硅烷处理贵金属

A. 硅烷后，金属表面会出现水痕迹，烘干后，很明显

金属表面处理剂是涂抹在金属外表的处理剂是一层涂装物质。它可以在常温状态下比较短的时间内去掉金属外表的杂质，在金属外表层形成保护膜，使其免受腐蚀。同时，它还和器具具有良好的契合性，以及美观的装饰性。随着汽车、飞机、船舶、家电等行业的发展，对金属零件表面耐腐蚀、耐高温、磨损、抗氧化、抗疲劳、防辐射、导电、导磁、绝缘、装饰等特殊性能的要求更加广泛，促使金属表面处理技术迅速发展起来。

国内用于金属表面处理的主要方法是磷化法，硅烷处理技术正在不断地被研发和塌誉应用。硅烷处理与传统的磷化法相比具有以下优点：无有害重金属离子，不含磷，无需加温且硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便；可省去表调工序，槽液可重复使用；有效地提高了涂料对基材的附着力；可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。因此，新型的环保、节能、低排放、低使用成本的金属表面处理技术成为国内外技术人员研究的重点。

分类

现在比较常见的金属表面处理剂有两种：

第一种主要以除油去污为目的。 其主要成分是碳酸钠、偏硅酸纳等，同时加入阴离子等活性剂或者分散剂，制作成工业用的清洗剂，使用超声波机等机器进行杂质清除。而去锈使用的主要是盐酸，同时加入一些缓蚀剂等物质，把需要除锈的物体放置到除锈剂中，实现去锈的目的。除锈原理是钢铁制件在溶液中的磷酸作用下起化学反应。

这种处理剂的不足主要体现在处理过程比较繁杂，需要对处理剂进行加热，需要耗费大量水资源； 同时，清洗需要的时间也比较长。更大的缺点是清洗剂会形成酸雾，给环境造成严重污染，还会对同一环境中的其他机器和设备造成严重腐蚀。

第二种处理剂的主要成分是磷酸。

其中加入一些成膜剂、活性剂等物质。这种处理剂比第一种处理剂有很大改进，一般宣称为二合一或者四合一处理剂。它主要通过磷酸和活性剂等物质的共同作用，在金属外表层形成磷化膜，不但可以实现去油除锈的的，同时还可以隔绝空气，起到防锈的目的。而且使用比较方便，可以直接涂抹在金属材料表面。但是这种处理剂也有其自身的不足，那就是这种处理剂在金属外层形成的磷化膜是一种灰黑色的物质，手感比较粗糙，这对于那些不能改变原来颜色和手感的金属物质，就不能使用这样的操作方式进行外表处理。

金属表面处理(磷化前后) 的工艺流程如下： 磷化液的分类方法很多：有的按单位面积上磷化膜的重量(或厚度) 进行分类；有的按磷化温度的高低进行分类；有的按施工方法进行分类。这里是按磷化液的成份分类。目前一般可分成磷酸锌系、磷酸钙系、磷酸铁系、磷酸锰系四类。 此外，最近报道新型金属表面处理剂。硅烷偶联剂是一类具有有机官能团的含硅化合物。其分子式可用通式Y（CH2）nSiX3 表示，此处n=0，1，2，3；X 通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基等，这些基团水解时即生成硅羟基，而与无机物质结合，形成硅氧烷。Y 是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基，这些有机官能团可与有机物质反应。 硅烷处理技术正是利用了硅烷偶联剂的特殊性能。在金属表面的成膜过程为：

1）硅烷偶联剂经水解后，形成具有疏水和亲水结构的硅醇；

2）通过分子间脱水缩合形成有序的低聚物；

3）低聚物与金属表面上的羟基形成氢键；

4）由于分子内脱水，部分形成共价键后，紧密排列在金属表面，形成一层致密的硅烷膜。

硅烷偶联剂对金属表面改性技术正成为一种新型的磷化法替代技术，具有巨大的潜力硅烷金属表面处理剂可采用以下2 种方法对金属表面改性。 1）浸渍硅烷化法。

通过有机硅烷的特殊结构，金属工件经硅烷处理后镇旅，表面会吸附一层类似于磷化晶体的三维网状结构的超薄有机纳米膜（50 ~ 500 nm)，同时在界面形成结合力很强的Si—O—Me 共价键（其中Me 为金属)，可将金属表面和涂层偶合，具有很好的附着力。工艺流程：脱脂→水洗→压缩空气吹干金属表面→御衫凳浸渍于硅烷溶液中→晾干。

2）电沉积硅烷化法。

优化硅烷化金属表面处理技术，根据电沉积理论，阴极电位下金属表面发生O2 或H2O 的去极化生成OH－，而OH－的生成促进了硅醇间的缩合反应，有利于硅烷膜的形成。工艺流程：脱脂→水洗→压缩空气吹干金属表面→硅烷溶液电沉积→晾干。

B. 硅烷处理

硅烷化处理是以有机硅烷为主要原料，对金属或非金属进行表面处理的过程。是目前技术发展较成熟的可取代磷化的前处理技术。硅烷处理与传统磷化相比具有以下多个优点：无镍、锌、锰等有害重金属离子，不含磷，无需加温。硅派知烷处理过程无渣，处理时间短，控制简便。处理步骤少，可省去表调及钝迹羡灶化工序，槽液使用寿命长，维护简单。有效提高油漆对基材的附着力，可共线处理铁板、镀锌板、铝板等姿扮多种基材。

C. 金属表面硅烷处理剂主要成分是哪种硅烷偶联剂

以有机硅烷水溶液为主要成分。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。

硅烷化处理工艺，一种环保型金属防护预处理技术，能代替传统表面处理工艺中对环境有严重污染的磷、铬。硅烷化作为磷化替代技术之一，备受世界各国涂装行业关注，欧美等发达国家在上世纪90年代开始争相研发新型工艺和产品，技术严格保密，生产工艺垄断。

(3)硅烷处理贵金属扩展阅读

硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面：

1、表面处理

能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合乎嫌基材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著。用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的50%，其中用得较多的品种是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。

2、填充塑料

可预先对填料进行表者弯面处理，也可直接加入树脂中。能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高填充塑料（包括橡胶）的机械、电学和耐气候等性能。

3、用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂

能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料长期以来无法粘接的难题。硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团；一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了岁谨粘接强度。

D. 硅烷化的金属表面硅烷处理的特点

(1)硅烷处理中不含锌、镍等有害重金属及其它有害成分。镍已经被证实对人体危害较大，世界卫生组织(WHO)规定，2016年裤册后镍需达到零排放，要求磷化废水、磷化蒸气、磷化打磨粉尘中不得含镍。(2)硅烷处理仅会产生极少量硅烷渣，渣处理成本极低。磷化渣是传统磷化反应的必然伴生物。比如一条使用冷轧板的汽车生产线，每处理源纯纤1辆车(以100m2计)，就会产生约600g含水率为50%的磷化渣，一条10万辆车的生产线雹仿每年产生的磷化渣就有60t。(3)不需要亚硝酸盐促进剂，从而避免了亚硝酸盐及其分解产物对人体的危害。(4)产品消耗量低，仅是磷化的5%～10%。(5)硅烷处理没有表调、钝化等工艺过程，较少的生产步骤和较短的处理时间有助于提高工厂的产能，可缩短新建生产线，节约设备投资和占地面积。(6)常温可行，节约能源。硅烷槽液不需要加温，传统磷化一般需要35～55℃。(7)与现有设备工艺不冲突，无需设备改造而可直接替换磷化；与原有涂装处理工艺相容，能与目前使用的各类油漆和粉末涂装相匹配。

E. 硅烷化的金属表面硅烷化处理的机理

硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式为：R'(CH2)nSi(OR)3。其中OR是可水解的基团，R'是有机官能团。硅烷在水溶液中通常以水解的形式存在：-Si(OR)3+H2OSi(OH)3+3ROH硅烷水解后通过其SiOH基团与金属表面的MeOH基团(Me表示金属)的缩水反应而快速吸附于金属表面。SiOH+MeOH=SiOMe+H2O一方面硅烷在金属界面上形成Si-O-Me共价键。一般来说，共价蚂腊御键间的作用力可达700kJ/tool，硅烷与金属之间的结合是非常牢固的；另一方面，剩余的硅烷分子通过SiOH基团之间的缩聚反应在金属表面形成具有Si-O-Si三维网状结构的硅烷膜。该硅烷膜在烘干过程中和后道的电泳漆或喷粉通过交联反应结合在一起，形成牢固的化学键。这样，基材、硅烷和油漆之间可以局梁通过化学键形闷岩成稳固的膜层结构。

F. 硅烷金属表面处理好用吗

可以考虑一下KRN8026
一款不需要迹闷水解的水性改性硅氧烷。
产品特点：
1.无需预水解，可神慎在任意阶段直接添加到水性体系中。
2.相溶性好，具有良好相溶性，适应多种体系的添加
3.良好的稳定性，不会水解，能在体系中稳定储存6~12个月
4.可做单组份，无需担心固化或沉淀析出，不需要做短时的姿瞎弯双组份。
5.成膜透明无泪点，在浸泡工艺中，成膜无泪点，流平性能高。
6.适合酸碱体系。没有体系酸碱度限制，在酸碱体系中均能发挥效果。

G. 什么是硅烷相比传统磷化有何优势

1、硅烷技术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，从而生成一种超薄硅烷有机膜的技术，该膜具有优良的耐腐蚀性，和对涂料有优良附着力。

2、相比磷化，硅烷有何无可比拟的芦灶优势：
（1）更环闷亏保不含磷、无有害重金属显著降低废水处理成本
（2）省去表调和钝化环节，提升生产效率，节约人工
（3）单位面积药剂处理成本更优化，处理时间更短，清槽频次更低，能耗更低
（4）生产更加灵活，可共线处蚂哗神理多种金属
（5）操作更简单，工艺参数控制更便捷
3、工艺流程
锌系磷化
预脱脂-脱脂-水洗-水洗-表调-磷化-水洗-水洗-钝化-水洗-干燥
硅烷/陶化
脱脂-水洗-纯水洗-硅烷-纯水洗-干燥
节省表调、钝化两道工序，5个工位，原有生产线可直接升级，改造费用低
常州君合科技是一家专业生产硅烷溶液的高新技术企业，年生产力达2万余吨，远销世界十几个国家和地区，在国内也享有高知名度和良好的口碑。

H. 硅烷处理时环保的吗

硅烷/陶化剂系列
金属表面硅烷处理技术是涂装前处理环保节能新技术，具有常温、无磷无渣无毒、工艺简单流程短、成本低等传统磷化无可相比的特点，是由有机硅烷为主体，高分子防锈材料等助剂复合而成的，工件经处理后，在金属表面吸附超薄（50-500nm）的类似于磷化晶体的三维网状结构的有机硅烷膜层，同时在界面形成结合力很强的Si-0-Me共价键，可将金属表面和有机涂层偶合，具有很好的附着力，可用于各种钢铁、合金、不锈钢等材质涂装前处理，取代传统磷化，六价铬钝化处理。
产品特点

无磷无渣、无重金属离子、无ROHs禁用物质，能达到污水零排放的要求
金属使用硅烷处理剂后表面形成纳米级有机硅烷膜50-500nm， 完全替换传统磷化膜，磷化液重量通常为2-3g/㎡，而有机硅烷膜0.1g/㎡，相差20多倍
使用操作方法较简单，仅需控制PH值和电导率，避免了磷化处理中的游离酸、总酸、促进剂、锌、镍的含量及温度等繁琐的技术控制参数
Si-0-Me共价键结合力强，表面防护膜稳定，产品防护性能好
循环使用，节约成本，常温操作，降低能耗
适用范围：
适用于在钢铁、镀锌板、锌及铝合金材料表面纳米硅烷处理
理化性质：衡则
1、外观：无色透明液体； 2、开槽温度：2-3%
3、处理温度：常温； 4、处理时间：0.5-2min
5、PH值：8.5-9； 6、处理方式：喷淋/浸泡
7、电导率：250-400μS/cm 8、保质期：12个月
工艺流程如手：
脱脂剂→主脱脂→水洗→水洗→纳米硅烷→烘干
使用维护：
1. 槽液配制：向槽内加4/5水（可选择纯水（电导率≤10μS/cm）），然后按20-30KG/m³的用量配比，充分搅拌后加水至工作液浮面，检测并调节电导率及PH至值要求值即可；
2. 槽液管理：工作过程中PH值偏高于要求值时可用PH调节剂调整，浓度降低时（处理量300-400㎡/L），用比色计测定工作液浓度，调整浓度3-5%；
3. 其它：当槽液出现悬浮混浊时可采用聚丙烯精渣拦嫌密过滤机＜25μm循环过滤，清理槽液，严重混浊时，建议更换槽液。
注意事项：
1. 严格控制PH值在工艺范围内（特别是锌铝合金件）
2. 若槽液PH值小于4.0时，其工件与涂层附着力会降低
测试方法：
1. 硅烷膜防护性能可以借用磷化膜的防护性能测试方法（游碱滴定法，比色计法）；
2. 工件硅烷膜可采用百格/重击等方法测试及采用读数显微镜观察表面膜装框
3. 金属表面硅烷处理膜成膜连续性可用X-射线萤光法测试，或硅烷处理成膜检测剂

I. 硅烷剂处理金属有哪几种特点

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，槽液睁脊碧可重复使用。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。家电行业目野扒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悉举。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。因为各种磷化及硅烷化的成膜机理大有不同，因此金属表面的膜层状态及形貌也各不相同。从微观形貌方面，通过电子扫描电镜（SEM）观察可发现在金属表面生成的膜层的区别。

J. 硅烷化处理的作用是什么

硅烷化处理在气相色谱中可以消除载体表面的活性基团（主要是硅醇基），以防止在分析过程中造成拖尾。

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。

硅烷化处理与传统磷化相比具有袭中以下多个优点：

1、无有害重金属离子，不含磷，无需加温。

2、硅烷处理过程不产生沉渣，处理时间短，控制简便。

3、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。

4、可共线处理铁板、镀锌板、铝板等多种基材。

但就目前的国内技术来说，不是十分成熟念禅滑，有待提高，尤其是硅烷和助剂的选型上，得狠下功夫。

(10)硅烷处理贵金属扩展阅读

工艺流程

根据硅烷化的用途及处理板材不同，分为不同的工艺流程。它的处理工艺，比以前的磷化，要求很严格。

(1)铁件、镀锌件

预脱脂——脱脂——水清洗——水清洗——硅烷化——烘干或晾干——仔腊后处理。

(2) 铝件

预脱脂——脱脂——水洗——水洗——出光——水洗——硅烷化——烘干或晾干——后处理。