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發(fā)布時(shí)間:2020-12-19 06:52  
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環(huán)保型硅烷偶聯(lián)劑kh560對(duì)金屬的作用
隨著汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、家電等行業(yè)的發(fā)展,對(duì)金屬零件表面耐腐蝕、耐高溫、磨損、、防輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、絕緣、裝飾等特殊性能的要求更加廣泛,硅烷偶聯(lián)劑kh560促使金屬表面處理技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。
國(guó)內(nèi)用于金屬表面處理的主要方法是磷化法,由于磷化法高能耗、高污染、高成本,逐步被硅烷表面處理技術(shù)取代,硅烷處理技術(shù)正在不斷地被研發(fā)、成熟完善和應(yīng)用。硅烷處理與傳統(tǒng)的磷化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):無(wú)有害重金屬離子,不含磷,無(wú)需加溫且硅烷處理過(guò)程不產(chǎn)生沉渣,處理時(shí)間短,控制簡(jiǎn)便;可省去表調(diào)工序,槽液可重復(fù)使用;有效地提高了涂料對(duì)基材的附著力;Si-OH既可與其它分子中的Si-OH或被處理基材表面的Si-OH發(fā)生縮合脫水反應(yīng)形成Si-O-Si鍵結(jié)合,甚至還可與某些氧化物(如氧化鋁、氧化鐵、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎳等)反應(yīng),生成穩(wěn)定的Si-O鍵合,從而使硅烷得以和無(wú)機(jī)物或金屬連接。可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。因此,新型的環(huán)保、節(jié)能、低排放、低使用成本的硅烷金屬表面處理技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員研究的重點(diǎn)。
硅烷偶聯(lián)劑是一類(lèi)具有有機(jī)官能團(tuán)的含硅化合物。其分子式可用通式Y(jié)(CH2)nSiX3表示,此處n=0-3;在浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中用硅烷在玻璃表面涂敷一層反光層其粘附力極強(qiáng)在長(zhǎng)期陽(yáng)光照射下不褪色,透光率只有普通玻璃的1/3。X通常是氯基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基等,這些基團(tuán)水解時(shí)即生成硅羥基,而與無(wú)機(jī)物質(zhì)結(jié)合,形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲酰氧基、巰基或脲基,這些有機(jī)官能團(tuán)可與有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)。當(dāng)硅官能團(tuán)水解時(shí),則Si-X轉(zhuǎn)化成Si-OH,并副生HX。Si-OH既可與其它分子中的Si-OH或被處理基材表面的Si-OH發(fā)生縮合脫水反應(yīng)形成Si-O-Si鍵結(jié)合,甚至還可與某些氧化物(如氧化鋁、氧化鐵、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎳等)反應(yīng),生成穩(wěn)定的Si-O鍵合,從而使硅烷得以和無(wú)機(jī)物或金屬連接。利用硅烷的這一特性,可將其應(yīng)用于金屬防銹及防氧化,Mg、Al、Cr、Fe、Zn等金屬經(jīng)硅烷處理后,硅烷偶聯(lián)劑kh560可大大提高其抗腐蝕性能。
硅烷偶聯(lián)劑kh560處理的工序
硅烷表面處理劑可采用以下兩種方法對(duì)金屬表面改性:
(1) 浸漬硅烷化法
通過(guò)有機(jī)硅烷的特殊結(jié)構(gòu),金屬工件經(jīng)硅烷處理后,硅烷偶聯(lián)劑kh560表面會(huì)吸附一層類(lèi)似于磷化晶體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的超薄有機(jī)納米膜(50~500nm),同時(shí)在界面形成結(jié)合力很強(qiáng)的Si-O-Me共價(jià)鍵(其中Me為金屬),硅烷偶聯(lián)劑kh560可將金屬表面和涂層偶合,具有很好的附著力。X中所帶的官能團(tuán)容易和有機(jī)聚合物中的官能團(tuán),如OH、NH2、COOH等反應(yīng),從而使硅烷和有機(jī)聚合物連接。
工藝流程:
脫脂→水洗→壓縮空氣吹干金屬表面→浸漬于硅烷溶液中→晾干
(2) 電沉積硅烷化法
優(yōu)化硅烷化金屬表面處理技術(shù),根據(jù)電沉積理論,陰極電位下金屬表面發(fā)生O2或H2O的去極化生成OH-,而OH-的生成促進(jìn)了硅醇間的縮合反應(yīng),有利于硅烷膜的形成。
脫脂→水洗→壓縮空氣吹干金屬表面→硅烷溶液電沉積→ 晾干
由此可見(jiàn),硅烷化處理可省去表調(diào)及磷化前后的水洗工序,處理時(shí)間大大縮短,減少了污水處理量。
硅烷偶聯(lián)劑kh560在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用
硅烷偶聯(lián)劑kh560在汽車(chē)零部件行業(yè)中的應(yīng)用
節(jié)能:在使用溫度方面,由于硅烷成膜過(guò)程為常溫化學(xué)反應(yīng),因此硅烷偶聯(lián)劑kh560在日常使用中槽液無(wú)需加熱即可達(dá)到理想的處理效果,節(jié)省了大量能源并減少燃料廢氣排放。同時(shí),硅烷化反應(yīng)中無(wú)沉淀反應(yīng),消除了前處理工序中的固體廢物處理問(wèn)題并有效延長(zhǎng)了槽液的倒槽周期。一般要求Y基團(tuán)要與有機(jī)高分子材料能很好的相溶,并能起到偶聯(lián)的作用。
減排:傳統(tǒng)磷化處理后的沉渣、含磷及磷化后廢水處理等問(wèn)題,一直困擾著涂裝生產(chǎn)企業(yè)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保及節(jié)能減排的重視程度不斷提高,在未來(lái)的時(shí)間里,涂裝行業(yè)的環(huán)保及能耗問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越突出,硅烷化處理在此方面有了很大程度的改善。
降低成本:使用硅烷化工藝能省去磷化加溫設(shè)備、除渣槽、板框壓濾機(jī)及磷化污水處理等設(shè)備,且硅烷化較磷化減少了20%~50%的配槽用量;每平方單耗方面,硅烷化的消耗量為傳統(tǒng)磷化的15%~20%。硅烷化在減少單位面積消耗量的同時(shí),在處理時(shí)間上也比磷化有較大幅度的縮短,因此,硅烷化處理在生產(chǎn)成本方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。不僅用于硅器件和硅集成電路,也用于化合物半導(dǎo)體器件(碳化硅等)。
硅烷偶聯(lián)劑kh560表面改性設(shè)備的選擇
硅微粉表面改性設(shè)備的選擇,應(yīng)根據(jù)其表面改性機(jī)理所確定的加工工藝為基準(zhǔn),選擇和配套無(wú)污染的表面改性設(shè)備。目前前國(guó)內(nèi)的表面改性設(shè)備比較多,但是有些表 面改性設(shè)備沒(méi)有遵循硅微粉表面改性的機(jī)理及工藝要求等制造的,造成硅烷偶聯(lián)劑kh560表面改性的效果不好,因此要對(duì)購(gòu)置的改性設(shè)備進(jìn)行改造和配套后才能達(dá)到較好的效果。同時(shí)水接觸角增加,表明KH570與高固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)樹(shù)脂形成的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)使涂膜表面疏水性逐漸增加。
硅烷偶聯(lián)劑kh560表面改性設(shè)備的選擇是硅微粉表面改性至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),在選擇表面改性設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮滿足以下幾點(diǎn)要求:
一是表面改性設(shè)備能將硅微粉在動(dòng)態(tài)狀況下加熱并保溫,保溫時(shí)間能夠自動(dòng)控制。
二是要有排氣裝置,可將表面改性前后脫除的水以蒸氣的方式排出,使硅烷偶聯(lián)劑與粉體產(chǎn)生縮合反應(yīng),達(dá)到形成共價(jià)鍵的效果。
三是保證硅微粉在表面改性機(jī)中處在高速動(dòng)態(tài)的狀況下。
四是表面改性設(shè)備應(yīng)滿足表面改性劑分加的要求。
五是為解決表面改性中產(chǎn)生的假團(tuán)聚和硬團(tuán)聚體,一定要進(jìn)行有效的分級(jí),應(yīng)有專(zhuān)用的分級(jí)設(shè)備進(jìn)行配套。