前處理硅烷處理

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1、前處理硅烷技術傳統(tǒng)磷化在金屬防腐方面具有優(yōu)良的性能，在涂裝前處理過程中被廣泛使用。但是磷化處理因為含有鋅、鎳、錳等有害重金屬，處理溫度較高，廢水、廢渣處理較復雜而面臨日益嚴峻的形勢。硅烷化處理是目前技術發(fā)展較成熟的可取代磷化的前處理技術。硅烷處理與傳統(tǒng)磷化相比具有許多突出的優(yōu)點：無鎳、鋅、錳等有害重金屬離子，不含磷，無需加溫；硅烷處理過程無渣，處理時間短，控制簡便；處理步驟少，可省去表調(diào)及鈍化工序，槽液使用壽命長，維護簡單；有效提高油漆對基材的附著力，可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。2金

2、屬表面硅烷處理的機理在發(fā)現(xiàn)硅烷卓越的防腐性能以前，硅烷作為膠黏劑被廣泛應用于玻璃或陶瓷強化高聚復合材料中。硅烷防銹性能系統(tǒng)全面地研究始于20世紀90年代初。通過研究發(fā)現(xiàn)，硅烷可以有效地用于金屬或合金的防腐。硅烷是一類含硅基的有機/無機雜化物，其基本分子式為：R'(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基團，R'是有機官能團。硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在：-Si(OR)3+H2OSi(OH)3+3ROH硅烷水解后通過其SiOH基團與金屬表面的MeOH基團(Me表示金屬)的縮水反應而快速

3、吸附于金屬表面。?SiOH+MeOH=SiOMe+H2O???一方面硅烷在金屬界面上形成Si-O-Me共價鍵。一般來說，共價鍵間的作用力可達700kJ/tool，硅烷與金屬之間的結合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通過SiOH基團之間的縮聚反應在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結構的硅烷膜。?硅烷在金屬表面成膜模型該硅烷膜在烘干過程中和后道的電泳漆或噴粉通過交聯(lián)反應結合在一起，形成牢固的化學鍵。這樣，基材、硅烷和油漆之間可以通過化學鍵形成穩(wěn)固的膜層結構。3金屬表面硅烷處理的特點?(1

4、)硅烷處理中不含鋅、鎳等有害重金屬及其它有害成分。鎳已經(jīng)被證實對人體危害較大，世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定，2016年后鎳需達到零排放，要求磷化廢水、磷化蒸氣、磷化打磨粉塵中不得含鎳。?(2)硅烷處理是無渣的。渣處理成本為零，減少設備維護成本。?磷化渣是傳統(tǒng)磷化反應的必然伴生物。比如一條使用冷軋板的汽車生產(chǎn)線，每處理1輛車(以100m2計)，就會產(chǎn)生約600g含水率為50%的磷化渣，一條10萬輛車的生產(chǎn)線每年產(chǎn)生的磷化渣就有60t。??(3)不需要亞硝酸鹽促進劑，從而避免了亞硝酸鹽及其分解產(chǎn)物對人

5、體的危害。?(4)產(chǎn)品消耗量低，僅是磷化的5%～10%。?(5)硅烷處理沒有表調(diào)、鈍化等工藝過程，較少的生產(chǎn)步驟和較短的處理時間有助于提高工廠的產(chǎn)能，可縮短新建生產(chǎn)線，節(jié)約設備投資和占地面積。?(6)常溫可行，節(jié)約能源。硅烷槽液不需要加溫，傳統(tǒng)磷化一般需要35～55℃。?(7)與現(xiàn)有設備工藝不沖突，無需設備改造而可直接替換磷化；與原有涂裝處理工藝相容，能與目前使用的各類油漆和粉末涂裝相匹配。?4硅烷處理與磷化處理之間的區(qū)別?(1)磷化與硅烷處理技術在使用條件方面的區(qū)別。?(2)磷化產(chǎn)品與硅烷產(chǎn)品

6、實際應用時在成本方面的差異。5金屬表面硅烷處理實例隨著硅烷技術的不斷推廣，很多廠家都將原來的傳統(tǒng)磷化前處理工藝改成了環(huán)保型的硅烷前處理工藝。筆者曾參與了某空調(diào)機箱前處理工藝轉換，該廠原來使用磷化處理時的工藝如下：???熱水洗→預脫脂→主脫脂→水洗1→水洗2→表調(diào)→磷化→水洗3→水洗4→烘干→噴粉????在使用硅烷處理后，選用的處理工藝為：??熱水洗→預脫脂→主脫脂→水洗1→水洗2→純水直噴→硅烷處理→水洗3→水洗4→烘干→噴粉。磷化產(chǎn)品與硅烷產(chǎn)品成本方面的差異5.2處理條件該線硅烷處理條件如下：

7、處理方式：噴淋；溫度：室溫；????時間：2min槽液處理面積：2000m2/kgpH：3.8～4.5～5.5。5.3處理性能該線使用硅烷處理，成品性能見表3。?????5.4綜合成本?????無表調(diào)，節(jié)約表調(diào)槽所需化學品(該線原本無鈍化步驟)。?????硅烷槽工作溫度降低至室溫，熱能耗下降，節(jié)約成本計算如下：?????磷化(以磷化溫度40～45℃計算)，目前國內(nèi)一般磷化線熱能消耗在80元/km2。硅烷(僅冬天加熱到15℃以上)，預計熱能消耗在10元/km2。?????熱能方面：磷化比硅烷貴了1

8、00元/km2，節(jié)約熱能約0.07元/m2。???(3)不需要亞硝酸鹽促進劑，從而避免了亞硝酸鹽及其分解產(chǎn)物對人體的危害。?????(4)產(chǎn)品消耗量低，僅是磷化的5%～10%。?????(5)硅烷處理沒有表調(diào)、鈍化等工藝過程，較少的生產(chǎn)步驟和較短的處理時間有助于提高工廠的產(chǎn)能，可縮短新建生產(chǎn)線，節(jié)約設備投資和占地面積。?????(6)常溫可行，節(jié)約能源。硅烷槽液不需要加溫，傳統(tǒng)磷化一般需要35～55℃。?????(7)與現(xiàn)有設備工藝不沖突，無需設備改造而可直接替換磷化；與原有涂裝處理工藝相容，能