镀锌板表面硅烷处理剂的制备及其成膜性能研究

来源 :武汉材料保护研究所 机械科学研究总院武汉材料保护研究所 | 被引量 : 5次 | 上传用户:qjbfg123
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镀锌钢板是一种加工和使用性能优异,在自然干燥环境中耐腐蚀性能优良的钢铁材料。但由于金属锌在湿度较高的环境中易腐蚀,所以需要对镀锌层表面进行处理,增加它的耐蚀性能。传统的方法是采用铬酸盐钝化,但铬酸盐有剧毒不宜再使用,现在较为流行的方法是采用硅烷化金属表面处理。然而,由于硅烷自身结构的原因,硅烷水解液中硅醇之间易发生缩合,水解液稳定性差不易储存,影响了硅烷处理剂的使用。所以能够配制出稳定性与成膜耐蚀性均符合要求的硅烷处理剂才具有指导意义。  本文通过观测硅烷水解液失效时间方法首先对 KH550、KH560、BTSE三种硅烷单体水解进行了研究,接着研究KH550/KH560、KH560/BTSE两种双硅烷体系的水解液稳定性做了研究,结果显示KH560/BTSE双硅烷体系具有最好的稳定性,该体系水解液能够稳定储存150天以上。采用醋酸铅点滴做为评价手段,对KH560/BTSE双硅烷体系的配方及成膜工艺进行了优化。对优化后的双硅烷体系硅烷膜进行了性能测试与表征,结果显示双硅烷体系硅烷膜在一定程度上提高了镀锌板的耐腐蚀性能,中性盐雾试验显示24h未出现锈层,但由于双硅烷体系的硅烷膜柔韧性不足,硅烷膜不均匀厚度不足,且膜表面有明显的裂纹,所以双硅烷体系的硅烷膜对镀锌板的耐腐蚀性能的提升作用有限。  针对双硅烷体系硅烷膜耐蚀性不足问题,采用添加丙烯酸树脂增强硅烷膜的柔韧性,添加硅溶胶弥补硅烷膜的微裂痕。采用醋酸铅点滴法为评价手段,确定了丙烯酸树脂与硅溶胶的添加量,配制成了稳定的酸性复合体系硅烷工作液。对酸性复合体系的硅烷膜性能进行测试与表征,结果显示:酸性复合体系硅烷膜在中性盐雾试验中120h未出现锈层,酸性体系硅烷膜均匀致密,没有微裂痕,丙烯酸树脂参与了成膜过程,且硅烷膜厚度达到17μm,耐腐蚀性能要远大于双硅烷体系硅烷膜。  通过向双硅烷体系中添加聚氨酯树脂和硅溶胶,配制成了稳定的碱性复合硅烷体系工作液,对碱性体系硅烷膜性能进行了测试与表征,结果显示:碱性复合体系硅烷膜在中性盐雾试验中150h未出现锈层,碱性体系硅烷膜外观良好均匀致密,没有微裂纹且厚度达到了22μm,其耐腐蚀性能远远大于双硅烷体系硅烷膜。
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