《金属表面处理环保新技术--硅烷化处理》.pdfVIP

金属表面处理环保新技术一硅烷化处理 【专论】 金属表面处理环保新技术～硅烷化处理 荣光李新立 (武汉材料保护研究所，湖北武汉430030) 摘 要：硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的 过程。在涂装行业，涂装前的表面处理以磷化为主，硅烷化处理与传统磷化相比具 有节能、环保和降低成本的优点。本文简述了硅烷化处理的特点、基本原理、施工 工艺等。 关键词：硅烷表面处理磷化 硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属 l I 或非金属材料进行表面处理的过程。硅烷化处理 。 与传统磷化相比具有以下多个优点：无有害重金 I 属离子，不含磷，无需加温。硅烷处理过程不产生 沉渣，处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去 表调工序，槽液可重复使用。有效提高油漆对基材 的附着力。可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种 基材。 0基本原理 硅烷含有两种不同化学官能团，一端能与无 机材料(如玻璃纤维、硅酸盐、金属及其氧化物)表 “v手H一。H+H。——荨l——讥M手：一。——手|!VⅥ+H：。 面的羟基反应生成共价键：另一端能与树脂生成 共价键，从而使两种性质差别很大的材料结合起 来，起到提高复合材料性能的作用。硅烷化处理可 描述为四步反应模型，(1)与硅相连的3个Si—OR 基水解成Si一0H；(2)Si一0H之间脱水缩合成含 Si一0H的低聚硅氧烷；(3)低聚物中的Si—OH与基 材表面上的OH形成氢键；(4)加热固化过程中伴 随脱水反应而与基材形成共价键连接，但在界面 上硅烷的硅羟基与基材表面只有一个键合，剩下 两个Si—OH或者与其他硅烷中的Si一0H缩合，或 I } 者游离状态。 ∞一彳一蝴∞H一№～。一SI一Ⅶ2。 为缩短处理剂现场使用所需熟化时间，硅烷处 理剂在使用之前第一步是进行一定浓度的预水解。 ①水解反应： · 5 · 第三届中国重庆涂料涂装学术大会论文集 硅烷化处理对传统磷化处理在操作工艺上有 所改进，在工艺过程方面现有磷化处理线无需改造 即可投入硅烷化生产。表1对传统磷化工艺和硅烷 化处理进行比较。 由表1可见。硅烷化处理与磷化处理相比较可 省去表调及磷化后两道水洗工序。因硅烷化处理时 间短。因此在原有磷化生产线上无需设备改造．只 需调整部分槽位功能即可进行硅烷化处理：(1)对 于悬链输送方式改造，可将①预脱脂、②脱脂、(D水 一登 洗、保留；③水洗改为脱脂槽；⑤表调、⑥磷化改为 。资鹣墩i≥够： 水洗槽；⑦水洗改为硅烷化处理；⑧备用。在改换槽 位功能的同时提高链速进行生产．以加快前处理生