家電行業(yè)目前噴漆或噴粉前處理根據(jù)板材不同多采用磷化以及鉻鈍化處理。但以上兩種處理方法均存在較大缺陷。在環(huán)保方面：磷化含鋅、錳、鎳等重金屬離子并且含有大量的磷，鉻鈍化處理本身就含有嚴(yán)重毒性的鉻，已不能適應(yīng)國(guó)家對(duì)于涂裝行業(yè)的環(huán)保要求。在使用成本方面：磷化處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量磷化渣，需要一套除渣裝置與之配套。并且磷化使用溫度大多為30-50℃，因此還需要輔助加熱設(shè)備及熱源對(duì)磷化槽進(jìn)行加熱。同時(shí)磷化及鉻鈍化后需要大量溢流水對(duì)工件進(jìn)行漂洗。由于在環(huán)保性及使用成本方面存在缺陷，一種新型的環(huán)保、節(jié)能、低排放、低使用成本的噴漆前處理技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外廣大業(yè)內(nèi)技術(shù)人員研究的重點(diǎn)。
硅烷化處理是以有機(jī)硅烷為主要原料對(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行表面處理的過程。硅烷化處理與傳統(tǒng)磷化相比具有以下多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：無有害重金屬離子，不含磷，無需加溫。硅烷處理過程不產(chǎn)生沉渣，處理時(shí)間短，控制簡(jiǎn)便。處理步驟少，可省去表調(diào)工序，槽液可重復(fù)使用。有效提高油漆對(duì)基材的附著力?？晒簿€處理鐵板、鍍鋅板、鋁板等多種基材。
美國(guó)已于上世紀(jì)90年代就開始對(duì)金屬硅烷前處理技術(shù)進(jìn)行理論研究，歐洲于上世紀(jì)90年代中期也開始著手對(duì)于硅烷進(jìn)行試探性研究。我國(guó)在本世紀(jì)初迫于環(huán)保方面的巨大壓力，各大研究機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)企業(yè)也著手對(duì)硅烷進(jìn)行研究。
1基本原理
硅烷含有兩種不同化學(xué)官能團(tuán)，一端能與無機(jī)材料(如玻璃纖維、硅酸鹽、金屬及其氧化物)表面的羥基反應(yīng)生成共價(jià)鍵；另一端能與樹脂生成共價(jià)鍵，從而使兩種性質(zhì)差別很大的材料結(jié)合起來，起到提高復(fù)合材料性能的作用。硅烷化處理可描述為四步反應(yīng)模型：(1)與硅相連的3個(gè)Si-OR基水解成Si-OH；(2)Si-OH之間脫水縮合成含Si-OH的低聚硅氧烷；(3)低聚物中的Si-OH與基材表面上的OH形成氫鍵；(4)加熱固化過程中伴隨脫水反應(yīng)而與基材形成共價(jià)鍵連接。
為縮短處理劑現(xiàn)場(chǎng)使用所需熟化時(shí)間，硅烷處理劑在使用之前第一步是進(jìn)行一定濃度的預(yù)水解。
①水解反應(yīng)：
在水解過程中，避免不了在硅烷間會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)，生成低聚硅氧烷。低聚硅氧烷過少，硅烷處理劑現(xiàn)場(chǎng)的熟化時(shí)間延長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率；低聚硅氧烷過多，則使處理劑渾濁甚至沉淀，降低處理劑穩(wěn)定性及影響處理質(zhì)量。
②縮合反應(yīng)：
成膜反應(yīng)是影響硅烷化質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，成膜反應(yīng)進(jìn)行的好壞直接影響涂膜耐蝕性及對(duì)漆膜的附著力。因此，對(duì)于處理劑的pH值等參數(shù)控制顯的尤為重要。并且對(duì)于硅烷化前的工件表面狀態(tài)提出了更高的要求：1、除油完全；2、進(jìn)入硅烷槽的工件不能帶有金屬碎屑或其他雜質(zhì)；3、硅烷化前處理最好采用去離子水。
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