硅烷化处理剂是以有机硅烷为主要原料对金属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。
但以上两种处理方法均存在较大缺陷。在环保方面:磷化含锌、锰、镍等重金属离子并且含有大量的磷,铬钝化处理本身就含有严重毒性的铬,已不能适应国家对于涂装行业的环保要求。在使用成本方面:磷化处理过程中会产生大量磷化渣,需要一套除渣装置与之配套。并且磷化使用温度大多为30-50℃,因此还需要辅助加热设备及热源对磷化槽进行加热。同时磷化及铬钝化后需要大量溢流水对工件进行漂洗。由于在环保性及使用成本方面存在缺陷,一种新型的环保、节能、低排放、低使用成本的喷漆前处理技术成为国内外广大业内技术人员研究的重点。美国已于上世纪90年代就开始对金属硅烷前处理技术进行理论研究,欧洲于上世纪90年代中期也开始着手对于硅烷进行试探性研究。我国在本世纪初迫于环保方面的巨大压力,各大研究机构及生产企业也着手对硅烷进行研究。
总体来说,以有机硅烷为主的金属表面防锈技术具有工艺过程简单、无毒性、无污染、适用广泛等优点。经硅烷处理过的金属表面的防腐性优异,对有机涂层的附着力良好。
防腐机理中金属/涂料界面基本原理涂料与金属界面的作用取决于附着力(或称界面力),它可以是分子间作用力、静电吸引力,也可以是化学键。计算表明,当2个固体间距在0.4nm以内,亦即达到分子间作用力的有效近程时,分子间作用力可达108~109N/m2(100~1000MPa),即使不用黏接剂,也能实现黏接。但实际工作中,人工所获得的最平整表面仍有20.0nm左右的凹凸度。可见涂料与金属界面的附着力不仅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。如果断裂发生在远离界面的本体相中或靠近界面的薄层中,则称为内聚断裂,此时可以认为涂层附着力好;如果断裂发生在界面区内,则称为界面断裂,此时说明附着力差。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作用力,主要有化学键力和分子间作用力2种。涂层附着力可采用冲击试验(GB/T1720–1979《漆膜附着力测定法》)进行测试。
涂层防腐蚀机理涂料涂装的目的就是装饰与防腐,其机理如下:(1)防渗透机理,涂层是金属/腐蚀介质的阻挡层,防止腐蚀介质的渗透;(2)提高界面电阻,大部分金属/腐蚀介质构成的电化学腐蚀通过有机涂层提高界面电阻,减少电化学腐蚀的表面积;(3)改性涂料添加防锈剂,利用钝化与阴极保护原理达到防腐目的。
(1)硅烷处理中不含锌、镍等有害重金属及其它有害成分。镍已经被证实对人体危害较大,世界卫生组织(WHO)规定,2016年后镍需达到零排放,要求磷化废水、磷化蒸气、磷化打磨粉尘中不得含镍。
(2)硅烷处理是无渣的。渣处理成本为零,减少设备维护成本。
磷化渣是传统磷化反应的必然伴生物。比如一条使用冷轧板的汽车生产线,每处理1辆车(以100m2计),就会产生约600g含水率为50%的磷化渣,一条10万辆车的生产线每年产生的磷化渣就有60t。
(3)不需要亚硝酸盐促进剂,从而避免了亚硝酸盐及其分解产物对人体的危害。
(4)产品消耗量低,仅是磷化的5%~10%。
(5)硅烷处理没有表调、钝化等工艺过程,较少的生产步骤和较短的处理时间有助于提高工厂的产能,可缩短新建生产线,节约设备投资和占地面积。
(6)常温可行,节约能源。硅烷槽液不需要加温,传统磷化一般需要35~55℃。
(7)与现有设备工艺不冲突,无需设备改造而可直接替换磷化;与原有涂装处理工艺相容,能与目前使用的各类油漆和粉末涂装相匹配。
金属表面硅烷处理有什么特点?
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。但以上两种处理方法均存在较大缺陷。在环保方面:...
硅烷化的金属表面硅烷处理的特点
(5)硅烷处理没有表调、钝化等工艺过程,较少的生产步骤和较短的处理时间有助于提高工厂的产能,可缩短新建生产线,节约设备投资和占地面积。(6)常温可行,节约能源。硅烷槽液不需要加温,传统磷化一般需要35~55℃。(7)与现有设备工艺不冲突,无需设备改造而可直接替换磷化;与原有涂装处理工艺相容,...
硅烷处理时环保的吗?
金属表面硅烷处理技术是涂装前处理环保节能新技术,具有常温、无磷无渣无毒、工艺简单流程短、成本低等传统磷化无可相比的特点,是由有机硅烷为主体,高分子防锈材料等助剂复合而成的,工件经处理后,在金属表面吸附超薄(50-500nm)的类似于磷化晶体的三维网状结构的有机硅烷膜层,同时在界面形成结合力很...
自强不“吸”——硅烷化惰性处理技术
硅烷化处理技术具有多个突出特点,如涂层的高惰性、可调节的厚度、能够覆盖复杂结构的表面、与基底结合力强等,满足不同应用场景的需求。此外,该技术还展现出一系列优势,包括实现高准确度和高精密度的分析、适用于高活性物质的分析、满足痕量目标化合物的分析需求、适用于腐蚀性目标化合物的分析,以及解决...
硅烷处理的方法?
硅烷处理与传统磷化相比具有以下多个优点:无镍、锌、锰等有害重金属离子,不含磷,无需加温。硅烷处理过程无渣,处理时间短,控制简便。处理步骤少,可省去表调及钝化工序,槽液使用寿命长,维护简单。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。
自强不“吸”——硅烷化惰性处理技术
进行硅烷化惰性处理的原因在于,固体表面的特性影响分析结果,导致较大偏差。硅烷化惰性处理技术通过在金属表面引入硅烷基,降低表面吉布斯自由能函数,减少对极性化合物的吸附,从而提高分析精度。硅烷化惰性处理技术的特点包括高惰性、高耐腐蚀性、高抗吸附性、涂层厚度可控、可覆延至复杂工件表面、涂层与基底...
硅烷化反应原理
金属表面处理环保新技术——硅烷化处理 [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...
金属防锈漆哪种好
硅烷防锈漆**:采用硅烷作为主要活性成分,透气性和光滑性好,能有效防止金属氧化和腐蚀,适用于特殊环境下的金属表面,如高温炉具、化工设备等。此外,还有醇酸防锈漆、聚氨酯防锈漆和丙烯酸防锈漆等类型,它们各有特点,如醇酸防锈漆耐候性和装饰性好但干燥慢且含毒;聚氨酯防锈漆耐腐蚀、耐候且附着力强...
金属为什么要做表面处理?
大部分金属长时间暴露在空气中会生锈,所以金属成型后一般要做表面处理。如电镀,磷化,钝化等。
硅烷改性聚合物的特性与应用推荐
聚醚作为长链结构,被甲硅烷氧基封端,聚醚长链特点包括低不饱和度、高分子量和窄分布。室温下湿固化后,硅烷改性聚合物形成网状结构,依靠Si-O-Si键交联,确保了材料的优异耐候性、耐水性、耐老化性和耐久性,有效防止了长期使用过程中的表面裂纹问题。得益于低表面能和高渗透性,硅烷改性聚合物对多种无机、金属和塑料...