矽烷化處理

簡介

矽烷化處理

矽烷化處理與傳統磷化相比具有以下多個優點：無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫。矽烷處理過程不產生沉渣，處理時間短，控制簡便。處理步驟少，可省去表調工序，槽液可重複使用。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。但就目前的國內技術來說，不是十分成熟，有待提高！尤其是矽烷和助劑的選型上，得狠下功夫。

詳情

一、金屬表面矽烷化處理的機理：

矽烷是一類含矽基的有機/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。

矽烷在水溶液中通常以水解的形式存在：

-Si(OR)3+H2OSi(OH)3+3ROH

矽烷水解後通過其SiOH基團與金屬表面的MeOH基團(Me表示金屬)的縮水反應而快速吸附於金屬表面。

SiOH+MeOH=SiOMe+H2O

一方面矽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，矽烷與金屬之間的結合是非常牢固的；另一方面，剩餘的矽烷分子通過SiOH基團之間的縮聚反應在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網狀結構的矽烷膜[2]。

該矽烷膜在烘乾過程中和後道的電泳漆或噴粉通過交聯反應結合在一起，形成牢固的化學鍵。這樣，基材、矽烷和油漆之間可以通過化學鍵形成穩固的膜層結構。

二、金屬表面矽烷處理的特點

(1)矽烷處理中不含鋅、鎳等有害重金屬及其它有害成分。鎳已經被證實對人體危害較大，世界衛生組織(WHO)規定，2016年後鎳需達到零排放，要求磷化廢水、磷化蒸氣、磷化打磨粉塵中不得含鎳。

(2)矽烷處理是無渣的。渣處理成本為零，減少設備維護成本。

磷化渣是傳統磷化反應的必然伴生物。比如一條使用冷軋板的汽車生產線，每處理1輛車(以100m2計)，就會產生約600g含水率為50%的磷化渣，一條10萬輛車的生產線每年產生的磷化渣就有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物對人體的危害。

(4)產品消耗量低，僅是磷化的5%～10%。

(5)矽烷處理沒有表調、鈍化等工藝過程，較少的生產步驟和較短的處理時間有助於提高工廠的產能，可縮短新建生產線，節約設備投資和占地面積。

(6)常溫可行，節約能源。矽烷槽液不需要加溫，傳統磷化一般需要35～55℃。

(7)與現有設備工藝不衝突，無需設備改造而可直接替換磷化；與原有塗裝處理工藝相容，能與目前使用的各類油漆和粉末塗裝相匹配。

三、工藝流程

根據矽烷化的用途及處理板材不同，分為不同的工藝流程。它的處理工藝，比以前的磷化，要求很嚴格。

(1)鐵件、鍍鋅件

預脫脂——脫脂——水清洗——水清洗——矽烷化——烘乾或晾乾——後處理

(2) 鋁件

預脫脂——脫脂——水洗——水洗——出光——水洗——矽烷化——烘乾或晾乾——後處理

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