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硅烷偶联剂对热镀锌钢板无铬钝化液性能的影响
编辑:龙凯化工  来源:www.longkom.com  发表时间:2018-6-22

  热镀锌板因具有良好的性能且价格便宜而被广泛地应用,但空气中的氧气容易让其氧化,所以要在热镀锌板表面进行钝化处理。无铬钝化膜成为了当下的研究热点。本文以复合树脂乳液为主要成膜物质,硅烷偶联剂作为封孔剂,纳米SiO2作为填料,采用共混法制备钝化液并对热镀锌板进行钝化处理。

  复合树脂乳液为自制的不饱和聚酯改性丙烯酸树脂,具有丰满度好、光泽度高、硬度好、固化快等特性,通过醋酸铅点滴腐蚀试验和中性盐雾腐蚀试验,探讨硅烷偶联剂对膜层性能的影响。

  基板前处理:去离子水洗→乙醇清洗→5%(体积分数)硫酸清洗→去离子水清洗→自然风干。

  钝化液的配制:将0.04%的纳米SiO2 加入89.96%的乙醇水溶液中,在搅拌条件下缓慢地将10%的硅烷偶联剂滴入其中,置于室温下,搅拌水解48h即得硅烷水解液。将制备好的硅烷水解液与不饱和聚酯改性丙烯酸树脂按质量比2∶1 混合,搅拌2 h即得硅烷/不饱和聚酯改性丙烯酸树脂复合钝化液。

  钝化膜的制备:室温下,在清洗干净的镀锌板上滴2~3滴钝化液,用玻璃棒铺平使其湿润整个板材,将多余的钝化液甩去,然后在120°C烘烤1h。采用铁基涂层测厚仪测得钝化膜的厚度为0.8 ~ 1.2μm。

  按上述方法分别将标准含铬钝化液及硅烷水解液涂抹于基板表面,制备含铬钝化膜及硅烷膜。

  未涂抹的空白热镀锌板在滴上醋酸铅溶液后立即变黑。与此相比,采用硅烷水解液处理过的热镀锌钢板的耐蚀性得到显著提高。KH-550、KH-792因为含有氨基,所以具有碱性,水解很快,导致水解液不稳定,形成的膜不够致密,耐蚀性比其他中性硅烷差。

  硅烷的水解活性随烷基碳原子数的增加而下降,因此甲氧基硅烷的水解活性大于乙氧基硅烷,水解形成的硅醇更多,可形成更稳定的膜,所以A-151膜的耐醋酸铅点滴腐蚀时间明显比KH-560和MTMS膜短。可见,硅烷偶联剂的类型对其水解成膜物的致密性以及耐蚀性有很大的影响。涂了硅烷膜的热镀锌钢板在中性盐雾试验进行至20 h时均具有一定的耐蚀性。但随着时间延长,硅烷膜出现了不同程度的腐蚀。从72 h的盐雾试验结果来看,A-151硅烷膜的耐蚀性最好,MTMS 次之。

  相对于纯树脂膜72h中性盐雾试验后的腐蚀面积,硅烷/树脂复合膜的腐蚀面积小得多。在钝化过程中,树脂中某些基团可与镀锌板表面发生物理或化学作用而相连接,但作用力不够强,而且很容易形成孔隙。加入硅烷之后,硅烷可起到桥梁作用,与树脂进一步交联,最终形成一层致密的网状结构。A-151 含有的不饱和双键可与不饱和聚酯改性丙烯酸中的不饱和双键进行反应,而另一端水解的硅醇与金属相连接,形成更加致密、稳定的聚合结构。

  与空白热镀锌板相比,A-151硅烷膜及A-151/树脂复合膜的阻抗模值均有较大提高,且后者最大。阻抗模值的大小可以反映电解质溶液在钝化膜中扩散的难易程度,阻抗值越大就越不易扩散,钝化膜阻碍电解质的能力越强,耐蚀性越好。在A-151/树脂复合膜与含铬钝化膜上各自喷涂环氧底漆与聚氨酯面漆,A-151/树脂复合膜的附着力稍差一些,但仍满足要求。耐蚀性方面,两种膜层相当,喷漆后的试样经历了15d中性盐雾试验后无起泡、脱落和腐蚀现象。可见A-151/树脂复合膜与漆膜有优异的配套性。

  乙烯基硅烷A-151 http://www.longkom.com/ShowProducts/?131-1.html