中国涂料网 - 中国涂料网,涂料行业门户网站 !

商业资讯: 企业动态 | 双赢访谈 | 市场动态 | 专利·工艺 | 最新技术 | 会议会展 | 行业综述 | 行业动态 | 最新产品 | 展会新闻

你现在的位置: 首页 > 商业资讯 > 行业综述 > 金属表面前处理中的硅烷技术

金属表面前处理中的硅烷技术

信息来源:paintkey.com  时间:2009-07-27  浏览次数:292


  1 金属表面硅烷处理的机理

在发现硅烷卓越的防腐性能以前,硅烷作为胶黏剂被广泛应用于玻璃或陶瓷强化高聚复合材料中。硅烷防锈性能系统全面地研究始于20世纪90年代初。通过研究发现,硅烷可以有效地用于金属或合金的防腐。

硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物,其基本分子式为:R′(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团,R′是有机官能团。

  硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在:

  —Si(OR)3+H2O→ ← Si(OH)3+3ROH

  硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。

  SiOH+MeOH=SiOMe+H2O

  一方面硅烷在金属界面上形成Si—O—Me共价键,一般来说,共价键间的作用力可达700kJ/mol,硅烷与金属之间的结合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si—O—Si三维网状结构的硅烷膜。

  该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起,形成牢固的化学键。这样,基材、硅烷和油漆之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。

  2 金属表面硅烷处理的特点

  2.1 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。

  2.2 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100㎡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。

  2.3 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。

  2.4 产品消耗量低,仅是磷化的5%~10%。

  2.5 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。

  2.6 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℃。

  2.7 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。

  3 硅烷处理与磷化处理之间的区别

  3.1 磷化与硅烷处理技术在使用条件方面的区别见表1。

表1 磷化与硅烷处理技术的区别




























项目

磷化

硅烷

温度

35~55℃

室温

成渣量/g·m-2

3~12

0

倒槽周期

2~6介月


耗水量/L·m-2

4

2

检测参数

磷化:游离酸;总酸;促进剂;氟硅酸含量;锌、镍、锰含量等。表调:pH和电导率;钝化:pH和锆点

pH、电导率、

化点


  3.2 磷化产品与硅烷产品实际应用时在成本方面的差异见表2。

表2 磷化产品与硅烷产品成本方面的差异




















































项目

磷化

硅烷

膜重/g·m-2

2~4

0.04~0.40

处理面积/

㎡·kg-1

30~40

磷化产品

500~2500

依硅烷产品和工艺而不同

处理时间/min

2.0~5.0

0.5~2.0

除渣

需要

不需要

水洗

需要

可无水洗

表调槽

需要

不需要

钝化槽

需要

不需要

磷化层流泵

需要

不需要

磷化除渣泵

需要

不需要

设备占地面积



纯水

需要

不需要

    ——本信息真实性未经中国涂料网证实,仅供您参考