金属表面硅烷化处理应用的研究

与磷化技术处理相比,硅烷化金属表面处理技术是一种有效的、环保的有机表面处理技术,是对金属材料表面进行有机硅烷溶液处理的过程.概述了硅烷化处理的原理及制备工艺对对硅烷膜性能的影响,并对硅烷化金属表面处理技术进行了展望.     

金属表面硅烷化防护处理及其研究现状

综述了一种新型的金属表面防护处理技术--硅烷化处理的研究现状.对硅烷膜的制备工艺、表征及膜覆盖电极的性能进行了详细介绍.文中也同时探讨了硅烷溶液的水解与失效问题,这两个基础问题的研究有助于了解金属表面硅烷膜的形成,并对制备工艺的优化起到决定性作用.最后还介绍了更具发展潜力的电沉积制备硅烷膜技术并提出了展望.     

金属表面用硅烷处理液的制备工艺及表征

研究了一种金属表面硅烷化处理液制备工艺,并对该处理液以及经过处理后钢表面薄膜进行了分析和评价。结果表明:此工艺所得硅烷处理液的性能优良,能够在长时间内具有较好的稳定性及防腐效果。这一结果对开展金属表面硅烷化处理以及相应处理液研究均具有参考价值。     

乙烯基三乙氧基硅烷(VS)水解关键工艺

采用硅烷偶联剂对金属进行预处理是一种新型、环保的表面处理工艺,可以显著提高涂层的结合力及金属耐蚀性能,有望替代传统的磷化和钝化处理,而水解过程是决定金属表面硅烷化预处理好坏的关键。采用反射吸收红外光谱法研究了温度、pH、醇水比及硅烷体积分数等关键因素对乙烯基三乙氧基硅烷水解的影响,确定了水解液中获得最多硅醇单体时的水解工艺参数;在一定温度范围内,硅烷溶液水解程度随着水解温度的升高而增大;通过比较si-O-Fe与si-O-si峰强的变化,确定Si-O-Fe与si-O-si在金属表面存在竞争协同作用。     

电沉积防护性硅烷薄膜的研究现状与展望

介绍电沉积硅烷Sol-gel薄膜的原理、方法、用途与研究进展,并着重介绍电沉积硅烷薄膜在金属表面防护处理中的应用。针对防护性的特殊要求,提出电沉积硅烷薄膜研究中的难点与展望。     

混合硅烷体系中双-( 3-三甲氧基硅基丙基) 胺硅烷水解度的研究

在金属表面硅烷化处理的工业过程中,测定硅烷工作液的水解度是确定硅烷有效利用率和建槽过程中浓缩液稀释倍数的重要依据。以双-(3-三甲氧基硅基丙基)胺(BAS)和乙烯基三乙酰氧基硅烷(VTAS)的混合硅烷体系为研究对象,通过分光光度法测定了不同稀释程度下和不同BAS/VTAS配比条件下,混合体系中主要成分BAS的水解度。结果表明:加水稀释和提高BAS在混合硅烷中的比例,均能够进一步提高BAS的水解程度。     

金属表面硅烷防护膜层的研究进展

硅烷处理技术工艺简单,无毒,无污染,所得膜层与金属基体具有良好的结合力,且防腐蚀性能与铬酸盐转化膜相当。因此,在众多铬酸盐替代技术中显示出巨大的潜力。全面综述了硅烷膜层的防护机制、硅烷处理工艺以及不同金属基体表面硅烷膜层的研究进展。由综述分析可知：硅烷与金属表面的结合主要为化学键结合;文献中多采用浸渍的方法直接在金属表面形成硅炕膜层,而对于电沉积方法的研究还处于初步阶段;硅烷膜层的自愈性能主要是通过添加稀土实现的。根据综述分析的结果,指出了当前硅烷研究存在的问题及主要研究方向。     

碳钢硅-锆复合预处理工艺研究

目的为解决传统预处理工艺能耗高、环境污染严重的问题,在前期研制的硅烷化和锆化配方的基础上,进一步调整工艺参数,探索将硅烷化和锆化工艺合二为一,优化出性能优良的硅-锆金属预处理工艺。方法通过硫酸铜点滴实验、盐水浸泡实验、电化学极化曲线法测试转化膜的耐蚀性能,采用拉开法测试涂层在金属表面的附着力。使用SEM对转化膜的微观形貌进行表征。结果硅锆处理的最佳工艺参数为:pH=3.5,处理温度20℃,处理时间10 min。极化曲线测试结果表明,经硅锆处理后的碳钢腐蚀电流密度为未处理的1/40,膜层耐蚀性能良好。拉开法测得涂层在基体上的附着力达到11.48 MPa,完全满足一般预处理工艺要求。微观形貌分析显示,硅锆膜属于纳米级无定形型转化膜,膜层均匀、致密,能为金属表面提供有效防护。结论通过调整工艺参数,将硅烷化处理和锆化处理合二为一,获得性能优良的硅-锆复合膜。转化膜的耐蚀性能优良,与涂层附着力良好,满足预处理工艺要求。     

金属涂装预处理新技术与涂层性能研究方法进展

评述了近年发展起来的硅烷化和原位磷化两种金属涂装预处理新技术和有机涂层金属体系腐蚀降解行为的现代研究方法(红外照相法、红外技术)的最新进展.此两种金属表面处理方法能够显著增强有机涂层与金属基体的结合力,有望取代对环境具有危害的传统磷化和铬酸盐转化技术.红外照相技术可更直观地了解涂层下金属的腐蚀发展过程及腐蚀类型;结合SKP和SAM 两种技术能够更深入认识涂层金属发生腐蚀过程中腐蚀电位及腐蚀区域的发展变化.     

金属表面硅烷化预处理学术报告会在京举行

中国兵工学会情报和防腐包装专业委员会联合举办的金属表面硅烷化预处理学术报告会于1998年6月11日至12日在北京北方车辆制造厂召开.参加学术报告会的是来自兵器工业系统内外的代表,他们是汽车、摩托车企业、高等学校和北方车辆厂从事表面工程研究的领导、专家和工程技术人员.共计70多人.中国兵器工业总公司科技局副局长赵鹏,中国兵工学会副秘书长许毅达,中国兵器工业总公司科技委原主任杨荫桐,委员葛文达.中国兵工学会理事、北方信息研究所副所长刘景利,中国兵工学会防腐包装专业委员会主任,中国兵器工业第五九研究所副所长喻奇,北方车辆制造厂总工程师曹玉成等出席了报告会.报告会由北方信息研究所副总、情报专业委员会副主任王树魁主持,由美国辛辛那提大学材料科学和工程系威姆(W,J,VanOoij)教授作学术报告,其题目是“硅烷预处理技术的新进展”.主要讲技术简介、研究目的、硅烷化学、新进展与实验分析、硅烷技术应用实例、总结与展望六个大部分.其重点是:硅烷偶联剂一项重要应用是对金属表面防腐预处理功能,可在涂漆或不涂漆情况下防止几种腐蚀的发生、在这项工艺中我们使用 BTSE(无有机官能团)等硅烷获得了较好的防腐效果,由于BTSE酸性较强,它可与金属氧化物上的羟基更快更稳定地成键.另外我们     

金属表面无铬替代处理技术的研究进展

金属表面铬酸盐转化膜不仅具有优异的耐腐蚀性能,还具有自我修复功能,但是环保的需要使得铬酸盐钝化工艺将逐渐被各种无铬钝化无毒技术所替代。介绍了硅酸盐、钼酸盐、稀土复合转化膜、有机硅烷等各种无铬钝化工艺的优缺点和发展现状。并指出了今后金属表面处理无铬无毒钝化的方向。     

一种多硅偶联剂的合成及其耐腐蚀性能

目的开发可独立用于金属表面防护处理的硅烷偶联剂。方法以巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)、三乙烯基三甲基环三硅氧烷(TEMS)为反应物,通过巯基-烯烃点击化学反应,合成一种三官能度硅烷偶联剂(TSC,产率95%),在马口铁片表面得到一层致密的偶联剂防护涂层。采用FTIR、1H NMR分析合成产物的化学结构;通过XPS对涂层结构进行分析,并采用SEM对涂层形貌进行了表征;采用热重分析、极化曲线、盐雾腐蚀试验等对TSC水解液固化涂层性能进行表征。结果红外分析表明,反应后原料的双键伸缩振动吸收峰C=C、C—H、S—H均消失,说明发生了反应。核磁谱图(1H NMR)分析表明,产物结构为目标产物TSC。XPS测试结果表明,涂层与金属表面形成了Si—O—Fe共价键。TSC膜层热稳定性能优于MPS水解液膜层。盐雾加速腐蚀实验表明TSC的防护性能明显优于MPS,腐蚀速率为2.60×10-2 mm/a。TSC膜层的硬度达到了5H。SEM分析表明,TSC涂层表面较MPS平整光滑,缺陷少。结论合成了一种多硅偶联剂,该偶联剂经水解后可直接用于马口铁片表面处理与防护,防护涂层性能优异。     

钢材表面硅烷处理后的防蚀性能

采用硫酸铜点滴、线性极化、电化学阻抗等试验,对比研究了经硅烷偶联剂(SCA)和铬酸盐表面处理后的冷轧板的耐蚀性。结果表明经硅烷偶联剂表面处理后不但提高了基材的耐蚀性能,还提高了基材与涂层结合力,起到和铬酸盐钝化相同的防护效果。该方法有望取代造成环境污染的铬酸盐钝化工艺。     

Corrosion electrochemical behaviors of silane coating coated magnesium alloy in NaCl solution containing cerium nitrate

Sol–gel coatings cannot provide adequate corrosion protection for metal/alloys in the corrosive environments due to their high crack‐forming potential. This paper demonstrates the possibility to employ cerium nitrate as inhibitor to decrease the corrosion development of sol–gel‐based silane coating on the magnesium alloy in NaCl solution. Cerium nitrate was added into the NaCl solution where the silane coating coated magnesium alloy was immersed. Scanning electron microcopy (SEM) was used to examine surface morphology of the silane coating coated magnesium alloy immersed in NaCl solutions doped and undoped with cerium nitrate. The corrosion electrochemical behaviors were investigated using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests. The results showed that the introduction of cerium nitrate into NaCl solution could effectively inhibit the corrosion of the silane coating coated magnesium alloy. Moreover, the influence of concentration of cerium nitrate on the corrosion inhibition and the possible inhibiting mechanism were also discussed in detail.     

低粘附超疏水金属网的制备及在溢油清理中的应用

目的寻找一种高效、便捷的海上清理油污的方法。方法通过水热法在光滑的不锈钢金属网基底上生长出具有纳米柱状结构的氧化锌晶体,然后用低表面能的长链硅烷对氧化锌金属网进行表面改性,制备出具有超疏水-超亲油性能的金属网材料。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱、接触角测试、粘附力测试等手段对材料表面的微观形貌、化学成分和润湿性能进行分析。结果改性后的金属网材料表面覆盖了均匀的氧化锌微纳米结构,氧化锌晶体柱的长度约为3~5μm,截面呈现出很规则的六边形形貌。低表面能处理后的氧化锌表面变得模糊,但结构并未发生变化。与空白金属网相比,改性后的金属网对水的接触角达到154°,对油滴接触角为0°。该金属网材料可以自动收集并回收水面上的溢油,对多种油类和有机溶剂的回收效率均高于95%,循环吸油10次后依然具有90%的回收效率。同时该金属网材料还具有良好的耐磨性能,经过胶带剥离50次或800#砂纸打磨后涂层仍保持着良好的超疏水性。结论在氧化锌微纳米结构与低表面能物质的共同作用下,金属网表面具有了优异的超疏水-超亲油性能,可以自动收集水上的油污,具有较高的油水分离效率和较好的涂层稳定性,适用于海上溢油的清理。     

石墨烯在金属防护中的应用与展望

石墨烯(类)材料作为明星材料,是诸多应用领域的研究热点。主要从两个方面综述了石墨烯材料在金属腐蚀防护中的应用研究现状,简要概述了单纯的石墨烯薄膜用于金属防护的发展历程,并对该防护手段的弊端进行了分析与讨论,得出石墨烯薄膜不适合直接覆于金属表面用于防腐蚀的结论。详细介绍了石墨烯复合防护涂层的制备方法与性能,针对将石墨烯类材料作为填料改性防护涂层的研究现状,概括了该防护手段的缺点与改进策略,即通过在氧化石墨烯表面进行分子(硅烷偶联剂、聚合物单体等)修饰和表面覆盖纳米粒子(纳米Si O2、Al2O3、Ti O2颗粒等),达到增强石墨烯材料与防护涂层之间的相容性的目的。在此基础上,提出了"主动防护"的概念,构想出一种以石墨烯材料为基础的新型缓蚀剂纳米存储器,同时提出石墨烯材料的深层防护机制仍亟待解决。最后,立足于整个石墨烯行业,从工业化应用的角度出发,对石墨烯防护技术进行了展望。     

白炭黑偶联处理对硅橡胶性能影响研究

采用不同偶联剂对M-5气相白炭黑进行了表面改性,以增强白炭黑与硅橡胶的相容性.对处理前后的白炭黑进行了FT-IR分析,对比分析了偶联剂的类型和用量对气相白炭黑表面性能的影响,测试了室温硫化硅橡胶添加白炭黑后的力学性能.红外测试结果表明:偶联剂分子接枝到了白炭黑表面.表面改性效果最好的是乙烯基三甲氧基硅烷(Al71),白炭黑用量15%时硅橡胶拉伸强度最大可达到1.5MPa,由其配制的胶粘剂对铝-硅橡胶板的粘接强度达到1.3MPa.