硅烷偶聯(lián)劑國內外研究發(fā)展

硅烷處理技術可以有效地用于鐵、鋁、銅、鋅、鎂及合金的防護。

對金屬表面硅烷處理工藝技術及處理后的功能特性進行了研究。分別進行了中性鹽霧、銅加速醋酸鹽霧、電偶腐蝕、大氣暴露和海水浸泡試驗。結果表明，金屬表面硅烷處理工藝技術可以取代涂裝前磷化及鉻化處理，且硅烷偶聯(lián)劑技術具有常溫處理、無污染的特點，可廣泛應用于涂裝前處理與防腐領域。

采用KH-550硅烷溶液對AZ31鎂合金試片進行硅烷化處理，通過浸泡和電化學測試技術評定出8%的硅烷溶液中浸涂50s表干后在100℃陳化0.5h所形成的硅烷膜層與鎂合金基體之間的界面結合較好，硅烷偶聯(lián)劑并很好地抑制了鎂合金的腐蝕，提高了其耐腐蝕性能。

哈爾濱化工研究所選取了一種新型的金屬表面防護硅烷化處理試劑——乙烯基硅烷，硅烷偶聯(lián)劑kh570，并使其在水和醇混合溶劑中水解，水解過程穩(wěn)定性好，且能保證硅羥基的含量。通過耐水性測試、鹽水浸泡測試、耐酸堿性測試、3%CuSO4溶液點蝕實驗結果表明，該新型的金屬表面防護硅烷化處理試劑耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性、耐CuSO4溶液點蝕性性能良好，同時具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點，經硅烷處理的金屬表面的耐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的磷化技術。

然后對熱鍍鋅鋼及鋁合金表面硅烷膜層進行了一系列研究，研究了單一硅烷對鋁合金及熱鍍鋅鋼防護性能的影響；隨后采用了納米添加劑及稀土改性技術研究硅烷薄膜層對其機械性能及耐腐蝕性的影響，硅烷偶聯(lián)劑批發(fā)，后提出適用性更廣的混合硅烷處理法。

采用電化學阻抗測試(EIS)研究了鋁合金膜層的耐蝕性及自愈性，發(fā)現(xiàn)在膜層具有自愈性能，掃描振蕩電極技術(SVET)測試結果也進一步證實了膜層的自愈性。

研究了硅氧烷膜層對銅表面的防護性能，發(fā)現(xiàn)含有硫醇鍵的硅烷與銅表面結合良好，硅烷偶聯(lián)劑并可顯著抑制表面陽極反應，從而有效提高銅的防腐性能。

硅烷偶聯(lián)劑表面改性設備的選擇

硅微粉表面改性設備的選擇，應根據其表面改性機理所確定的加工工藝為基準，硅烷偶聯(lián)劑價格，選擇和配套無污染的表面改性設備。目前前國內的表面改性設備比較多，但是有些表 面改性設備沒有遵循硅微粉表面改性的機理及工藝要求等制造的，造成硅烷偶聯(lián)劑表面改性的效果不好，因此要對購置的改性設備進行改造和配套后才能達到較好的效果。

硅烷偶聯(lián)劑表面改性設備的選擇是硅微粉表面改性至關重要的一個環(huán)節(jié)，在選擇表面改性設備時應考慮滿足以下幾點要求：

一是表面改性設備能將硅微粉在動態(tài)狀況下加熱并保溫，保溫時間能夠自動控制。

二是要有排氣裝置，可將表面改性前后脫除的水以蒸氣的方式排出，使硅烷偶聯(lián)劑與粉體產生縮合反應，達到形成共價鍵的效果。

三是保證硅微粉在表面改性機中處在高速動態(tài)的狀況下。

四是表面改性設備應滿足表面改性劑分加的要求。

五是為解決表面改性中產生的假團聚和硬團聚體，一定要進行有效的分級，應有專用的分級設備進行配套。

為了研究硅烷偶聯(lián)劑種類和用量對改性鋁性能的影響，南京能德新材料公司針對不同種類的硅烷偶聯(lián)劑改性處理顏料鋁做了實驗。

通過實驗，我們得知未改性的顏料鋁具有疏水性，無法分散在水性體系中，全部漂浮于水面；相比其他三種硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑，而經硅烷偶聯(lián)劑WD-60表面改性后的顏料鋁，能大部分懸浮在水性體系中，親水性較好，光澤性略有降低但不明顯。本研究初步選用WD-60硅烷偶聯(lián)劑作為鋁顏料表面改性劑。

硅烷偶聯(lián)劑的用量以其在水解溶液中的濃度來表示。

通過實驗可以表明，當硅烷偶聯(lián)劑含量較少時，顏料鋁部分漂浮于水面，因為WD-60未能完全包覆于鋁表面形成致密親水性包覆膜層；當WD-60含量較高時，鋁顏料發(fā)生部分沉淀，顏料光澤性明顯降低，因為顏料表面過多的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生縮聚反應導致團聚下沉。硅烷偶聯(lián)劑試驗現(xiàn)象表明：經用量為5%的WD-60硅烷偶聯(lián)劑包覆改性后的顏料鋁在水性體系中分散穩(wěn)定性明顯提高，顏料外觀基本沒有發(fā)生變化。

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