電泳涂裝工藝與管理

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硅烷預(yù)處理技術(shù)目前已在世界各地得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)不僅環(huán)保，不舍有害重金屬，無渣，還可與噴粉、電泳和油漆等配套使用。介紹了硅烷前處理與電泳配套使用的工藝、現(xiàn)場控制參數(shù)及性能，并對現(xiàn)場具體問題進(jìn)行了描述與解答。

傳統(tǒng)的金屬表面預(yù)處理工藝中，應(yīng)用最廣泛的是磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜(磷化)技術(shù)和鉻酸鹽鈍化技術(shù)。然而隨著環(huán)境問題的日益突出，世界各國的科學(xué)家們正在尋找和開發(fā)對環(huán)境友好的新表面預(yù)處理技術(shù)。其中，硅烷是一種既環(huán)保，實(shí)用效果又好的金屬表面處理技術(shù)，被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)。

1 硅烷前處理機(jī)理

硅烷化學(xué)結(jié)構(gòu)通式可表示為：Y-R-Si-X，其中X為水解基團(tuán)，Y為能與樹脂等起反應(yīng)的有機(jī)官能團(tuán)。不同的硅烷含有不同的X基團(tuán)和Y基團(tuán)，表現(xiàn)出不同的水解速度和反應(yīng)性，因而對每一特定的領(lǐng)域都必須選擇合適的硅烷溶液。

硅烷作為金屬表面新型涂層的作用機(jī)理是其首先水解反應(yīng)生成硅醇，硅醇羥基在無機(jī)物(金屬)表面形成氫鍵，進(jìn)一步通過脫水反應(yīng)形成-Si-O-Me共價(jià)鍵，從而在金屬等無機(jī)表面成膜，同時(shí)，硅烷水解產(chǎn)物硅醇分子間又可相互縮合、齊聚，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膜覆蓋在金屬基材表面。

2 硅烷預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)

1)硅烷與金屬基材間能形成牢固的共價(jià)鍵。金屬氧化物有較高的表面能，并且含有反應(yīng)性的羥基.硅烷內(nèi)反應(yīng)性官能團(tuán)被金屬氧化物吸附反應(yīng)形成共價(jià)鍵[2]，硅烷與金屬之間通過該共價(jià)鍵可牢固地結(jié)合在一起。

2)增強(qiáng)金屬基材與涂層間的結(jié)合力，提高涂層耐腐蝕性。不是所有硅烷都能與金屬之間形成良好的結(jié)合性，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[3]，BTSE(1，2-二乙氧基-三乙氧基硅烷)等偶聯(lián)劑可以明顯提高涂層的附著力和耐蝕性。研究結(jié)果表明：由于采用硅烷溶液對金屬表面進(jìn)行處理，大大增強(qiáng)了金屬與涂層之間的結(jié)合性能，使其抗腐蝕能力大幅度提高，在金屬涂裝中，使用硅烷處理與使用鉻酸鹽或磷酸鹽轉(zhuǎn)化層的防腐蝕效果相當(dāng)[4]。

3)具有簡便的硅烷使用工藝。原有磷化工藝可直接改造成硅烷處理工藝，只需將表調(diào)槽換成水洗槽或空置即可。

4)室溫工作，成膜迅速，節(jié)能增效。

5)基本無渣，無重金屬，無磷，維護(hù)及廢水處理簡便。

6)單耗低，綜合處理成本下降。

7)可與各種后道處理方式配套，比如噴粉、電泳、噴漆等。

3 在某家電廠與電泳配套使用案例介紹

3.1 硅烷預(yù)處理和電泳配套工藝

3.2 硅烷槽工作參數(shù)

為了在金屬表面形成性能優(yōu)異的硅烷薄膜，不僅要選擇合適的有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑，而且要嚴(yán)格控制預(yù)處理工藝。下面給出了硅烷預(yù)處理現(xiàn)場槽液的控制參數(shù)范圍：

pH3.8～5.5

導(dǎo)電率100～300S/m

處理時(shí)間90～150s

處理板材100%冷軋板或各種混合板材

3.3 電泳槽工作參數(shù)

電壓90～150V

溫度30℃

處理時(shí)間180～240s

烘干溫度170～180℃

烘干時(shí)間18～25min

4 工件檢測項(xiàng)目及結(jié)果

4.1 百格測試

0級，無漆膜脫落。

4.2 沖擊測試

20～50kg，百格劃格處無漆膜脫落。

4.3 鹽霧試驗(yàn)

240h中性鹽霧試驗(yàn)(企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，單邊擴(kuò)蝕＜lmm，與采用磷化前處理相當(dāng)。

5 硅烷前處理中的注意事項(xiàng)

1)處理冷軋板時(shí)，會(huì)有少量渣，渣量約磷化渣的l%左右，處理面積大時(shí)需安裝過濾袋除渣。

2)焊點(diǎn)處不能形成致密的硅烷膜，與涂層結(jié)合力較差。原因是由于焊點(diǎn)處與金屬表面分子狀態(tài)不同，不具備反應(yīng)性的羥基，不能與硅烷之間發(fā)生縮合反應(yīng)，因而不能成膜。同樣，焊點(diǎn)處也不能形成結(jié)合力良好的磷化膜。

6 結(jié)語

硅烷前處理在實(shí)際應(yīng)用中被證實(shí)具備與三元鋅系磷化相當(dāng)?shù)男阅?，并能在工藝上完全取代之，與噴粉、電泳等均可穩(wěn)定配套使用。（來源：涂料涂裝精英圈）

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