一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜及其制备方法。双层固体膜，包括涂覆于铝合金板材表面的有机润滑层和涂覆于有机润滑层表面的保护层，有机润滑层包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C；保护层为提高有机润滑层耐酸碱腐蚀性能的有机涂料D。首先将润滑赋予剂A、润湿分散剂C加入到有机涂料B中，混合均匀后涂覆在待润滑材料表面，自然表干后形成有机润滑层，再在有机润滑层上涂覆作为保护层的有机涂料D，形成双层固体膜。本发明专利技术有良好的耐酸碱腐蚀和耐候性，润滑性能良好，冲压后容易去除，并保护板材与模具表面，成形件具有优异的表面质量。

A double-layer solid film pre-coated on the surface of stamping sheet metal and its preparation method

The invention discloses a double-layer solid film pre-coated on the surface of stamping forming sheet metal and a preparation method thereof. Double-layer solid film, including organic lubricating layer on aluminium alloy sheet and protective layer on organic lubricating layer. Organic lubricating layer includes lubricating agent A, organic coating B as lubricating agent binder and wetting dispersant C used to improve the dispersibility of lubricating agent A. Protective layer is an organic coating to improve the acid-alkali corrosion resistance of organic lubricating layer. Material D. Firstly, lubricant A and wetting dispersant C are added to organic coatings B. After uniform mixing, they are coated on the surface of the material to be lubricated. After natural surface drying, organic lubrication layer is formed. Then, organic coatings D, as protective layer, are coated on the organic lubrication layer to form a double-layer solid film. The invention has good acid and alkali corrosion resistance and weather resistance, good lubrication performance, easy removal after stamping, and protection of sheet metal and die surface, forming parts have excellent surface quality.

【技术实现步骤摘要】
一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜及其制备方法
本专利技术属于铝合金板材冲压成形加工辅助
，涉及一种铝合金板材冲压成形加工表面润滑膜，具体涉及一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜及其制备方法。
技术介绍
由于汽车铝板覆盖件对强度、成形性、表面精度、烘烤硬化等方面的特殊要求，简单的移植原有钢板冲压成形中润滑工艺极易产生缺陷，不仅不能满足制造要求，还会带来资源的浪费和环境污染问题。目前世界各国都在加强车用铝合金板材表面处理及润滑材料的基础问题研究，并形成了一系列具有知识产权的润滑材料产品。铝合金覆盖件薄板成形技术与发达国家的平均水平差距较大，在铝板轧制工艺末端直接进行表面处理和润滑材料涂覆方面，仅有个别研究和专利，均不宜进行大规模的生产。固体润滑既可以降低铝合金板材成形力、减少缺陷、改善冲压件的光洁度、延长模具的使用寿命，又能避免润滑油挥发造成的污染和失效，实现冲压车间的清洁生产，应用于汽车车身覆盖件的冲压加工固体润滑剂已有一定规模的使用。但在大规模工业应用过程中，铝合金冲压润滑剂必须满足以下几个要求：1、具有良好的耐候性和耐酸碱腐蚀性能。工业生产过程中，同一批采购的冲压铝板往往需要满足几个月的连续生产需求，所以铝板上涂敷的润滑层寿命必须保证在几个月以上；2、制备工艺不能过于复杂。过于复杂的涂敷工艺不仅会增加工业应用的成本，还很容易导致涂敷过程中出现各种缺陷；3、润滑介质应当在固体粘合剂中具有优异的分散性。许多学者的研究结果都表明，固体润滑剂中润滑介质的分散性会对冲压润滑效果产生差异，而这种差异将直接影响铝合金板材的成形性能；4、在冲压结束后必须具有良好的易去除性能。冲压生产是车身覆盖件制造的中间过程，为了不影响后续的喷漆、焊接等工序的质量，涂敷的润滑剂必须能方便快捷的进行去除，且无残留。但是目前的铝合金板材冲压用固体润滑剂专利技术中，并没有全面的考虑到这些问题。例如CN100509181C中公开了一种含有聚乙二醇和石蜡的树脂类润滑膜，虽然该润滑膜能够提供较好的冲压润滑性能，但制备工艺较为复杂，不利于大规模工业生产，且冲压结束后树脂必须使用碱溶液去除。而铝合金极易与碱溶液发生化学反应，导致成形件表面发生腐蚀，影响成形件表面质量。此外该专利对润滑赋予剂的分散情况也没有进行说明。CN102808169A公开了一种铝合金的润滑方法，该方法在铝合金磷化处理的基础上，置于脂肪钠中形成一层硬脂酸钠层作为润滑作用，虽然该方法提高了磷化层与基体的结合力，但处理方法较为复杂繁琐，同时对处理铝合金的冲压润滑性能未深入进行评定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中问题，本专利技术提供了一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜及其制备方法，针对铝合金板材的冲压成形提供一种可以长时间保存，耐酸碱腐蚀的双层固体剂，同时这种润滑剂还具有制备简单、润滑介质分散均匀以及优异的润滑性能，该双层固体膜具有较优异的耐酸碱腐蚀性能、耐候性能、冲压润滑性能及成形性能，能够有效地保护成形件表面，并且在冲压成形结束后能够很方便的去除。本专利技术的技术方案可以通过以下技术措施来实现：一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜，其特征在于：包括涂覆于铝合金板材表面的有机润滑层和涂覆于有机润滑层表面的保护层，所述有机润滑层包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，有机润滑层中润滑性能赋予剂A、有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：10～30份、70～90份、0.2～2份；所述保护层为提高有机润滑层耐酸碱腐蚀性能的有机涂料D。作为优选，所述润滑性能赋予剂A选自聚四氟乙烯微粒、二硫化钼微粒以及高分子量聚乙烯微粒中的一种或任意几种组合。作为优选，所述润滑性能赋予剂A的平均粒径为0.5～3微米。作为优选，所述有机涂料B为聚乙烯醇缩丁醛。作为优选，所述润湿分散剂C为高分子羧酸、改性聚硅氧烷、二者混合物以及高分子型界面活性剂中任意一种或者几种组合。作为优选，所述润湿分散剂C选自海名斯特殊化学公司生产的Disponer904S，Disponer903中的任一种。作为优选，所述有机涂料D为丁二烯-苯乙烯共聚物。一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)按照比例将润滑赋予剂A、润湿分散剂C加入到有机涂料B中，并加入稀释剂进行稀释，随后通过机械搅拌方式混合，使得润滑赋予剂A均匀充分地分散，得到前驱流体；步骤(2)将步骤(1)所得前驱流体喷涂或刷涂在待润滑材料表面，待其自然表干后，即形成有机润滑层。步骤(3)将有机涂料D加入到稀释剂中，经过充分搅拌使有机涂料D完全溶解，再通过喷涂或刷涂将稀释后的有机涂料D涂覆在步骤(2)制备的有机润滑层表面，待其自然表干后，即形成所述双层固体膜。作为优选，所述稀释剂为有机溶剂，所述稀释剂的加入量与双层固体膜各组份总质量之比为0.6～1.1∶1。作为优选，所述有机润滑层涂覆厚度为5～35微米，稀释后的有机涂料D的涂覆厚度在5～15微米。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)双层固体膜原料简单，涂覆工艺非常简便。(2)润滑介质在粘合剂中的分散性达到最好，基本无团聚现象。(3)双层固体膜耐强酸碱腐蚀，且具有较好的耐候性，可以长时间保存。(4)冲压润滑性能优异，能够有效地减小冲压力，减小模具磨损。(5)对铝合金板材表面具有优异的保护能力，成形件具有较高的表面质量。(6)成形结束后双层固体膜极易去除且基本无残留。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制。图1为本专利技术涂覆双层固体膜的铝合金冲杯试样的结构示意图；图2为对比例2固体润滑层中润滑赋予剂A的分散情况；图3为对比例2固体润滑层剖面中润滑赋予剂A的分布情况(可明显见到团聚)；图4为本专利技术所述实施例1固体润滑层中润滑赋予剂A的分散情况；图5为本专利技术所述实施例1固体润滑层剖面中润滑赋予剂A的分布情况(整体较为平滑)；图6为对比例1、对比例2与实施例1所得润滑剂的冲压力行程曲线。附图标记：1-保护层，2-有机润滑层，3-铝合金板材，4-润滑性能赋予剂A。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术一种预涂覆铝合金板材冲压成形加工的双层固体膜的具体实施方式及工作原理进行详细说明。试验设备和材料的选用及试验参数的制定仅用于更清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜，包括涂覆于铝合金板材3表面的有机润滑层2和涂覆于有机润滑层2表面的保护层1，所述有机润滑层2包括润滑性能赋予剂A4、作为润滑赋予剂粘结剂的有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A4分散性的润湿分散剂C，有机润滑层2中润滑性能赋予剂A4、有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：10～30份、70～90份、0.2～2份；所述保护层1为提高有机润滑层2耐酸碱腐蚀性能的有机涂料D。所述润滑性能赋予剂A4选自聚四氟乙烯微粒、二硫化钼微粒以及高分子量聚乙烯微粒中的一种或任意几种组合；所述的平均粒径为0.5～3微米；所述有机涂料B为聚乙烯醇缩丁醛；所述润湿分散剂C为高分子羧酸、改性聚硅氧烷、二者混合物以及高分子型界面活性剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜，其特征在于：包括涂覆于铝合金板材表面的有机润滑层和涂覆于有机润滑层表面的保护层，所述有机润滑层包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，有机润滑层中润滑性能赋予剂A、有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：10～30份、70～90份、0.2～2份；所述保护层为提高有机润滑层耐酸碱腐蚀性能的有机涂料D。

【技术特征摘要】
1.一种预涂覆于冲压成形加工板材表面的双层固体膜，其特征在于：包括涂覆于铝合金板材表面的有机润滑层和涂覆于有机润滑层表面的保护层，所述有机润滑层包括润滑性能赋予剂A、作为润滑赋予剂粘结剂的有机涂料B以及用于改善润滑性能赋予剂A分散性的润湿分散剂C，有机润滑层中润滑性能赋予剂A、有机涂料B、润湿分散剂C的重量份分别为：10～30份、70～90份、0.2～2份；所述保护层为提高有机润滑层耐酸碱腐蚀性能的有机涂料D。2.如权利要求1所述的双层固体膜，其特征在于：所述润滑性能赋予剂A选自聚四氟乙烯微粒、二硫化钼微粒以及高分子量聚乙烯微粒中的一种或任意几种组合。3.如权利要求2所述的双层固体膜，其特征在于：所述润滑性能赋予剂A的平均粒径为0.5～3微米。4.如权利要求1所述的双层固体膜，其特征在于：所述有机涂料B为聚乙烯醇缩丁醛。5.如权利要求1所述的双层固体膜，其特征在于：所述润湿分散剂C为高分子羧酸、改性聚硅氧烷、二者混合物以及高分子型界面活性剂中任意一种或者几种组合。6.如权利要求1所述的双层固体膜，其特征在于：所述润湿分散剂C选自海名斯特殊化学公...

【专利技术属性】
技术研发人员：段海涛，凃杰松，李健，詹胜鹏，贾丹，顾卡丽，魏雷，
申请(专利权)人：武汉材料保护研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42