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金属表面硅烷化处理在家电行业中的应用

针对家电行业目前涂装前处理行业所广泛采用的磷化及铬钝化处理存在的缺陷,提出一种节能环保型涂装前处理新技术。该技术具有无有害重金属离子,不含磷,无需加温,无渣,处理时间短,控制简便,可共线处理铁板、镀锌板、铝板多种基材等优点。同时将硅烷处理与传统处理在工位布置、工艺条件、使用成本以及性能等方面进行比较。

     家电行业目前喷漆或喷粉前处理根据板材不同多采用磷化以及铬钝化处理。但以上两种处理方法均存在较大缺陷。在环保方面:磷化含锌、锰、镍等重金属离子并且含有大量的磷,铬钝化处理本身就含有严重毒性的铬,已不能适应国家对于涂装行业的环保要求。在使用成本方面:磷化处理过程中会产生大量磷化渣,需要一套除渣装置与之配套。并且磷化使用温度大多为30-50℃,因此还需要辅助加热设备及热源对磷化槽进行加热。同时磷化及铬钝化后需要大量溢流水对工件进行漂洗。由于在环保性及使用成本方面存在缺陷,一种新型的环保、节能、低排放、低使用成本的喷漆前处理技术成为国内外广大业内技术人员研究的重点。

    硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属或非金属材料进行表面处理的过程。硅烷化处理与传统磷化相比具有以下多个优点:无有害重金属离子,不含磷,无需加温。硅烷处理过程不产生沉渣,处理时间短,控制简便。处理步骤少,可省去表调工序,槽液可重复使用。有效提高油漆对基材的附着力。可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。

基本原理

    硅烷含有两种不同化学官能团,一端能与无机材料(如玻璃纤维、硅酸盐、金属及其氧化物)表面的羟基反应生成共价键;另一端能与树脂生成共价键,从而使两种性质差别很大的材料结合起来,起到提高复合材料性能的作用。硅烷化处理可描述为四步反应模型:(1)与硅相连的3个Si-OR基水解成Si-OH;(2)Si-OH之间脱水缩合成含Si-OH的低聚硅氧烷;(3)低聚物中的Si-OH与基材表面上的OH形成氢键;(4)加热固化过程中伴随脱水反应而与基材形成共价键连接。

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