硅烷偶联剂在涂装前处理中的应用

　　涂装前应对工件进行除油、除锈、化学成膜和钝化处理，以提高工件的耐蚀性和涂装质量。化学成膜主要是发黑和磷化，在基材表面分别形成一层金属氧化物和磷化膜。这两种成膜物质可以短时间保护基材，提高基材与涂层的附着力。由于化学转化膜多为无机盐膜，膜薄，致密性差，需要在工序间密封长期保存。在传统的皂化封闭工艺中，发现附着在工件上的皂液不易清洗，严重影响涂层的附着力。用硅烷偶联剂代替皂化钝化发黑的工件，工件的耐蚀性得到了很大的提高，涂层的附着力达到0级，很好地解决了这个问题。

　　1硅烷偶联剂的偶联机理[1]硅烷偶联剂是一种具有特殊结构的化合物。它的分子既有能与无机材料化学结合的反应基团，又有能与有机材料结合的基团。它可以由通式YR(CH2)nSiX3表示。y是有机官能团，与有机物反应结合;x为烷氧基，水解后生成硅醇RSi。

　　通过使用硅烷偶联剂，在无机物和有机物的界面之间搭建“分子桥”，将两种不同性质的材料连接在一起，从而增加附着力，改善材料性能。当黑化后的工件浸入硅烷偶联剂封闭液中时，吸附在工件表面的硅烷偶联剂进入黑化膜骨架的空隙中，发生水解反应生成硅烷醇基，与黑化膜上的羟基结合生成—SiO—M(M为无机表面)，同时一些有机官能团与空隙处的涂层有机物结合。硅烷偶联剂分子中的硅烷醇基团相互缩合，并低聚形成覆盖黑化膜表面的网状膜。这种具有疏水性的紧密结构提高了工件的耐腐蚀性。

　　2密封技术的研究

　　2.1工件氧化膜的形成

　　2.1.1成膜机理钢材的氧化处理也叫高温发黑。氧化后，在工件表面形成一层薄的氧化膜。

　　2.1.2成膜过程有机溶剂脱脂化学脱脂热水洗涤流动冷水洗涤酸洗流动冷水洗涤化学氧化回收罐浸泡流动冷水洗涤密封处理

　　2.1.3膜的性质钢铁上的氧化膜由二价铁氧化物组成，其中一部分变成水合物。氧化膜厚度一般为0.6 ~ 0.8微米，呈黑色或蓝黑色。通常合金钢和低碳钢的氧化膜中间夹着红色氧化铁挂灰。因为氧化膜很薄，在大气中存放时间很短，所以必须密封。

　　2.2密封工艺的选择

　　2.2.1皂化后的工件成膜后，用浓度为5%、温度为80 ~ 90℃的皂液浸泡3 ~ 5分钟，然后用热水冲洗，再用油浸泡。肥皂由于水质硬，具有腐蚀性，容易使氧化膜上出现白点，同时由于清洗不彻底，涂层附着力降低。

　　2.2.2经铬酐钝化成膜后的工件，在含2% ~ 5%铬酐的溶液中，于60 ~ 70℃下钝化0.5 ~ 1分钟，用热水清洗，然后浸油。铬酐是一种有毒的致癌物，铬酐废液的排放容易造成环境污染。

　　结论采用硅烷偶联剂对氧化后的工件进行封闭，解决了皂化和铬酸酐钝化带来的涂层附着力差和环境污染等问题，并能显著提高工件的耐腐蚀性能。施工工艺简单，可操作性强，节能环保，适合表面处理行业的工程应用。