柯善武论文 - 副本

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1、柯乐嘉硅烷技术的技术特点以及应用现状和前景  陈慕祖 周杰               柯乐嘉硅烷技术可以替代磷化技术，给表面预处理技术带来革命性的变革。本文介绍了硅烷技术的原理、技术特点以及应用现状和前景。          1．    前言       在各种金属预处理方法中，磷化处理是最为广泛采用的方法。在家用电器、自行车、摩托车和汽车等行业中，为了保证涂层优良的耐久性和防腐蚀性能，都采用磷化处理作为涂装的前处理。       自1906年美国伯明翰的ThomasWattsCoslett首创磷化技术以来，磷化技术已有百年历史。百年来，磷化技术经久不衰，不断发展，从30年

2、代的锌系磷化技术和铁系磷化技术到60~70年代的改良锌系磷化技术，随后到90年代初期的无镍磷化技术，最终到2002年氧化铁系磷化技术。随着磷化技术的不断发展创新，其应用领域越来越广，为防腐蚀事业作出了突出贡献。       为了贯彻清洁生产的标准，开发更加环保的技术和产品，近年来有一些新的磷化技术得到开发及应用，具体应用状况如图1所示：      尽管人们做了很大的努力，依然无法从根本上改变磷化过程。传统预处理工艺具有高能耗、重金属离子含量高、含致癌物、废水废渣排放多等缺陷。随着环保和节能呼声的日渐增高，预处理技术正朝着保护环境、降低成本、提高质量和操作简便等方向发展。   

3、    硅烷技术是预处理技术的最新发展方向，它具有环保、节能、操作简便、成本低等磷化技术无可替代的优点。目前硅烷技术在普通工业中已开始逐步取代铁系和锌系磷化，在汽车工业中正在开发试验过程中。硅烷技术是采用OXSILAN超薄有机涂层替代传统的结晶型磷化保护层，在金属表面吸附了一层超薄的类似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层，同时在界面形成的Si-O-Me共价键(其中：Me=金属)分子间力很强，将与金属表面和随后的油漆涂层形成良好的附着力。硅烷技术的成功应用给磷化技术带来革命性的变革。 2．柯乐嘉硅烷技术原理硅烷技术的反应机理如下：2.1在使用过程中，水解后的OXSilane分子(

4、≡Si(OR)3)中的SiOH基团与金属表面的MeOH基团形成氢键，快速吸附于金属表面。2.2在干燥过程中，SiOH基团和MeOH基团进一步凝聚，在界面上生成Si-O-Me共价键。SiOH(溶液)+MeOH(金属表面)=SiOMe(界面)+H2O 2.3剩余的OXSilane分子则通过SiOH基团之间的凝聚反应在金属表面上形成具有Si-O-Si三维网状结构的有机膜。缩合反应： 3柯乐嘉硅烷技术的优点   3.1硅烷技术形成的超薄有机膜可以替代传统的磷化膜，磷化膜的重量通常为2~3g/㎡,OXSILAN涂层膜重仅仅0.1g/㎡，相差20倍左右。   3.2Si-O-Me共价键分

5、子间的结合力很强，所以产品很稳定，从而可以提高产品的防腐蚀能力。   3.3使用方便，便于控制，槽液为双组分液体配成，仅需要控制PH值和电导率，无须象磷化液那样，要控制游离酸、总酸、促进剂、锌、镍、锰的含量和温度等许多参数。3.4节约能源，可室温或低温操作，能源费用降低。3.5优异的环保性能，无有害的重金属，无渣、废水排放少，处理容易，如果安装过滤器及离子交换器，可以做到封闭循环使用。3.6适用性强：适用于浸渍、喷淋等处理方式。3.7多金属处理工艺：冷轧板、热镀锌板、电镀锌板、涂层板、铝等不同板材可混线处理。3.8工艺简单，流程短。3.9综合成本低，产品消耗量低，三废处理成本

6、低。3.10与原有涂装工艺和涂装设备相容，不需进行设备改造，只需更换磷化液，即可投入生产。 4．柯乐嘉硅烷技术在普通工业的应用硅烷技术已开始在普通工业中应用，以硅烷处理取代铁系和锌系磷化处理。如家用电器、汽车零部件、钢轮毂、机械及电信设备等领域。普通工业的硅烷工艺流程如图3和图4所示： 4.1在普通工业中使用的硅烷产品       在普通工业中使用的硅烷产品、特点及应用领域如表1所示：表1在普通工业中使用的硅烷产品类型牌号产品特点应用领域第一代OXSAMMM-/AL-/ST-/MG-稳定性较差、易水解及附着力较差粉末涂装前的零件预处理涂层、卷材以及食品包装工业第二代OXSAM

7、9800取代钢铁基材铁系磷化抗水解稳定性及附着力方面较第一代有较大提高，从而提高了涂层的防腐蚀能力机械、汽车零部件，家用电器等领域OXSAM9802取代多种金属铁系磷化OXSAM9810取代钢铁基材锌系磷化OXSAM9812取代多种金属锌系磷化 4.2普通工业中硅烷预处理的技术参数、工艺特点及质量普通工业的硅烷预处理的技术参数及工艺特点如表2所示：表2普通工业中硅烷预处理的技术参数及工艺特点项目硅烷预处理项目硅烷预处理处理时间2min保质期>=12个月处理温度25~40℃槽液寿命无需更换处理方式喷淋、浸