺的环保性(例如，磷酸盐处理中大量产生污泥等产业废弃物，因此在环保性上存在问题)、无粉润滑或无油加工等，对固体被膜的要求正在多方面快速提高，对于这些要求，一方面考虑环保，另一方面正在开发具有高度润滑性的固体被膜。该技术是通过使液状被膜剂附着在被加工材料或机械滑动部等的固体表面上，然后只进行干燥的简单工序就可以形成具有高度润滑性的被膜的技术。作为该技术，专利文献1中公开了一种金属材料塑性加工用润滑剂组合物，其特征在于：含有(A)合成树脂，(B)水溶性无机盐和水，(B)/(A)(固体成分重量比)为0.25/1至9/1，合成树脂处于溶解或分散状态。专利文献1中还记载了：优选含有1至20质量％的选自金属皂、蜡、聚四氟乙烯和油组成的组中的至少一种作为润滑成分，所述水溶性无机盐优选为选自硫酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钒酸盐和钨酸盐组成的组中的至少一种。该技术通过在可以成为载体的被膜成分中以分散的形式含有金属皂或蜡等润滑成分，并将其涂布于被加工材料表面，由此可以简便且省力地得到具有高度加工性能的润滑被膜，是一种优良的技术。根据该技术，润滑成分通过无机盐或树脂成分在被膜中固定化，因此与上述的“固体被膜+润滑成分”相比，不影响润滑剂对固体表面的润湿性或层间密合性等，可以提供更稳定的润滑状态。另外，该技术主要广泛应用于塑性加工领域，与作为较大结晶单元的润滑被膜的磷酸盐被膜与皂的组合相比，具有可以根据润滑成分的功能选择、分散状态等任意调节润滑成分的效果的优点，因此以该技术为基础，正在开发即使对于表面积扩大较大的强加工用途也优良的技术，这是有希望的技术。

专利文献1：日本特开2000-063880号公报

但是，可以作为润滑成分使用的多数物质是疏水性的，或者在水中的溶解度较小，例如，碱皂(アルカリ石けん)在冷锻时的模具保护性能方面是优良的，但是由于在水性溶液中的溶解度低而不能大量混合，除此以外还是极度起泡的原因，另外，金属皂等疏水性强，难以分散于水性溶液中。因此，专利文献1的技术中，为了以实用水平使水性溶液中含有润滑成分，需要使表面活性剂或聚合物分散剂等大量共存进行分散化，但是使表面活性剂或聚合物分散剂大量共存时，倾向于产生起泡问题、或者被膜性能下降(例如，耐水性下降、由被膜形成时的表面活性剂或聚合物分散剂的偏析造成润滑性能不均匀等)的问题，另一方面，不借助于表面活性剂或聚合物分散剂等而提高润滑成分含量时，倾向于损害润滑被膜处理剂的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术所遇到的问题，提供一种起泡少，尽管可以含有大量润滑成分但是液体稳定性优良，主要用于金属材料的水性润滑被膜处理剂。

上述课题通过一种用于固体的水性润滑被膜处理剂解决，所述水性润滑被膜处理剂中含有(A)以通式(I)

R¹-CH(R²)COOH(I)