微纳陶瓷硅烷膜与磷化膜耐蚀性能对比实验研究

合集下载

硅烷薄膜工艺对车身耐腐蚀和外观的影响

生态需求。

目前前处理市场上常用的有锌锰镍三元
锌系磷化前处理、硅烷处理、锆化处理以及硅烷和
图1 硅烷薄膜前处理原理
⽊㒘㵲䐍㵲䐍⽊㒘㵲䐍㵲䐍㯏㻕
㯏㻕㯏㻕
㯏㻕⪠㯏㻕
⪠㯏㻕⪠㯏㻕⪠㯏㻕
⪠㯏㻕⪠㯏㻕
ⰼ⿐
㯏㻕⢎⮘㾠㻖㑸⿐
图3
循环
（a）磷化
硅烷薄膜前处理工艺与磷化前处理工艺对比（电镀锌板）
（a）薄膜（a）磷化（b）磷化硅烷薄膜前处理工艺与磷化前处理工艺对比（铝硅镀层热成型板）
硅烷薄膜前处理工艺与磷化前处理工艺对比
（无镀层板）
硅烷薄膜工艺生产问题及改进
艺参数范围内）对热镀锌板材有不良反应，电镀锌板材通过该参数范围符合质保石击要求。

初步分析。

表面磷化和硅烷处理对有机涂层／金属体系耐蚀性能的影响

需要对钢进行表面处理。传统的表面处理方法有物理方法（如喷砂）和化学方法（如酸洗、磷化、酸盐铬钝化）。近年来，内外学者开发出稀土钝化、达克国 “ 罗”硅烷处理等新型环保表面处理技术【。目，、２Ｊ前有关金属表面处理的报道，主要集中在对涂层附着力的影响上，而对涂层／属体系耐蚀性能影响的研究较金少。本文利用电化学阻抗谱技术，研究了金属表面经磷化处理和硅烷处理后，涂层／金属体系耐蚀性能的改变，为相关研究打下一定基础。
成１Ｌ容积的玻璃电解池。涂有涂层的试样为工作
第一作者简介：张颖怀，（９２）博士生， — ａ：ｉｙｏｏ女１７～，Ｅｍｒｋｔａｔ＠ｌｔｔａ
ｓｈ．Ｏｎ。ｏｕＣＩ
电极，比电极用饱和甘汞电极，参有效工作面积为１
维普资讯
３８０８
科
学
技
术
与
工
程
７卷
ｃ辅助电极为２ｃ的铂电极。在自腐蚀电位下ｍ，ｍ测试涂层试样的交流阻抗，频率范围为（０～１１～０）
Ｈｚ交流正弦波振幅为１Ｖ。将试件装入电解池，０ｍ后，向电解池内加入约占其容量２３的３５ＮＣ／．％ａｌ
样表面，可能把表面的磷化液冲洗干净，尽电吹风冷
风吹干。
环氧防腐涂料
涂料涂装有限公司；室温固化剂
（２５。Ｑ３）
２０ｏ７年３月２日收到０

硅烷技术-磷化技术的革命性变革

硅烷技术----磷化技术的革命性变革陈慕祖周杰（上海大众汽车有限公司201805）摘要：硅烷技术可以替代磷化技术，给表面预处理技术带来革命性的变革。

本文介绍了硅烷技术的原理、技术特点以及应用现状和前景。

1前言在各种金属预处理方法中，磷化处理是最为广泛采用的方法。

在家用电器、自行车、摩托车和汽车等行业中，为了保证涂层优良的耐久性和防腐蚀性能，都采用磷化处理作为涂装的前处理。

自1906年美国伯明翰的Thomas Watts Coslett首创磷化技术以来，磷化技术已有百年历史。

百年来，磷化技术经久不衰，不断发展，从30年代的锌系磷化技术和铁系磷化技术到60~70年代的改良锌系磷化技术，随后到90年代初期的无镍磷化技术，最终到2002年氧化铁系磷化技术。

随着磷化技术的不断发展创新，其应用领域越来越广，为防腐蚀事业作出了突出贡献。

为了贯彻清洁生产的标准，开发更加环保的技术和产品，近年来有一些新的磷化技术得到开发及应用，具体应用状况如图1所示：图1 近年来预处理环保技术的应用状况尽管人们做了很大的努力，依然无法从根本上改变磷化过程。

传统预处理工艺具有高能耗、重金属离子含量高、含致癌物、废水废渣排放多等缺陷。

随着环保和节能呼声的日渐增高，预处理技术正朝着保护环境、降低成本、提高质量和操作简便等方向发展。

硅烷技术是预处理技术的最新发展方向，它具有环保、节能、操作简便、成本低等磷化技术无可替代的优点。

目前硅烷技术在普通工业中已开始逐步取代铁系和锌系磷化，在汽车工业中正在开发试验过程中。

硅烷技术是采用OXSILAN超薄有机涂层替代传统的结晶型磷化保护层，在金属表面吸附了一层超薄的类似磷化晶体的三维网状结构的有机涂层，同时在界面形成的Si-O-Me共价键(其中：Me=金属)分子间力很强，将与金属表面和随后的油漆涂层形成良好的附着力。

硅烷技术的成功应用给磷化技术带来革命性的变革。

2 硅烷技术原理硅烷技术的反应机理如下：2.1 在使用过程中，水解后的OXSilane分子(≡Si(OR)3)中的SiOH基团与金属表面的MeOH基团形成氢键，快速吸附于金属表面。

高温锰系磷化膜耐蚀性能测试方法研究

而硫酸铜点滴法具有测试时间短、耗资小、可操作性强的特点，更为方便实用．结果对应关系强，关键词：磷化；磷化液；硫酸铜；盐雾中图分类号： TQ075 文献标志码： A 0972 （ 2011 ） 03037703 文章编号： 1003-
Comparison of the Testing Method of Anticorrosion Property of Phosphate Coatings
表1 因素与水平亚铁离子 / （ g·L － 1 ） 1 2 3 表调时间 /s 20 40 60 磷化时间 /min 10 15 20 Tab． 1 Factors and levels 水平总酸 / 点游离酸 / 点一水平二水平三水平 80 90 100 14 16 18
22 ， 11 ，挑选 27 个正交试验中的 6 个实验（ 26 ， 19 ， 10 ， 13 ）的样品进行硫酸铜点滴实验和盐雾实验的对比．实验参数见表 2．
表3 硫酸铜点滴时间点滴时间 / s 100 300 330 435 547 660 Tab． 3 Bronze sulfate dropping test time 正交试验号 26 22 11 19 10 13
每个实验条件取样 14 个，其中 2 个用于硫酸铜点滴实验，其余 12 个用于测出确切的中性盐雾时间．建立硫酸铜点滴实验与中性盐雾实验的对应关系． 1． 4 硫酸铜点滴实验首先配制硫酸铜、氯化钠和盐酸的混合溶液，
热水洗、冷水洗、烫干．化、 1． 2 实验试剂去油用市售钢件无磷脱脂剂，酸洗用磷酸或者， PLVMA PLVMB ，盐酸表调剂用市售和磷化用 MIAM ）．实验基材为市售配槽剂（ PF30CrMnMoTi， 5 cm × 5 cm． 1． 3 实验方法挑选 30CrMnMoTi 进行的高温锰系磷化正交 27 正交表为（ L3 ），进行三水平五因素实验（见试验，表 1）．

硅烷化和磷化的防锈能力

硅烷化和磷化的防锈能力
硅烷化和磷化是两种常见的金属表面处理方法，它们都可以用
于提高金属材料的防锈能力。

首先我们来看硅烷化，硅烷化是利用
硅化合物对金属表面进行化学处理，形成一层硅化合物的保护膜，
从而防止金属表面与空气中的水和氧气发生反应，减少金属的氧化
腐蚀。

硅烷化处理后的金属表面具有良好的耐腐蚀性能，能够在潮
湿或腐蚀性环境中保持较长时间的良好外观和性能。

而磷化是将金属表面处理成磷化层，磷化层可以有效地减少金
属与外界环境的接触，从而减少金属的氧化反应，提高金属的耐腐
蚀性能。

磷化层通常具有较高的硬度和耐磨性，能够有效地延长金
属的使用寿命，并且可以提高金属表面的润滑性能，降低摩擦系数，减少磨损。

总的来说，硅烷化和磷化都是有效的金属表面处理方法，可以
提高金属材料的防锈能力。

它们可以在不同的工业领域中得到广泛
应用，例如汽车制造、航空航天、建筑等领域，以保护金属制品免
受腐蚀和氧化的影响。

当然，选择何种方法还需要根据具体的金属
材料和使用环境来进行综合考虑和选择。

金属表面改性硅烷化处理研究进展

山东化工SHANDONG CHEMICAL IDUSTRY・72・2021年第50卷金属表面改性硅烷化处理研究进展刘颖1>2，王修春2,江荣岩1（1.山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101；2.齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省科学院新材料研究所山东省轻质高强金属材料重点实验室，山东济南250014）摘要:硅烷化处理是以硅烷偶联剂为主要原料的新型表面处理技术，常用于涂装前处理以提高金属基体与有机涂层的结合力或将其直接作为防腐蚀涂层’单纯的硅烷膜膜层较薄、表面有缺陷及裂纹，影响了其对金属的防护性能,需要对其进一步改性’综述了近年来国内外对硅烷化处理改性工艺的研究，详述了各种改性工艺对硅烷膜性能的影响,对耐蚀机理进行阐述，指出各种改性工艺存在的不足并提出进一步的研究方向’双层硅烷膜、添加纳米粒子、无机缓蚀剂、有机缓释剂以及硅烷与树脂复配等工艺明显提高了硅烷膜的性能，将多种改性工艺相结合可得到综合性能更加优异的硅烷膜’但还需要进一步研究改性机理,提高硅烷膜对不同基体的适用性及与涂装体系的配套性’关键词：硅烷化处理;改性处理;纳米粒子;缓蚀剂;耐蚀性中图分类号:TG174.4文献标识码:A文章编号:1008-021X（2021）03-0072-07Research Progress of Modified Silanization Treatment on Metal SurfaceLin Ying1,2,Wang XiucCun2,Jiang Rongya$(1.School of Material Science and Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan250101,China；2.Shandong Provincial Key Labomtom of HRhsOength LRhtweRht Metal/v Materials,Advanced Materials enstitute,Qilu University of Technology!Shandong Academy of Sciences),Jinan250014,China)Abstrach:Silanization treatoent which used the silane coupling aaent as the main material had become a new type of surface treatoent technology.It was commonly utilized in coating pretreatoent to improve the adhesion between the meol/v substrate and the oryanic coating or directly used as the anticorrosion film.However,pure silane fTni showed poor corrosion resistance because of the thin thickness and the defects/cracks on the surface.As a result,further modifications of the silane-based films were necessary before the application.In this paper,various modOications of the silanization treatoents in the world such as the double -eayee)oeanefoem,addotoon ofnanopaetocee),onoeganocgoeganoccoeo)oon onhobotoeand)oeanegee)on compo)oteweee)ummaeozed.Efectofdofeeentmodofocatoon)on thepeefoemanceofthe)oeane-ba)ed foem)and theeeeeeantcoeo)oon ee)otancemechanom) weeedocu)ed on detaoeand thedoadeantage)ofeaeoou)modofocatoon method)weeeaeoondocated.Themodofocatoon mechanom) )houed befuethee)tudoed on depth,toompeoeethecoeo)oon ee)otancepeefoemance,theappeocaboeotytodofeeent)ub)teate)and thecompatoboeotywoth thecoatong)y)tem ofthe)oeane-ba)ed foem.Ke e words:silanization；modification treatment；nanopar/cles;corrosion inhibitor；corrosion resistance随着无辂无磷钝化技术的推进，绿色、环保的硅烷化处理技术引起了人们的广泛关注,有望替代辂酸盐钝化及磷化处理〔7」。

硅烷和磷化综合对比分析

传统磷化和硅烷综合对比分析
硅烷与一般锌系磷化是各有利弊，不可替代！
硅烷在使用工艺上是简便了，但是它的膜薄容易腐蚀，而传统磷化膜厚可以放置长时间不生锈。

硅烷在价格方面还是比传统磷化液要高一些，虽说它只是一组分, 可磷化液的其他组分用量也很小，开槽剂只开槽使用，调整剂促进剂也只是千分之几的添加。

另外传统磷化在使用中范围挺宽，也不用经常调。

硅烷对水质要求高，而传统磷化液对水质没什么要求，任何水都可以配制。

硅烷是有机物，且对工艺要求较高，只能用去离子水，所以硅丸稳定性极差，且有渣。

就目前市场情况来看，硅烷虽然有处理面积大，沉渣少，有一定的环保性的优点；但也有一定的缺点：对水质要求高、防腐周期短、工艺要求严格，各工序间不允许有混槽、串槽现象。

所以推广使用的不如传统磷化液广泛。

可见传统磷化液的使用及功能也是硅烷无法替代的！。

硅烷对陶瓷玻璃的表面改性研究

硅烷对陶瓷玻璃的表面改性研究摘要：陶瓷玻璃作为一种重要的工程材料，其表面性质的改良对于提高其性能至关重要。

本文以硅烷对陶瓷玻璃的表面改性为研究对象，探讨了硅烷改性方法、机理以及对陶瓷玻璃表面性能的影响。

研究结果表明，硅烷改性可以显著提高陶瓷玻璃的表面润湿性、抗腐蚀性、耐磨性以及机械性能等。

1.引言陶瓷玻璃具有优异的物理、化学性质和广泛的应用领域，如电子、光学、航空、能源等。

然而，陶瓷玻璃的表面性质常常限制了其应用性能的发挥。

为了解决这一问题，表面改性技术被广泛应用于陶瓷玻璃材料中。

硅烷作为一种重要的表面改性剂，具有优良的润湿性和化学稳定性，在陶瓷玻璃的改性研究中得到了广泛应用。

2. 硅烷改性方法硅烷改性方法主要分为溶液法和气相法两种。

溶液法是将硅烷溶液涂覆在陶瓷玻璃表面，通过固化形成改性层。

气相法则是将硅烷气体引入陶瓷玻璃表面，通过化学反应生成改性层。

这两种改性方法各有优缺点，应根据具体需求选择适当的方法。

3. 硅烷改性机理硅烷改性的机理主要涉及表面润湿性的改善和化学键的形成。

硅烷分子在溶液或气相中进一步水解成硅氧键并聚合，形成硅氧烷链。

硅氧烷链通过与陶瓷玻璃表面发生化学反应，生成共价键，从而牢固地与表面结合。

这种共价键的形成提高了硅烷分子与陶瓷玻璃表面的结合强度，增强了改性效果。

4. 硅烷改性对陶瓷玻璃的影响4.1 表面润湿性改善通过硅烷改性，可以显著提高陶瓷玻璃的表面润湿性。

硅烷分子在与陶瓷玻璃表面反应后，形成一层均匀、致密的改性层，使表面能量降低，从而提高表面润湿能力。

表面润湿性的改善使得液体在陶瓷玻璃表面的扩展能力增强，降低了液滴的接触角，提高了陶瓷玻璃的润湿性。

4.2 抗腐蚀性增强硅烷改性不仅可以提高陶瓷玻璃的表面润湿性，还可以增强其抗腐蚀性能。

改性层的形成和增强表面致密性有效防止溶液中的腐蚀物质侵入陶瓷玻璃内部，提高了陶瓷玻璃的耐腐蚀性。

此外，硅烷分子与陶瓷玻璃表面发生化学反应时，形成的硅氧烷链能够填充陶瓷玻璃表面的微孔，降低位错的生成和传播，从而提高了陶瓷玻璃的抗腐蚀性能。

硅烷处理和纳米陶瓷处理.doc

——硅烷处理和纳米陶瓷处理全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会委员徐贺北京科华富达工程技术有限公司总经理最近几年，金属表面涂装前处理工艺和材料发生了比较大的变化，甚至有人称为“革命性的变化”，这主要是指部分厂家采用了硅烷处理或纳米陶瓷处理取代了磷化处理。

这两年，来自东北和北京等地的散热器行业的企业家不止一次向我咨询，了解散热器行业的涂装前处理有无更新更环保的处理工艺和材料，我当时只简单地回应说：“新东西在别的行业有，但还没有大量采用，目前来看暂不适合咱们散热器行业”，以后也没有在杂志上或行业会议上专门就此进行过介绍。

9月10-12日我到西安参加了2010中国涂料涂装国际峰会暨专家集结年会，并在会上做了《环保型涂装前处理材料在散热器行业的应用前景》的演讲，10月10-12日，我又到佛山参加了全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会（SAC/TC57）2010年涂装标准工作会议，在此我把通过参加这两次会议及平时了解到的关于涂装前处理的最新技术与各位在此一起分享，希望能为我们散热器行业同仁了解最新科技潮流提供一个窗口。

1.背景长期以来，磷化处理是金属表面涂装前处理中应用最为广泛的工艺，经过磷化处理的工件，其涂层的附着力和耐蚀性大大提高。

但是，传统的磷化处理不可避免地存在着能耗高、重金属离子含量高、三废排放多、钝化剂中含有致癌物等缺陷，所以人们一直在为寻找磷化的替代工艺和产品而绞尽脑汁，适应环保和节能要求的工艺和材料的问世呼之欲出。

最典型的工艺就是取代磷化处理的硅烷处理和纳米陶瓷处理，各厂家对硅烷处理的叫法比较统一，但对纳米陶瓷处理则有多种叫法，比如汉高叫纳米陶瓷处理，PPG公司叫锆系前处理，科富则叫无磷纳米陶化处理，其原理基本都是一样的。

2.硅烷处理技术2.1 硅烷技术原理硅烷处理剂的主要成分是有机硅烷，其基本分子式为：R′-Si-(OR)3，其中OR是可水解的基因(如烷氧基/酰氧基)，R′是有机官能团(如氨基/环氧基等)。

硅烷偶联剂在金属表面处理的应用

论文园地T echnical P apers57硅烷偶联剂在金属表面处理的应用合肥市金属表面工程技术中心刘万青安徽合肥华清金属表面处理有限公司饶丹１　引言自１８６９年英国人Ｃｈａｒｌｅｓ　Ｒｏｓｓ获得磷化处理工艺专利，标志磷化工艺诞生以来，经过一个多世纪的发展，磷化处理在涂装前处理、润滑、防锈等行业得到了广泛应用。

特别是在涂装前处理行业，磷化处理是最常用的预处理方法之一。

磷化处理是金属在酸性磷酸盐溶液中反应而在其表面形成磷酸盐保护膜的过程。

由于磷化处理生成的磷化膜与基体结合牢固，且具有微孔结构，吸附性能良好，所以可大大提高涂装质量。

另外，磷化膜还有良好的润滑性、绝缘性和耐蚀性，因而广泛应用于汽车、轮胎、机械制造、航空航天和家用电器等产品的制造领域。

但磷化处理也存在很多其自身无法克服的弊端：磷化处理液中都含有磷酸盐及重金属等有害物质，并且在处理过程中都或多或少会产生沉渣及有害气体，排放的废水ＣＯＤ及重金属如不进行环保处理就会危害环境；另外，磷化处理大部分需在加温的条件下进行，能耗较大，工艺复杂，操作也不方便。

因此，为满足日益增长的环保、健康及资源节约的要求，硅烷偶联剂在金属表面处理上的应用使人们看到了全面取代传统磷化工艺的希望。

有机硅产品分为硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂（以下简称ＳＡ）四大类。

其中，ＳＡ因品种多、结构复杂、用量少且效果显著，已广泛用于非金属的表面处理，诸如热塑性增强塑料的表面处理、填充物的表面处理、树脂、水交联性聚乙烯、树脂封装材料、壳型造型、胶粘剂等。

随着共混技术和加工技术的进步以及有机硅产品生产成本的降低，其新制品和新用途大摘要：金属磷化在表面处理上已有多年成熟的应用，但其也存在自身无法克服的弊端。

硅烷偶联剂在金属表面处理上的应用是一项崭新的领域，经硅烷处理的金属表面涂漆后耐蚀性能有明显提高。

本文介绍了一种金属涂装前处理的硅烷化处理的方法及其性能。

关键词：硅烷偶联剂表面处理耐腐蚀性大扩展。

硅烷+电泳”与“磷化+电泳”配套性能的对比

硅烷+电泳”与“磷化+电泳”配套性能的对比作者：渠二朝来源：《理论与创新》2017年第28期摘要：硅烷前处理技术完全可以替代磷化前处理技术，以适应节能和环保的双重要求。

但硅烷处理技术的进一步推广还有很多工作要做，相信在不久的将来，硅烷技术一定会和磷化技术一样成熟地应用于汽车涂装领域。

关键词：硅烷+电泳；磷化+电泳；配套性能；对比1概述文章介绍了一种有机硅烷钝化液，它可以用于阴极电泳的前处理。

对钝化膜的耐碱性及电泳后漆膜的附着力、耐冲击、耐腐蚀等性能进行测试，并与使用传统磷化液前处理的电泳工艺进行比较。

结果表明：经有机硅烷前处理后的阴极电泳漆膜的性能符合相关行业要求，证明有机硅烷处理和阴极电泳漆完全配套，可以在汽车及相关行业中推广应用。

硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料对金属材料进行表面处理的过程，与传统磷化处理相比具有以下优点：①硅烷化处理无有害重金属离子；不含磷；不需要加温；②硅烷处理不会产生沉渣，处理时间短，控制简便；③硅烷化处理步骤少，不用表调工序，槽液可重复使用；④有效提高涂料对基材的附着力；⑤可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。

目前，家电行业喷漆或喷粉前处理多采用磷化以及铬钝化处理，但这两种方法均存在较大的缺陷，对于环保方面来说：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，因此这两种方法不能适应国家对于涂装行业的环保要求。

同时在使用成本方面：磷化处理过程中会产生磷化渣，需要安装配套的除渣装置，并且磷化需要30～50℃下进行，因此还需要对磷化槽进行加热；并且磷化及铬钝化后需要大量的水对工件进行漂洗。

以上两种方法在环保性及使用成本方面存在缺陷，因此一种新型的，环保、节能、低排放、低使用成本的前处理技术就因此而诞生了——那就是硅烷化处理技术。

2“硅烷+电泳”与“磷化+电泳”配套性能的对比2.1底材、薄膜干燥方式和前处理品种对电泳漆膜厚的影响在底材和电泳漆都一样的条件下，使用A前处理产品时，前处理薄膜的干燥方式对电泳漆膜厚基本无影响。

硅烷处理和纳米陶瓷处理

硅烷处理和纳米陶瓷处理——硅烷处理和纳米陶瓷处理全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会委员徐贺北京科华富达工程技术有限公司总经理最近几年，金属表面涂装前处理工艺和材料发生了比较大的变化，甚至有人称为“革命性的变化”，这主要是指部分厂家采用了硅烷处理或纳米陶瓷处理取代了磷化处理。

这两年，来自东北和北京等地的散热器行业的企业家不止一次向我咨询，了解散热器行业的涂装前处理有无更新更环保的处理工艺和材料，我当时只简单地回应说:“新东西在别的行业有，但还没有大量采用，目前来看暂不适合咱们散热器行业”，以后也没有在杂志上或行业会议上专门就此进行过介绍。

9月10-12日我到西安参加了2010中国涂料涂装国际峰会暨专家集结年会，并在会上做了《环保型涂装前处理材料在散热器行业的应用前景》的演讲，10月10-12日，我又到佛山参加了全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会(SAC/TC57)2010年涂装标准工作会议，在此我把通过参加这两次会议及平时了解到的关于涂装前处理的最新技术与各位在此一起分享，希望能为我们散热器行业同仁了解最新科技潮流提供一个窗口。

1.背景长期以来，磷化处理是金属表面涂装前处理中应用最为广泛的工艺，经过磷化处理的工件，其涂层的附着力和耐蚀性大大提高。

2.硅烷处理技术2.1 硅烷技术原理硅烷处理剂的主要成分是有机硅烷，其基本分子式为:R′-Si-(OR)3，其中OR 是可水解的基因(如烷氧基/酰氧基)，R′是有机官能团(如氨基/环氧基等)。

磷化处理和硅烷处理的区别

磷化处理和硅烷处理的区别项目磷化处理硅烷处理工艺原理磷化处理就是金属表面与磷化液接触发生化学反应，在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的化学处理方法，所生成的膜被称为磷化膜。

磷化膜的作用是在充分脱脂的基础上能提供清洁、均一、无油的表面。

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。

是利用氟锆酸与硅烷的水解反应，在金属表面形成一种由氧化锆ZrO2和氧化硅SiO2组成的三维网状化合物，该化合物在被处理的金属表面起到耐腐蚀并增加附着力的作用。

工艺流程脱脂-水洗-新水洗-表调-磷化-水洗-水洗-纯水洗：8道工序脱脂-水洗-新水洗-硅烷-水洗-水洗-纯水洗：7道工序硅烷工艺无需表面调整。

表面调整的目的是促使磷化，形成晶粒细致、密实的磷化膜，以及提高磷化速度。

表面调整剂主要有两类，一种是酸性表调剂，如草酸，另一种是胶体钛。

前者还兼有除轻锈 (工件运行过程中形成的“水锈”及“风锈”）的作用。

在磷化前处理工艺中，是否选用表面调整工序和选用哪一种表调剂都是由工艺与磷化膜的要求决定的。

一般原则是：涂装前打底磷化、快速低温磷化需要表调。

如果工件在进入磷化槽时已经二次生锈，最好采用酸性表调。

工艺技术工艺流程需要表面调整；含磷及锌镍锰铬等重金属；污染物大；耗能高（35℃-55℃）；处理时间长（120s-180s）；沉渣多工艺流程无需表面调整；无磷及锌镍锰铬等重金属；污染物排放量较少；无需加热（室温）；处理时间较短（60s-120s）；几乎无渣皮膜皮膜构造：磷酸锌结晶；皮膜厚：2-3g/m²；耐酸碱性：溶解。

皮膜构造：非晶态混合薄膜；皮膜厚：0.2-0.4g/m²；耐酸性：氢氟酸HF以外全不溶解；耐碱性：不溶解。

沉渣磷化反应机理大致分为酸蚀反应和磷化反应。

磷化反应是金属表面与磷化液中的磷酸盐反应，最终以磷酸锌的形式在被处理物表面结晶，形成保护膜的化学过程。

替代磷化的硅烷的好处

替代磷化的硅烷的好处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。

2 硅烷处理与磷化的比较硅烷处理与磷化及铬钝化比较在工位数量、处理条件、使用成本以及与漆膜附着力性能方面优势明显。

并且在环保方面更适应国家对于各家电涂装生产企业的要求，真正达到节能减排的目的。

2.1 工位工序方面比较硅烷化处理对传统磷化处理在操作工艺上有所改进，在工艺过程方面现有磷化处理线无需改造即可投入硅烷化生产。

表1对传统磷化工艺和硅烷化处理进行比较。

表1 磷化与硅烷化工位布置比较传统磷化硅烷化①预脱脂★★②脱脂★★③水洗★★④水洗★★⑤表调★☆⑥表面成膜★★⑦水洗☆⑧水洗★☆注：★需要☆不需要由表1可见，硅烷化处理与磷化处理相比较可省去表调及磷化后两道水洗工序。

因硅烷化处理时间短，因此在原有磷化生产线上无需设备改造，只需调整部分槽位功能即可进行硅烷化处理：（1）对于悬链输送方式改造，可将①预脱脂、②脱脂、④水洗、保留；③水洗改为脱脂槽；⑤表调、⑥磷化改为水洗槽；⑦水洗改为硅烷化处理；⑧备用。

硅烷化处理

金属表面处理环保新技术——硅烷化处理硅烷化处理是以有机硅烷水溶液为主要成分对金属或非金属材料进行表面处理的过程。

在涂装行业，涂装前的表面处理以磷化为主，硅烷化处理与传统磷化相比具有节能、环保和降低成本的优点。

本文简述了硅烷化处理的特点、基本原理、施工工艺等。

［关键词］硅烷；表面处理；磷化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，但在界面上硅烷的硅羟基与基材表面只有一个键合，剩下两个Si-OH 或者与其他硅烷中的Si-OH缩合，或者游离状态。

为缩短处理剂现场使用所需熟化时间，硅烷处理剂在使用之前第步是进行一定浓度的预水解①水解反应：在水解过程中，避免不了在硅烷间会发生缩合反应，生成低聚硅氧烷。

低聚硅氧烷过少，硅烷处理剂现场的熟化时间延长，影响生产效率；低聚硅氧烷过多，则使处理剂浑浊甚至沉淀，降低处理剂稳定性及影响处理质量。

②缩合反应：成膜反应是影响硅烷化质量的关键步骤，成膜反应进行的好坏直接影响涂膜耐蚀性及对漆膜的附着力。

因此，对于处理剂的PH值等参数控制显的尤为重要。

并且对于硅烷化前的工件表面状态提出了更高的要求：1、除油完全；2、进入硅烷槽的工件不能带有金属碎屑或其他杂质；3、硅烷化前处理最好采用去离子水。

前处理工艺对镀锌板电泳漆膜抗石击腐蚀性能的影响

按 GB/T 6807–2001《钢铁工件涂装前磷化处理技术条件》测量膜重 m。用梅特勒 ME-T 分析天平(精确至 0.1 mg)对面积为 A 的磷化试片进行称重，记为 m1；然后将其浸入退膜液(50 g/L CrO3 溶液)中，温度维持在(75 ± 5) °C，15 min 后取出，立即用清水冲洗，再用蒸馏水洗净，干燥后称量，记为 m2。那么 m = (m1− m2)/A。取 3 个平行试样的平均值。
【防腐技术/Anticorrosion Technology】
DOI: 10.19289/j.1004-227x.2021.12.004
前处理工艺对镀锌板电泳漆膜抗石击腐蚀性能的影响
黎敏 1, *，姜发同 2，袁超 2，林兴明 3
（1.首钢集团有限公司技术研究院，北京 100041； 2.吉利汽车研究院(宁波)有限公司，浙江宁波 315336；3.首钢股份营销中心，北京 100041）
表 2 锆化膜的元素组成 Table 2 Elemental composition of zirconization coating
w(O)/ % 6.65
10.66 7.63 9.65 7.62 6.33
w(Al)/ %
0.40 0.57 0.36 0.56
w(Fe)/ %
1.16
2.0
w(Zn)/ % 90.41 84.75 88.45 87.39 88.53 89.33
采用德国 ERICHSEN 石击仪参照德国标准 DIN EN ISO20567-1:2007-04 Paint and Varnishes— Determination of Stone-chip Resistance of Coatings—Part 1: Multi-impact Testing 对电泳板进行石击试验，空气压力 200 kPa，碎石尺寸 4 ~ 5 mm，碎石量 500 g，喷射时间 10 s。完成第 1 次石击验后，按德国大众 PV1210 循环腐蚀试验标准进行试验，1 个循环为 24 h，每个循环包括 4 h 的盐雾试验、4 h 的标准气候(包括冷却阶段)存放(温度 25 °C，相对湿度 50%)和 16 h 的湿热气候(温度 40 °C，相对湿度 100%)。 5 个循环后在标准气候下静置 2 d。电泳板经历 30 个循环后进行第 2 次石击试验。 1. 3 性能测试与表征方法

涂装前处理的硅烷处理与传统磷化的比较

涂装前处理的硅烷处理与传统磷化的比较作者：安奕娜来源：《科学与财富》2016年第16期摘要：空调用压缩机的涂装前处理一直采用传统磷化技术，利用磷化反应成膜，起到提高被处理工件的耐腐蚀性，此种加工工艺存在一定弊端。

随着表面处理工业技术的发展和进步，硅烷技术逐步替代了传统磷化。

本文主要从反应原理、工艺流程、工艺参数等维度对磷化和硅烷技术进行比较说明。

关键词：空调压缩机；磷化；硅烷一、磷化处理与硅烷处理简介1、磷化处理所谓磷化处理，就是金属表面与磷化液接触发生化学反应，在金属表面生成稳定的不溶性的无机化合物膜层的化学处理方法，所生成的膜被称为磷化膜。

磷化膜的作用：1.1在充分脱脂的基础上能提供清洁、均一、无油的表面。

1.2由于物理与化学作用，增强曲轴本身的耐磨性。

2、硅烷处理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。

是利用氟锆酸与硅烷的水解反应，在金属表面形成一种由氧化锆（ZrO2）和氧化硅（SiO2）组成的三维网状化合物，该化合物在被处理的金属物表面起到耐腐蚀并增加附着力的作用。

二、磷化处理与硅烷处理比对1、工艺流程1.1磷化工艺流程磷化的加工工艺流程：脱脂→水洗→新水洗→表调→磷化→水洗→水洗→纯水洗，共8道工序。

1.2硅烷工艺流程硅烷的加工工艺流程：脱脂→水洗→新水洗→表调→硅烷→水洗→水洗→纯水洗，共7道工序。

2、工艺技术3、皮膜组成对比4、原子力2D图三、磷化处理与硅烷处理的优劣势分析磷化反应机理可大致分为酸蚀反应和磷化反应。

其中磷化反应可简单定义为：压缩机金属表面与磷化液中的磷酸盐反应，最终以磷酸锌的形式在被处理物表面结晶，形成保护膜的化学过程。

在整个反应过程中，由于溶解下来的金属离子被氧化，所以会产生大量沉淀。

沉淀的产生是伴随磷化反应过程同步生成的，因此，无法消除。

最终大量的沉淀沉积在槽体内，覆盖在加热管路表面，导致磷化槽温度升高缓慢，磷化液温度控制异常，大量蒸汽损失产生浪费。

纳米陶瓷转化膜厂家

磷化用途很多，例如钢铁磷化可以添加耐腐蚀防护，磷化后的底膜可以更适合喷涂。

磷化工业在给我们带来方便的同时，也不可避免产生了污染。

陶化工艺就是一种新型的替代技术，纳米陶瓷转化膜具有低成本，无磷的优点，南京坚盾材料科技有限公司就是纳米陶瓷转化膜厂家之一。

下面为大家详细介绍一下。

目前大部分采用的是磷化工艺，随着节能减排的不断推进，新型无磷转化膜（陶化膜）正在悄然取代传统的磷化膜。

陶化液应该就是所谓的锆系、锆钛系、硅烷系、锆硅烷系、等无磷金属表面处理剂，可部分替代磷化液，主要原料为氟锆酸盐，硅烷偶联剂等。

新型转化膜是由无定形态ZrO2组成的，而不是Zn3(PO4)2多晶体。

它主要是用氧化锆组成的纳米陶瓷涂层取代传统的结晶型磷化保护层，与金属表面和随后的油漆涂层之间有良好的附着力，耐腐蚀性能优良。

相信氧化锆转化膜技术的应用一定会给钢铁行业前处理工艺带来巨大的变革。

硅烷化和陶化等无磷成膜技术的应用，使钢铁表面化学转化膜技术发生了重大变革。

在运用陶化技术需关注以下几点：1、基材的表面控制纳米陶瓷转化膜技术不同于传统的磷化技术，其膜层厚度远低于磷化膜（约为磷化膜的1/10-1/20），因此，对于金属基材的选择性要高于传统的磷化，对于带有锈蚀的基材，需彻底除锈后方可涂装处理，否则陶化薄膜无法很好的覆盖带锈的基材，从而影响后续的涂装质量。

2、磷化老线在工艺切换时的清洗磷化在长期的使用过程中，积累了大量的磷化渣，槽体、循环泵、喷嘴及管道内存在着大量的磷化渣。

在工艺切换时，如果磷化渣清洗不干净，在切换成陶化工艺后，残留的磷化渣极易影响陶化槽液参数，给前处理生产过程带来潜在风险。

因此，在工艺切换时，对槽体内的磷化渣采用机械除渣和化学除渣法进行清理，即先通过人工除渣再通过酸洗除渣的方法进行清理；对管道内的渣需清理干净，必要时可更换新的喷淋循环管道；喷嘴取下酸洗液浸泡除渣，必要时更换新的喷嘴；循环泵在酸洗除渣过程中开启，需备好循环泵的配件以防止循环泵因酸洗腐蚀出现泄露。

陶化剂定义及陶化与磷化的对比优势

第一部份：产品介绍CSF-801 陶化剂金属表面纳米陶瓷转化膜处理剂长宇CSF-801陶化剂是以硅烷、锆盐及硅烷锆盐复合为基础的低能耗、高性能的新型环保产品，加入特殊的成膜助剂后能在钢铁、锌板、铝材表面进行化学处理，生成一种杂合难溶纳米级陶瓷转化膜。

陶瓷转化膜具有优良的耐腐蚀性，抗冲击力，能提高涂料的附着力。

转化膜生成过程中无需加热，槽液中也无渣产生。

CSF-801陶化剂中不含磷、锌、钙、镍、锰、铬等元素，不含硝酸盐和亚硝酸盐等致癌物质，其废液经简单中和处理后即可排放。

一、陶化处理工艺流程：预脱脂→主脱脂→水洗→水洗→陶化→水洗→水洗→干燥二、产品参数：三、陶化工作液的配制：用自来水配制，以质量百分比计算，按2.5—3%加入CSF-801陶化剂，搅拌均匀后用CSF-802碱性调整剂，调整PH值达到5.0为最佳。

四、陶化工作液PH值和陶化点的检测：1、PH值的检测方法用PH试纸或酸度计直接检测工作液PH值。

2、陶化点的检测方法取陶化工作液10ml放入250ml锥形瓶中，加入20ml的试剂A(缓冲溶液)，加入试剂B溶液（掩蔽剂），加入3-5滴试剂C(指示剂)，在电炉上加热至80-90℃，趁热用EDTA标准液滴定，溶液由紫红色变成亮黄色为滴定终点，所消耗的EDTA标准液毫升数除以10即为陶化点(F)。

五、陶化工作液的补加方法(以1吨槽液计算)：1、PH值的调整方法(1)补加1kgCSF-801陶化剂，PH值下降0.1。

(2)补加1kgCSF-802碱性调整剂，PH值上升0.2。

2、陶化点(F)的调整方法补加1kgCSF-801陶化剂，F上升0.2，然后检测PH值，调整PH值时对陶化点无影响。

六、注意事项：1、各工作液尽量不要被污染。

2、按一般化学品进行储存和安全防护。

第二部份：长宇陶化剂优势1、本产品有哪些优点？1）环保：本产品彻底摒弃磷酸盐体系，不含磷及重金属，pH值呈弱酸性，经简单中和处理后排放，实现清洁生产；2）方便：本产品使用过程中无沉渣产生，不改造原有设备，槽液易添加、维护；3）通用：本产品适宜冷热板、铸铁、带钢等多种材质的工件共线生产，适合电泳、喷塑等涂装工艺；4）省钱：本产品常温使用，甚至是低温使用，综合成本低于磷化；可完全替代磷化；5）性优：本产品成膜性能优于磷化膜，适合与电泳、喷塑等多种涂装工艺配套使用；6）领先：本产品克服纯锆系陶化材质适应面窄、成本高等缺陷，突破纯硅烷陶化不能处理后水洗的限制，全面超越竞争产品；7）成熟：本产品已被国内汽车、家电多家企业采用，表现出色，受到广大用户的好评。