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环保型金属表面硅烷处理技术

来源: | 作者:/ | 发布时间: 2024-03-27 | 78 次浏览 | 分享到:

  传统磷化工艺在金属防腐方面具有优良的性能,但是磷化处理液中含有锌、锰、镍等有害重金属元素,废水、废渣处理工艺复杂而且费用昂贵。在绿色化学和可持续发展的背景下,世界各国都在寻找和开发环境友好的金属表面预处理技术。其中,采用硅烷处理剂表面改性是一种既环保、实用效果又好的金属表面处理技术,被认为是最具发展潜力的新技术。硅烷偶联剂已有60多年的历史,随着它在复合增强材料以及材料表面处理中的应用,以及合成的种类日益增多,应用范围也日益扩大。硅烷具有无毒、无污染,并且能提高有机涂层对各种底材的结合力等优点 (适用于所有无机材料和有机材料的表面连接),而引起国内外学者的广泛关注。近年来,硅烷在家用电器、汽车、电子、航空及大型装备等工业涂装领域得到日益广泛地应用。

1硅烷处理剂作用原理

硅烷在密封存放时很稳定,但与水反应(或者水解)后就成为很活泼的物质,可以与各种金属表面形成化学键而结合牢固;同时,硅烷分子间还会形成网状的交联,交联后形成的皮膜就有一定的耐腐蚀性,与各种涂料的结合力也很强。所以经过硅烷处理的金属表面既提高了金属的耐蚀性,也提高了漆膜的附着力。

硅烷化学结构通式可表示为:Y-R-Si-X,其中 X 为水解基团,Y为能与树脂等起反应的有机官能团。不同的硅烷含有不同的X基团和Y基团,表现出不同的水解速度和反应活性,因而对每一特定的领域都必须选择合适的硅烷溶液。

硅烷作为金属表面新型涂层的作用机理是其首先水解反应生成硅醇,硅醇羟基在无机物(金属)表面形成氢键,进一步通过脱水反应形成-Si-O-Me共价键,从而在金属基材表面成膜,同时,硅烷水解产物硅醇分子间又可相互缩合、齐聚,形成网状结构的膜覆盖在金属基材表面。


2硅烷处理剂的优势和特点

  (1)环保性能:硅烷产品中不含重金属和磷,减少了使用厂家对于废水排放的投入,而且产品在使用过程中不产生沉渣。

  (2)节能显著:硅烷作为一种新型的皮膜剂,所需要的反应温度低,不需要加热,为使用厂家减少了热能消耗。

  (3)使用性广泛:适用于各种不同的板材,如冷轧板材、热轧板材、镀锌板材和铝材等。

  (4)处理时间:相对传统磷化处理(一般在2~10分钟),硅烷处理时间在 30~90 秒,可以大大提高生产效率。

  (5)工艺简化:传统磷化处理需要脱脂、水洗、表调、磷化四个基本步骤,而硅烷只需要脱脂、水洗、硅烷处理三个基本步骤,设备投入大大降低。

  (6)配套性能和成本:后续可配合电泳、粉末以及油漆等涂装工艺。由于本身皮膜(0.2~0.5μm)相对传统的锌系磷化膜(2~10μm)更薄,每公斤原液可以处理更多工件,有较高的性价比,具有更高的市场价值和应用前景。

我司目前拥有多种酸性体系和碱性体系的硅烷处理产品,可运用于铝合金、镀锌件等多种零配件上,提高零件的防腐性能,并且可以增强后期涂装的结合力。

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