多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜的制备与应用

有机-无机复合钝化具有许多优点,目前对无机材料的选择比较慎重,而钛-锆混合金属盐在镀锡板钝化上的使用相对较少。以氟钛酸和氟锆酸为前驱体制备的多羟基钛-锆化合物作为无机组分,再添加硅烷偶联剂-乙烯基三乙氧基硅烷(KH151),制得多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜。通过电化学、附着力、抗硫性测试以及中性盐雾试验和扫描电子显微镜(SEM)等对比了空白镀锡板、有机-无机复合转化镀锡板和市售有铬镀锡板三者的性能。结果表明:多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化镀锡板的性能相对于市售有铬镀锡板和空白板性能明显改善,耐蚀性明显增强,抗硫性测试几乎无硫斑产生,其表面更加致密,因而该新型转化镀锡板在实际应用中有很大的前景。     

无机-有机硅烷复合钝化膜的性能

为了扩大硅烷与无机盐复合钝化的应用范围,简化工艺,降低成本,以硅烷偶联剂为主成膜物,磷酸盐、氟钛酸盐作钝化剂,Na2MoO4和NH4VO3作缓蚀剂,一步钝化制备了无机-有机硅烷复合钝化膜。采用扫描电子显微镜、硫酸铜点滴腐蚀、盐水浸泡、中性盐雾试验、电化学测试等技术对钝化膜层的微观形貌、性能进行了分析。结果表明：无机。有机硅烷复合钝化膜在锌层表面起到了化学和物理的屏障作用,可以阻止腐蚀过程中的极化反应和锌的溶解,增强镀锌钢板的耐蚀性;无机-有机硅烷复合钝化膜的腐蚀面积小于5％,极化阻抗达到9kΩ,耐蚀性能接近铬酸盐钝化膜。     

镀锌钢板表面有机硅烷-氟钛酸复合钝化膜的耐蚀性能及成膜、耐蚀机理

为了开发绿色环保的热镀锌钢板钝化工艺,将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)复合,再添加30%双氧水改性的氟钛酸制成复合钝化液对镀锌钢板钝化,并制备了有机硅烷钝化膜以比较。通过红外光谱分析膜层的分子结构,并用电化学Tafel极化曲线、交流阻抗谱(EIS)、中性盐雾试验、盐水浸泡试验等测定了膜层的耐蚀性能。结果表明:与有机硅烷膜相比,有机硅烷-氟钛酸复合膜具有更好的致密性和耐腐蚀性,经72 h盐雾试验出现白锈面积仅为8%。     

钴盐对热镀锌板有机硅烷转化膜耐腐蚀性能的影响

镀锌板经单纯的有机、无机钝化均不能满足工业生产需求,而目前在2种有机钝化剂中添加无机钝化剂的研究鲜见报道.将KH560和KH858 2种有机硅烷复合作为有机硅烷钝化液,再添加CoSO4·7H2O复配,用其浸涂热镀锌板制成钴盐有机硅烷复合转化膜.采用Tafel极化曲线、交流阻抗、盐水浸泡和中性盐雾试验研究钴盐加入前后转化膜耐蚀性的变化.结果表明:相比于有机硅烷转化膜,加入钴盐后形成的钴盐有机硅烷复合转化膜阻抗增大,自腐蚀电流密度减小,耐蚀性明显改善,中性盐雾腐蚀72 h后腐蚀面积仅7％.     

新型含氟涂层在镀锡板上的抗腐蚀性能及机理

硅烷改性含氟乳液用于金属表面处理时环保,且工艺简单、成本低廉,但目前研究较少。以含氟乳液和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为主成膜物质,同时添加无机钛、锆金属盐,制备新型含氟钝化液,并对镀锡板进行钝化处理。通过纳米粒度仪和红外光谱仪对含氟乳液进行表征,采用电化学、附着力、抗硫性、中性盐雾试验和原子力显微镜等测试方法对镀锡板表面涂层的性能进行测试,并探讨了其钝化机理。结果表明:含氟乳液的平均粒径为59.68 nm,稳定性良好,氟单体参加了反应;含氟镀锡钝化板的耐蚀性相对于空白板的明显提高,其耐蚀效果与成品有铬镀锡板相当,附着力达到标准1级,抗硫性优于成品有铬镀锡板,涂层表面趋于致密平整。     

镀锌板水性环氧树脂复合钝化膜的耐蚀性能

镀锌板经环氧树脂系有机/无机复合钝化处理后耐蚀性能大幅提高,目前对其研究不够深入。将水性环氧树脂、Ni(NO3)2.6H2O,H2O2及有机酸等配制成复合钝化液,在镀锌板表面制备了有机/无机复合钝化膜。采用Tafel极化曲线、交流阻抗(EIS)和中性盐雾试验(NSS)等方法对单一环氧树脂钝化膜和复合钝化膜的耐蚀性进行了对比研究,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对复合钝化膜的表面形貌和组成进行了分析。结果表明:无机盐﹑有机酸与环氧树脂在镀锌板表面形成的有机/无机协同缓蚀复合膜具有优良的耐蚀性和较好的工业实用推广价值。     

热镀锌钢表面硅烷/硅酸盐复合膜的耐蚀性能研究

为了改善硅烷膜的耐蚀性,将硅烷化热镀锌钢板用硅酸钠溶液封闭后处理,获得了硅烷/硅酸盐复合膜.采用中性盐雾试验(NSS)、湿热试验、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)评价了膜层的耐蚀性能.结果表明,与单一硅烷膜相比,复合膜的耐蚀性能明显提高,超过了常规铬酸盐钝化膜.尤其是在5%NaCl溶液中,复合膜的低频阻抗数值随浸泡时间的增加先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力.     

热浸锌层植酸/硅烷复合钝化膜及其耐蚀性能

为了研制热浸锌层表面高耐蚀、绿色环保的无铬钝化工艺,对热浸锌板进行植酸钝化、硅烷钝化和植酸/硅烷两步复合钝化。采用正交试验和单因素试验对复合钝化工艺进行了优化;采用Tafel曲线、盐雾试验及硫酸铜点滴试验分析复合钝化膜的耐蚀性能,利用场发射扫描电镜(FESEM)观察了钝化膜的表面形貌,通过EDS分析钝化膜的成分,并提出复合钝化膜的结构模型。结果表明:植酸膜与硅烷膜通过"交联-协同作用"在热浸锌表面形成一层致密的保护膜层,较单一钝化膜更致密,耐蚀性能与三价铬钝化膜相当;经植酸/硅烷复合钝化处理后,锌表面生成的钝化膜层阻碍O_2和电子在锌表面和溶液之间的转移和传递,改变了界面反应历程,从而提高了阴极极化,改善了复合钝化膜的耐腐蚀性能。     

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。     

冷轧板表面无机与有机硅烷复合杂化膜的制备与性能研究

制备了一种应用于冷轧板表面的无机与有机硅树脂复合的钝化液。采用浸渍法将其涂布于DC01型冷轧板表面形成一层无机与有机硅烷复合杂化膜。研究了钝化液体系中金属离子比例、硅烷偶联剂之间的比例对冷轧板耐腐蚀性的影响，对涂覆在冷轧板上无机与有机硅烷复合杂化膜的硬度、附着力、耐腐蚀性等进行了分析，并通过红外光谱、电化学腐蚀、热重及扫描电镜对杂化膜进行形貌和结构表征。结果表明：当钝化液中Zn(NO₃)₂/Mn(NO₃)₂为1∶1;甲基三甲氧基硅烷/环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(MTMS/GPTMS)为1∶1.6;聚氨酯树脂占10%、H₂TiF₆占0.5%、二氧化硅溶胶占5%。此时的钝化液性能达到最好，涂覆于冷轧板表面上所成膜光滑连续致密性好，可耐400℃以上的高温，膜的硬度达到4H,在基板上附着力为0级。     

热镀锌钢板水性聚氨酯复合钝化膜的制备及其耐蚀性能

为了进一步提高热镀锌钢板的耐蚀性能并消除其他方法的弊端,以水性聚氨酯(PU)为主成膜物质,添加硅烷偶联剂KH560、乳化蜡、含异氰酸酯基团的水性固化剂,并加入防锈剂乙酰丙酮氧钒和磷酸二氢镁配成复合钝化液,对热镀锌钢板钝化。采用正交试验优化了复合钝化液的组成,采用中性盐雾试验、电化学扫描等方法测试了最优钝化膜的耐蚀性能。结果表明:钝化液组成为12.0%PU,8.0%硅烷偶联剂,5.0%乳化蜡,1.2%磷酸二氢镁,0.3%乙酰丙酮氧钒,0.8%水性固化剂时,复合钝化膜96 h盐雾试验腐蚀面积4%,自腐蚀电流密度是不含防锈剂有机钝化膜的0.017 6倍,耐蚀性明显优于单一有机钝化膜。     

镀锌钢板硅烷与稀土铈盐、镧盐复合钝化的性能及机理

试验采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)协同稀土铈盐和镧盐钝化镀锌钢板.通过先在试样表面自组装一层γ-APS薄膜,再沉积稀土转化膜制备硅烷稀土复合膜.采用电化学交流阻抗技术(EIS)、盐雾试验检测复合膜的耐腐蚀性,结果表明复合膜的耐腐蚀性和致密性相对于单一硅烷、稀土转化膜大幅度提高,其中硅烷-铈盐复合膜比硅烷-镧盐复合膜耐腐蚀,中性盐雾试验时间达到76 h.原子力显微镜检测结果表明,复合膜相对于单一稀土转化膜平整.EDS检测结果得出,硅烷与稀土化合物发生了协同作用,促进了稀土转化膜在锌表面沉积.初步探讨了复合膜的成膜机理和耐腐蚀机理.     

电镀锌钢板上氟锆酸盐协同硅烷复合膜的结构与耐腐蚀性能

为了提高电镀锌板硅烷膜的耐腐蚀性能,采用氟锆酸盐协同硅烷的无枳／有机复合法在自制电镀锌钢板上制备了硅烷复合膜。通过SEM测试了硅烷复合膜的形貌,采用FTIR和XPS分析了复合膜的结构及元素组成,用中性盐雾试验测试了复合膜的耐蚀性能,并讨论了复合膜的成膜及耐蚀机理。结果表明：硅烷复合膜是由Si-O-Si等共价键形成的三维...     

镀锌钢板表面混合稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜的耐蚀性能

对镀锌钢板进行混合稀土和三聚磷酸盐的协同钝化,通过中性盐雾试验、3%CuSO4点滴试验和电化学测试研究了稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜的耐蚀性能。结果显示:稀土与三聚磷酸盐复合钝化膜明显提高了镀锌层的自腐蚀电位,大大提高了镀锌钢板的防护性能,且其耐蚀性明显优于低铬酸盐钝化膜。     

镧、苯并三氮唑在黄铜钝化中的作用

为了进一步提高黄铜的耐蚀性,在其钝化液中加入镧盐和苯并三氮唑(BTAH)进行钝化。通过扫描电镜及X射线衍射分析了钝化膜的表面形貌、成分及结构;利用硝酸点滴及中性盐雾试验测试其耐蚀性,利用电化学极化曲线研究镧盐、BTAH单独及共同使用时对黄铜的缓蚀性能。结果表明:BTAH和镧盐具有良好的协同作用,钝化液中同时加入镧盐及BTAH所得复合钝化膜的耐硝酸点滴时间达21 s,耐中性盐雾12 h表面无明显变化;钝化液中镧盐及BTAH协同作用,使黄铜阳极腐蚀电流减小,腐蚀速度降低,使黄铜的耐蚀性能显著增强。     

热镀锌钢板钼酸盐／硅烷复合膜层的耐腐蚀性能

热镀锌钢板铬酸盐钝化膜耐蚀性好,但有污染,而钼酸盐转化膜防腐蚀性能又与膜厚相关,目前无法获得连续的厚膜,因而其防腐蚀性能往往不佳.对热镀锌钢板钼酸盐转化后再浸涂一层硅烷膜,获得了钼酸盐/硅烷复合膜.AES分析表明:膜层为双层结构,最外层基本上是由C,O,Si组成的硅烷膜,内层则为钼酸盐转化膜,膜厚约为350～400nm;硅烷膜/钼酸盐转化膜/锌基体的化学成分形成了连续的梯度变化,膜与基体结合良好.中性盐雾试验(NSS)、极化曲线和电化学交流阻抗谱(EIS)研究表明,复合膜的阳极极化和阴极极化均明显增强,腐蚀保护效率显著提高,发挥了单一钼酸盐转化膜和单一硅烷膜腐蚀保护的协同效应,电化学阻抗值提高了约一个数量级,是替代传统铬酸盐钝化的一个好方法.     

纳米氧化锌及无机多酸改性树脂复合转化膜的性能

纳米氧化锌(ZnO)难以分散在有机基体中,需对其改性。目前有关改性纳米ZnO结合水性聚氨酯、钼酸盐等涂覆到镀锡板表面的研究较少。以阳离子丙烯酸树脂、阳离子水性聚氨酯、KH550改性的纳米ZnO、钼酸钠、氟钛酸等为组分原料,在镀锡板表面形成一种复合转化膜。利用电化学测试、盐雾试验、抗硫性测试、附着力测试等研究了转化膜的性能。结果表明:该无铬复合转化膜具有优良的耐蚀性、抗硫性和附着力等性能。     

镀锌层硅钛复合钝化工艺

为提高镀锌层硅钛复合钝化膜的耐蚀性能,缩短钝化时间,改善钝化液的稳定性,采用正交试验对镀锌层硅钛复合钝化工艺进行了优化。通过对样品复合钝化膜的Tafel曲线测试、5%Cu SO_4点滴测试和中性盐雾腐蚀测试,研究了硅钛复合钝化工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响。结果表明:硅钛复合钝化液的最佳配方及工艺条件为10 g/L Na_2Si O_3·9H_2O,10 g/L Na NO_3,2 m L/L Ti Cl_3,5 m L/L H_2O_2,2 g/L KF,p H=2.0,钝化时间30 s,钝化温度25℃,60℃恒温烘干10 s;本工艺获得的钝化膜中性盐雾试验出白锈时间为72.0 h,与三价铬钝化膜耐蚀性能相当。     

镀锌钢板表面乙烯基三甲氧基硅烷化处理

本实验采用乙烯基三甲氧基硅烷钝化镀锌钢板。通过交流阻抗,盐雾和失重实验检测试样的耐腐蚀性能;结果表明试样表面组装一层硅烷膜后耐蚀性大幅度提高,其阻抗值相对空白提高一数量级,抗白锈时间为58h,腐蚀速率降低了近一个数量级。清漆划格实验表明试样再涂装性能良好;原子力检测结果显示硅烷膜致密,起伏较大。初步探讨了硅烷成膜机理。     

高耐腐蚀性三价铬彩色钝化膜制备工艺优化及膜层性能研究

为进一步提高三价铬彩色钝化膜的性能,在无机钝化液中加入有机硅树脂,制备了一种新型高耐蚀性能三价铬彩色钝化液。该钝化液可以在镀锌板表面形成有机-无机复合钝化膜,通过红外光谱仪分析钝化膜结构,采用扫描电镜观察钝化膜微观形貌,用能谱仪分析钝化膜的微观组成,采用电化学试验、中性盐雾试验对钝化膜耐蚀性能进行表征。以正交试验对三价铬彩色钝化液组分进行了优选,以单因素试验研究了钝化温度、钝化液pH值、钝化时间等钝化条件对钝化膜耐腐蚀性能的影响。结果表明:最佳钝化液成分为硫酸铬10.00 g/L,硅树脂12.50 g/L,硝酸钠4.00 g/L,硝酸镍1.25 g/L,氯化钠2.00 g/L;最佳钝化条件为温度30℃,时间150 s,pH值1.8;以最优条件制得的钝化膜色彩鲜艳,耐蚀性能突出,耐中性盐雾腐蚀时间达196 h。