金属外表硅烷处理技能

根据金属腐蚀及涂层防腐原理，研讨了金属外表硅烷处理工艺技能及处理后的功用特性，别离进行了盐水浸泡、中性盐雾、温水浸泡实验。结果标明，金属外表硅烷处理工艺技能能够代替涂装前磷化处理。该技能具有常温处理、无毒性无污染的特点，可广泛运用于涂装前处理与防腐范畴。

关键词：硅烷；防腐；盐雾实验；温水浸泡实验；涂装

1 前语

涂装前磷化处理的铬钝化工艺作为一种主要的金属防腐技能，广泛运用于不同的工业范畴，如轿车、南阳硅烷处理剂飞机和船舶工业等。但是磷化含锌、锰、镍等重金属离子并含有很多的磷，铬钝化处理自身含有损害较大的铬，都已不能适应国家对涂装职业的环保要求。磷、铬化合物的代替物（或称“绿色防腐剂”）的研讨开发正方兴未已。本文所要介绍的硅烷就是其间最具潜力的一种。整体来说，以有机硅烷为主的金属外表防锈技能具有工艺进程简略、无毒性、无污染、适用广泛等长处。经硅烷处理过的金属外表的防腐性优异，对有机涂层的附着力杰出。

2 防腐机理

2.1 金属/涂料界面基本原理

涂料与金属界面的效果取决于附着力（或称界面力），它能够是分子间效果力、静电吸引力，南阳硅烷处理剂也能够是化学键。计算标明，当2个固体距离在0.4nm以内，亦即到达分子间效果力的有用近程时，分子间效果力可达108~109N/m2（100~1000MPa），即便不必黏接剂，也能完成黏接。

但实践工作中，人工所取得的最平整外表仍有20.0nm左右的凹凸度。可见涂料与金属界面的附着力不只取决于界面上的力学强度，还取决于界面区和本体之间的力学性质。假如开裂发作在远离界面的本体相中或接近界面的薄层中，则称为内聚开裂，此刻能够以为涂层附着力好；假如开裂发作在界面区内，则称为界面开裂，此刻阐明附着力差。涂料与金属之间的附着力就是分子之间或原子之间的相互效果力，主要有化学键力和分子间效果力2种。涂层附着力可选用冲击实验（GB/T1720–1979《漆膜附着力测定法》）进行测验。

2.2 涂层防腐蚀机理

涂料涂装的意图就是装修与防腐，其机理如下：（1）防浸透机理，涂层是金属/腐蚀介质的阻挡层，避免腐蚀介质的浸透；（2）进步界面电阻，大部分金属/腐蚀介质构成的电化学腐蚀经过有机涂层进步界面电阻，削减电化学腐蚀的外表积；（3）改性涂料增加防锈剂，运用钝化与阴极保护原理到达防腐意图。

2.3 金属外表硅烷处理机理

硅烷含有2种不同的化学官能团，一端能与无机资料（如玻璃纤维、硅酸盐、金属及其氧化物）外表的羟基反响，另一端能与树脂生成共价键，南阳硅烷处理剂然后使2种性质不同很大的资料结合起来，起到进步复合资料功用的效果。硅烷化处理可描绘为4步反响模型：（1）与硅相连的3个Si─OR基水解成Si─OH；（2）Si─OH之间脱水缩合成含Si─OH的低聚硅氧烷；（3）低聚物中的Si─OH与基材外表上的OH构成氢键；（4）加热固化进程中随同脱水反响而与基材以共价键衔接。为缩短处理剂现场运用所需的熟化时刻，硅烷处理剂在运用前需进行必定浓度的预水解。

a、水解反响

金属外表硅烷处理技能

在水解进程中，硅烷间会发作缩合反响，生成低聚硅氧烷。低聚硅氧烷过少，硅烷处理剂现场的熟化时刻延伸，影响出产功率；低聚硅氧烷过多，则南阳硅烷处理剂使处理剂污浊乃至沉积，下降处理剂稳定性及影响处理质量。

b、缩合反响

金属外表硅烷处理技能

c、成膜反响

成膜反响是影响硅烷化质量的关键步骤，成膜反响进行的好坏直接关系到涂膜耐蚀性及对漆膜的附着力。因而，硅烷化前的工件外表应除油彻底。硅烷化前处理最好选用去离子水，进入硅烷槽的工件不能带有金属碎屑或其他杂质，处理剂的pH等参数操控也十分重要。

其间R为烷基代替基，Me为金属基材。成膜后的金属硅烷化膜层主要由2部分构成：一是硅烷处理剂在金属外表经过成膜反响构成金属硅烷复合膜，二是经过缩合反响构成很多低聚硅氧烷，然后构成完整硅烷膜。金属外表成膜状态微观模型如图1所示。