金屬離子對(duì)硅烷偶聯(lián)劑成膜性能影響的研究.pdf

1、金屬表面的硅烷化處理是一種新興的環(huán)保型處理工藝，對(duì)金屬表面防腐蝕性能有著獨(dú)特的優(yōu)越性。鋼鐵表面前處理現(xiàn)在通用的方法是磷化工藝，由于磷化工藝所產(chǎn)生的污水嚴(yán)重污染環(huán)境，用硅烷工藝代替磷化工藝是目前研究熱點(diǎn)之一。
　　本文選擇的硅烷偶聯(lián)劑是KH-560，它具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、高模量、極好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。選取四種不同價(jià)態(tài)金屬離子（Na+、Mg2+、Al3+和Zn2+）添加到KH-560的水解液中，利用FTIR、徠卡數(shù)字顯微鏡、電子探

2、針、鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱和電化學(xué)工作站測(cè)試儀器探究它們對(duì)在冷軋鐵板表面形成的硅烷膜的結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能的影響。并利用鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱、附著力測(cè)試儀、漆膜沖擊器和彎折機(jī)測(cè)試儀器分別測(cè)試它們對(duì)在冷軋鐵板表面形成的硅烷/塑粉復(fù)合膜的耐腐蝕性能、附著力等級(jí)、抗沖擊強(qiáng)度和折彎等級(jí)的影響。其研究結(jié)果如下:
　　(1)由FTIR測(cè)試結(jié)果表明，與未加入金屬離子的硅烷膜相比，在硅烷溶液中，Zn2+和Mg2+的加入有利于硅烷膜中Si-O-Si和Si-O-Fe的

3、形成，Na+的加入對(duì)成鍵無(wú)明顯影響，而Al3+的加入不利于硅烷膜中Si-O-Si和Si-O-Fe的形成;由徠卡數(shù)字顯微鏡測(cè)試結(jié)果可知，隨著硅烷溶液中硅烷濃度的不斷增加，硅烷膜的厚度呈現(xiàn)先增加后穩(wěn)定的趨勢(shì)，而在硅烷溶液中金屬離子的加入對(duì)硅烷膜的厚度無(wú)明顯影響;由電子探針測(cè)試結(jié)果可知，金屬離子進(jìn)入了形成的硅烷膜中，并且Zn2+、Mg2+和Al3+的加入促進(jìn)了硅烷膜中Si-O的形成。
　　(2)由中性鹽霧試驗(yàn)、極化曲線和電化學(xué)阻抗測(cè)試結(jié)

4、果可知，與未加入金屬離子的硅烷膜相比，在硅烷溶液中，Zn2+和Mg2+的加入能使形成的硅烷膜的耐腐蝕性能得到明顯的提高，而Al3+的加入?yún)s使硅烷膜的耐腐蝕性能減弱，Na+的加入對(duì)硅烷膜的耐腐蝕性能無(wú)明顯影響。同樣，由中性鹽霧試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可知，與未加入金屬離子的硅烷/塑粉復(fù)合膜相比，在硅烷溶液中，Zn2+和Mg2+的加入能使形成的硅烷/塑粉復(fù)合膜的耐腐蝕性能得到明顯的提高，而Al3+的加入?yún)s使形成的硅烷/塑粉復(fù)合膜的耐腐蝕性能減弱，Na+