在各種金屬預處理方法中,磷化處理是最為廣泛采用的方法。在家用電器、自行車、摩托車和汽車等行業中,為了保證涂層優良的耐久性和防腐蝕性能,都采用磷化處理作為涂裝的前處理。但是磷化處理因為含有鋅、鎳、錳等有害重金屬以及磷、氮、亞硝酸鈉等限制排放的物質,處理溫度較高,廢水、廢渣處理較復雜而面臨日益嚴峻的環保形勢。

硅烷化處理是目前技術發展較成熟的可取代磷化的前處理技術。硅烷處理與傳統磷化相比具有以下多個優點:無鎳、鋅、錳等有害重金屬離子,不含磷,無需加溫。硅烷處理過程無渣,處理時間短,控制簡便。處理步驟少,可省去表調及鈍化工序,槽液使用壽命長,維護簡單。有效提高油漆對基材的附著力,可共線處理鋼板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。硅烷技術的成功應用給磷化技術帶來革命性的變革。在發現硅烷卓越防腐性能以前,硅烷作為膠粘劑被廣泛應用于玻璃或陶瓷強化高聚復合材料中。系統而全面的硅烷防銹性能的研究始于二十世紀九十年代初。通過研究發現,硅烷可以有效地用于金屬或合金的防腐。
硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在,硅烷水解后通過其SiOH基團和金屬表面的MeOH基團(Me=金屬)通過縮水反應而快速吸附于金屬表面。一方面硅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/mol,硅烷與金屬之間的結合是非常牢固的。另一方面,剩余的硅烷分子則通過SiOH集團之間的縮聚反應在金屬表面上形成具有Si-O-Si三維網狀結構的硅烷膜。該硅烷膜在烘干過程中和后道的電泳漆、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、硅烷和油漆之間可以通過化學鍵形成穩固的膜層結構。
在普通工業中以硅烷處理取代鐵系和鋅系磷化處理已開始廣泛應用。老的生產線只要將磷化槽清洗干凈,直接投入硅烷材料就可以生產了,目前凱密特爾與歐美大部分汽車公司進行合作,在汽車生產線上開始試驗和應用。硅烷預處理取代了傳統的表面調整、磷化和鈍化工藝,工藝簡潔了許多,硅烷處理后可以不烘干,直接進行陰極電泳,硅烷的固化過程與電泳漆的烘烤同時完成。硅烷涂層隨著處理基材不同產生不同的視覺外觀,如在鐵板上,硅烷涂層是淡黃色的;在鍍鋅板上,硅烷涂層是偏藍色的;在鋁板上,硅烷涂層是反光灰色的。
硅烷技術是一項節能、環保、節省成本的優良技術,涂裝預處理技術迎來了一場革命性的變革,必將迅速替代磷化技術在金屬表面處理行業迅速得到推廣。
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