環(huán)保型硅烷偶聯(lián)劑kh540對(duì)金屬的作用

隨著汽車、飛機(jī)、船舶、家電等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)金屬零件表面耐腐蝕、耐高溫、磨損、、防輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)磁、絕緣、裝飾等特殊性能的要求更加廣泛，硅烷偶聯(lián)劑kh540促使金屬表面處理技術(shù)迅速發(fā)展起來。

國內(nèi)用于金屬表面處理的主要方法是磷化法，由于磷化法高能耗、高污染、高成本，逐步被硅烷表面處理技術(shù)取代，硅烷處理技術(shù)正在不斷地被研發(fā)、成熟完善和應(yīng)用。硅烷處理與傳統(tǒng)的磷化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫且硅烷處理過程不產(chǎn)生沉渣，處理時(shí)間短，控制簡便；可省去表調(diào)工序，槽液可重復(fù)使用；為此加入活性基團(tuán)最少的線性結(jié)構(gòu)的硅氧烷，既可避免漆膜變脆，又能獲得如同加入膠體二氧化硅一樣的好處。有效地提高了涂料對(duì)基材的附著力；可共線處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。因此，新型的環(huán)保、節(jié)能、低排放、低使用成本的硅烷金屬表面處理技術(shù)成為國內(nèi)外技術(shù)人員研究的重點(diǎn)。

硅烷偶聯(lián)劑是一類具有有機(jī)官能團(tuán)的含硅化合物。其分子式可用通式Y(jié)(CH2)nSiX3表示，此處n=0-3；X通常是氯基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基等，這些基團(tuán)水解時(shí)即生成硅羥基，而與無機(jī)物質(zhì)結(jié)合，形成硅氧烷。Y是乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲酰氧基、巰基或脲基，這些有機(jī)官能團(tuán)可與有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)。當(dāng)硅官能團(tuán)水解時(shí)，則Si-X轉(zhuǎn)化成Si-OH，并副生HX。Si-OH既可與其它分子中的Si-OH或被處理基材表面的Si-OH發(fā)生縮合脫水反應(yīng)形成Si-O-Si鍵結(jié)合，甚至還可與某些氧化物（如氧化鋁、氧化鐵、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎳等）反應(yīng)，生成穩(wěn)定的Si-O鍵合，從而使硅烷得以和無機(jī)物或金屬連接。利用硅烷的這一特性，可將其應(yīng)用于金屬防銹及防氧化，Mg、Al、Cr、Fe、Zn等金屬經(jīng)硅烷處理后，硅烷偶聯(lián)劑kh540可大大提高其抗腐蝕性能。分別進(jìn)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(yàn)。

硅烷偶聯(lián)劑kh540國內(nèi)外研究發(fā)展

硅烷處理技術(shù)可以有效地用于鐵、鋁、銅、鋅、鎂及合金的防護(hù)。

對(duì)金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)及處理后的功能特性進(jìn)行了研究。分別進(jìn)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(yàn)。結(jié)果表明，金屬表面硅烷處理工藝技術(shù)可以取代涂裝前磷化及鉻化處理，且硅烷偶聯(lián)劑kh540技術(shù)具有常溫處理、無污染的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于涂裝前處理與防腐領(lǐng)域。根據(jù)所選用的硅烷偶聯(lián)劑與硅微粉反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行確定：一是首先要將硅微粉進(jìn)行動(dòng)態(tài)加熱到100-110℃，此時(shí)以霧化法加入水解后的硅烷偶聯(lián)劑或復(fù)合偶聯(lián)劑。

采用KH-550硅烷溶液對(duì)AZ31鎂合金試片進(jìn)行硅烷化處理，通過浸泡和電化學(xué)測試技術(shù)評(píng)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(jié)合較好，硅烷偶聯(lián)劑kh540并很好地抑制了鎂合金的腐蝕，提高了其耐腐蝕性能。三是經(jīng)偶聯(lián)劑改性的粉體，都會(huì)產(chǎn)生假結(jié)顆粒和縮合后產(chǎn)生的硬顆粒，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來了很大的影響，所以硅烷偶聯(lián)劑kh540一定要進(jìn)行有效分級(jí)，只有這樣才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

哈爾濱化工研究所選取了一種新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑——乙烯基硅烷,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(diǎn)蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該新型的金屬表面防護(hù)硅烷化處理試劑耐水性、耐鹽水性、耐酸堿性、耐CuSO4溶液點(diǎn)蝕性性能良好,同時(shí)具有環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)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(shù)。偶聯(lián)劑作用過程B?Arkles根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過程提出了4步反應(yīng)模型，即：①與硅原子相連的SiX基水解，生成SiOH。

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

采用電化學(xué)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(shù)(SVET)測試結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了膜層的自愈性。

研究了硅氧烷膜層對(duì)銅表面的防護(hù)性能，發(fā)現(xiàn)含有硫醇鍵的硅烷與銅表面結(jié)合良好，硅烷偶聯(lián)劑kh540并可顯著抑制表面陽極反應(yīng)，從而有效提高銅的防腐性能。

硅烷偶聯(lián)劑kh540表面改性設(shè)備的選擇

硅微粉表面改性設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)其表面改性機(jī)理所確定的加工工藝為基準(zhǔn)，選擇和配套無污染的表面改性設(shè)備。目前前國內(nèi)的表面改性設(shè)備比較多，但是有些表 面改性設(shè)備沒有遵循硅微粉表面改性的機(jī)理及工藝要求等制造的，造成硅烷偶聯(lián)劑kh540表面改性的效果不好，因此要對(duì)購置的改性設(shè)備進(jìn)行改造和配套后才能達(dá)到較好的效果。它們是繼硅樹脂涂料后又開發(fā)的一類新型有機(jī)硅涂料，硅烷偶聯(lián)劑kh540主要用作絕緣憎水涂層、耐燒蝕涂層、電子元器件內(nèi)保護(hù)涂料、印刷、電子材料表面涂覆等，現(xiàn)在使用較廣的有瓷絕緣子防污閃涂料、各類按鍵涂料(或油墨)和電子器件的表面涂料等。

硅烷偶聯(lián)劑kh540表面改性設(shè)備的選擇是硅微粉表面改性至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在選擇表面改性設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮滿足以下幾點(diǎn)要求：

一是表面改性設(shè)備能將硅微粉在動(dòng)態(tài)狀況下加熱并保溫，保溫時(shí)間能夠自動(dòng)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(chǎn)生縮合反應(yīng)，達(dá)到形成共價(jià)鍵的效果。

三是保證硅微粉在表面改性機(jī)中處在高速動(dòng)態(tài)的狀況下。

四是表面改性設(shè)備應(yīng)滿足表面改性劑分加的要求。

五是為解決表面改性中產(chǎn)生的假團(tuán)聚和硬團(tuán)聚體，一定要進(jìn)行有效的分級(jí)，應(yīng)有專用的分級(jí)設(shè)備進(jìn)行配套。

硅烷偶聯(lián)劑kh540174的特征及用途

特征和用途

174硅烷偶聯(lián)劑的用途：

（1）當(dāng)復(fù)合材料用經(jīng)過與聚酯相容的表面處理劑處理過的玻纖時(shí)，硅烷偶聯(lián)劑kh540能顯著提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，這種表面處理劑通常包括硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑、潤滑劑和抗靜電劑。

（2）此產(chǎn)品提高填充白碳黑、玻璃、硅酸鹽和金屬氧化物的聚酯復(fù)合材料的干濕態(tài)機(jī)械強(qiáng)度。

（3）此產(chǎn)品提高許多無機(jī)填料填充復(fù)合材料的濕態(tài)電氣性能。例如：交聯(lián)聚乙烯。