金屬表面處理對涂層性能的影響

孫鳳梅

摘 要：本文通過磷化處理和硅烷偶聯劑處理兩種方法進行對比研究金屬表面處理對涂層性能的影響。介紹了兩種實驗的原理、實驗過程，現象及結果。經過實驗大致結論如下：1、磷化可提高涂層結合力，但是涂層不平滑，不夠美觀。2、硅烷偶聯劑處理既增加了結合力又獲得平滑的涂層，相對來說獲取的涂層效果較好。

關鍵詞：磷化；硅烷偶聯劑；涂層

一、引言

金屬制品在自然環境中不可避免的會遭到一些破壞，掉漆，生銹都無可避免，這給生產生活帶來了巨大損失。研究金屬表面處理對涂層性能的影響也將對未來金屬制品的制造和使用有著重要的意義。在此次研究中，主要通過磷化、硅烷偶聯劑兩種處理方法進行對比試驗。

二、磷化處理對涂層性能的影響

磷化就是金屬與含有金屬離子的酸性磷酸鹽溶液接觸時，在金屬表面反應生成一種磷酸鹽膜的過程。

磷化液的配置：稱取3g磷酸二氫錳+水調制至100ml磷化溶液。

實驗過程：將鐵片進行除油、除銹處理后，放入配置好的磷化液中，溫度為50-70℃，時間為30min。待磷化處理后將鐵片取出，噴上油漆。

實驗現象：金屬表面覆蓋了許多大小不等的晶粒，噴上油漆，等20天以后發現涂層表面不是那么光滑，可是結合力很好，用刀片很難刮掉，涂層效果見圖1。

結論：通過磷化處理使金屬表面生成結合鍵形成了一層由晶體構成的磷化膜，這種磷化膜具有孔隙，使涂料滲透在孔隙中，增加了鐵片表面與油漆的結合力，經過磷化處理的涂層效果比砂紙打磨和除油酸洗就結合度方面都好，有效的改善了金屬表面涂層的結合力低的問題。但是在實驗中需控制溫度，時間。對操作有一定的要求，操作不當會造成資源浪費或者污染。

三、硅烷偶聯劑處對涂層的影響

硅烷偶聯劑在表面處理的應用中，能夠使金屬與非金屬進行膠接，配置的硅烷偶聯劑溶液屬于硅烷類增粘劑，能和金屬氧化物縮合，使膠接強度提高。

硅烷偶聯劑溶液的配置：20%硅烷偶聯劑；72%無水乙醇；8%水。取100ml容量的燒杯→加入20ml硅烷偶聯劑→加入72ml無水乙醇→加入8ml水→用玻璃棒均勻攪拌。

基本實驗流程：除油→清洗→除銹→清洗→涂覆硅烷偶聯劑溶液→噴漆。

實驗現象：相較于未處理的鐵片表面，涂上了一層硅烷偶聯劑溶液的鐵片，噴漆后表面光滑，涂層效果見圖2，涂層不易用刀片刮掉。

結論

硅烷偶聯劑具有與有機和無機材料化學結合的反應基團。與磷化處理相比，既擁有了和磷化處理相當的結合力，又克服了磷化處理中出現的表面不平整的問題。不會造成資源浪費和環境污染，經濟環保。相對來說，是一種較為優良的表面處理方法。

參考文獻：

[1]張圣麟.鋁合金表面處理技術.北京：化學工業出版社，2009，11.

[2]陸群.表面處理技術教程.北京：高等教育出版社，2011，1.endprint