硅烷偶聯(lián)劑在鋁卷彩涂工藝手藝 中的運用

一.媒介

鋁合金卷材彩涂工藝已有近100年汗青 ，國內(nèi)涵 上世紀(jì)80年月 正式入手下手彩涂工藝，跟著 中國經(jīng)濟(jì)成長 ，近十年來，該工藝獲得 快速成長 ，在建筑、汽車、家用電器、辦公器具 等方面有著普遍 的用處 。

在鋁材彩涂臨盆 中，鋁卷能持續(xù)經(jīng)由過程 脫脂清洗、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、涂漆和固化等步調(diào) 。個中 ，外面 處置懲罰 最主要的環(huán)節(jié)等于 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處置懲罰 ，今朝 多采取 鉻鈍化工藝處置懲罰 。這類 處置懲罰 方式 存在較年夜 缺點 ，鉻鈍化處置懲罰 自己 含有鉻，處置懲罰 后仍需年夜 量溢流水對鋁件進(jìn)行漂洗。個中 ，六價鉻已 證實是致癌重金屬，是以 在歐盟的ROHS指令中對其含量有嚴(yán)厲 的劃定 ；而相對環(huán)保的三價鉻仍含有必然 毒性且在情況 中依然 會轉(zhuǎn)化為六價鉻。今朝 ，在鋁卷材彩涂業(yè)中仍年夜 量利用 三價鉻乃至 六價鉻鈍化工藝[2]。

為了順應(yīng) 對 情況 日益嚴(yán)厲 的要求，同時在臨盆 處置懲罰 進(jìn)程 中勤儉 資本 。以盡可能 少的化學(xué)物資 損耗量和常溫不加熱處置懲罰 ，令人 們蘇醒 的熟悉 到采取 無磷、無鉻、無重金屬、無渣、常溫處置懲罰 工藝的主要 性，是以 尋覓 一種可以或許 替換 傳統(tǒng)的鉻鈍化處置懲罰 的新材料具有積極深遠(yuǎn)的意義。

二. 手藝 道理

在發(fā)現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑卓著 的防腐機(jī)能 之前 ，硅烷作為膠粘劑或附出力 增進(jìn) 劑被普遍 利用于玻璃或陶瓷強(qiáng)化高聚復(fù)合材猜中。硅烷防銹機(jī)能 系統(tǒng)周全 地研究始于20世紀(jì)90年月 初，經(jīng)由過程 研究發(fā)現(xiàn)，硅烷可以有用 地用于金屬或合金的防腐。硅烷處置懲罰 手藝 是一類主要以硅烷偶聯(lián)劑的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合物，硅烷的基本構(gòu)造 為：R'(CH2)nSi(OR)3。個中 -OR是可水解基團(tuán)，R'是有機(jī)官能團(tuán)。

硅烷在水溶液中的水解均衡 反映式可簡單示意為：

水解后的硅烷經(jīng)由過程 其SiOH基團(tuán)與金屬外面 的MeOH基團(tuán)(Me示意鋁，鐵等金屬)構(gòu)成 氫鍵而快速吸附于金屬外面 。

一方面硅烷在金屬界面上構(gòu)成 Si-O-Me共價鍵。硅烷與金屬之間的連系 是很是安穩(wěn)的；另外一 方面，殘剩 的硅烷份子 經(jīng)由過程 SiOH基團(tuán)之間的縮聚反映構(gòu)成 Si-O-Si鍵：

從而在金屬外面 構(gòu)成 具有三維網(wǎng)狀構(gòu)造 的硅烷膜，見圖1：

圖1：金屬外面 硅烷成膜進(jìn)程

鋁材外面 經(jīng)硅烷處置懲罰 后，外面 吸附了一層具有三維網(wǎng)狀構(gòu)造 的超薄有機(jī)納米膜層(20~200nm)，同時在界面構(gòu)成 結(jié)協(xié)力 很強(qiáng)的Si-O-Al共價鍵，可將鋁外面 和涂層巧合 ，具有安穩(wěn)的附出力 ，同時與涂層配合 供應(yīng) 了精良的耐侵蝕 性[4]。

硅烷手藝 本錢 低廉，為工業(yè)化利用帶來了利用先決前提 ，經(jīng)由 賡續(xù) 成長 手藝 日益 成熟，對各類 臨盆 前提 、工件材質(zhì)都有了更普遍 和成熟的利用。硅烷手藝 有望給鋁材鉻化手藝 帶來革命性的變化。

今朝 硅烷手藝 在國內(nèi)家電行業(yè)及鋁塑板行業(yè)成功利用。我公司的硅烷手藝 已 成功進(jìn)級 到第三代手藝 ，已 在國內(nèi)鋁塑板行業(yè)成熟利用，國內(nèi)到達(dá) 領(lǐng)先程度 ，獲得 了業(yè)內(nèi)廣年夜 用戶單元 和專家的一致承認(rèn) 和洽評。

三. 硅烷手藝 在鋁板彩涂上的利用與機(jī)能 測試

3.1 鋁材彩涂硅烷利用工藝

我公司研制的鋁材彩涂硅烷處置懲罰 劑PSi-2在鋁卷材彩涂工藝上獲得 成功利用，已不亂 運行跨越 24個月。硅烷化處置懲罰 的工藝流程別離以下 ：

⑴酸性清洗→水洗→水洗→直噴純水洗→硅烷處置懲罰 →烘干→輥涂；

⑵堿性清洗→水洗→水洗→酸出光→水洗→水洗→直噴純水洗→硅烷處置懲罰 →烘干→輥涂。

憑據(jù) 卷材外面 狀況 選擇分歧 的清洗方案，一般地，選用酸性清洗工藝可節(jié)流臨盆 處置懲罰 時候 。

3.2 鋁材彩涂機(jī)能 測試

鋁材彩涂后的機(jī)能 測試依照 YS/T 431《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》尺度 進(jìn)行。

1）涂層附出力

按GB/T 9286的劃定 劃格，劃格間距為1mm。將粘出力 年夜 于10N/25mm的粘膠帶籠蓋 在劃格的涂層上，壓緊以排去粘膠帶下的空氣，以垂直于涂層外面 的角度快速拉起粘膠帶，然后按GB/T 9286評級。

2) 耐沖擊性

按GB/T1732的劃定 進(jìn)行實驗 ，丈量 沖擊后鋁試件涂層既元開裂或脫落、正背面鋁材也無顯著裂紋的最年夜 沖擊高度。

3) 耐鹽酸性、耐堿性、耐硝酸性

均依照 GB/T17748的要求進(jìn)行實驗 ，不雅 察實驗 后的試樣是不是 有脫落、起泡、粉化等異常變化。

4) T彎實驗

利用 T型曲折 儀來測試涂膜的T型曲折 機(jī)能 ，搜檢 涂層有沒有 開裂或脫落。

5) 鹽霧實驗

參照GB/T1771的劃定 進(jìn)行實驗 ，然后按GB1740的有關(guān)劃定 進(jìn)行評級。以全數(shù)試樣中機(jī)能 最差者作為實驗 效果 。

6) 水煮實驗

將試樣置于水中煮沸2h后，不雅 察鋁塑板涂層是不是 有脫落、鼓泡、開裂、變色等外不雅 上的異常現(xiàn)象。

7) 高溫水煮實驗

把試樣置于水中，于高壓釜中加溫至137℃，恒溫30min后掏出 ，冷卻后目視搜檢 ，不雅 察鋁塑板涂層是不是 有脫落、變色等現(xiàn)象。

鋁材硅烷處置懲罰 后彩涂機(jī)能 測試的效果 見表1。

表1：PSi-2硅烷處置懲罰 處置懲罰 鋁卷材彩涂后機(jī)能 測試效果

四．利用效益及本錢 方面闡明對照

在表2中，對照 了鋁材硅烷處置懲罰 工藝和傳統(tǒng)鉻化處置懲罰 的利用 情況。

表2：硅烷與鉻化利用 對照

由表2效果 并綜合各項臨盆 利用工藝現(xiàn)實 情況，利用硅烷處置懲罰 工藝，其手藝 優(yōu)勢有：

1)硅烷處置懲罰 常溫運行無需加熱，可以節(jié)能降耗；

2)硅烷工藝處置懲罰 時候 短，硅烷成膜效力 高，提高臨盆 效力 和產(chǎn)能；

3)硅烷處置懲罰 鋁材外面 歷年 夜 ，化學(xué)品損耗少，利用 本錢 低；

4)硅烷處置懲罰 槽液監(jiān)控簡單，無需除渣，利用 便捷；

5)硅烷處置懲罰 材料不含重金屬等有害物資 ，乃至 可達(dá)標(biāo)直排，是綠色環(huán)保型產(chǎn)物 。

鋁材硅烷處置懲罰 工藝與鉻化工藝對照 ，鋁材免水洗硅烷系處置懲罰 工藝具有工藝操作簡單，硅烷處置懲罰 后免水洗，同時實現(xiàn)了在常溫下進(jìn)行工藝處置懲罰 ，與鉻化工藝對照 ，縮短了工藝周期，下降 了資本 損耗，勤儉 了裝備 占地面積。硅烷處置懲罰 手藝 的綜合本錢 與鉻化工藝比擬 ，具有顯著的優(yōu)勢，可勤儉 20%以上。

在污水處置懲罰 上解決了鋁工業(yè)固體燒毀 物減量化和無害化的基本 問題，硅烷處置懲罰 手藝 杜絕了有毒鉻化物對情況 的風(fēng)險 ，完全 消弭 原六價鉻鈍化工藝對周邊大眾 身體健康的威逼 ，帶動了行業(yè)的手藝 前進(jìn)，鞭策 了行業(yè)實現(xiàn)潔凈 化臨盆 ，對家當(dāng) 的帶動和晉升作器具 有主要 的計謀 意義。

四. 結(jié)論

本文介紹了硅烷處置懲罰 手藝 的感化 道理 ，綠色環(huán)保的硅烷處置懲罰 手藝 可在鋁外面 構(gòu)成 一層厚度為納米級轉(zhuǎn)化膜，與有機(jī)涂層匹配，可作為替換 傳統(tǒng)的六價鉻或三價鉻鈍化處置懲罰 工藝。經(jīng)由過程 鋁材彩涂實驗 和臨盆 現(xiàn)實 利用，效果 注解 ：硅烷處置懲罰 手藝 具有節(jié)能環(huán)保、反映時候 快、涂漆附出力 、耐蝕性、機(jī)械機(jī)能 優(yōu)勝 的特點，該硅烷處置懲罰 工藝合用 于現(xiàn)有的鉻化臨盆 線及裝備 ，鋁材彩涂加工后各項機(jī)能 指標(biāo)完全到達(dá) 手藝 要求，可作為替換 現(xiàn)有鉻鈍化工藝，利用在鋁材彩涂的涂裝前處置懲罰 臨盆 中，是一項節(jié)能、環(huán)保的鋁材前處置懲罰 手藝 。硅烷處置懲罰 手藝 在鋁材彩涂前處置懲罰 中的利用可實現(xiàn)涂裝工藝無鉻、無磷，不含重金屬等有害物資 ，同時還能下降 能耗，為實現(xiàn)涂裝外面 處置懲罰 的無磷無重金屬環(huán)保方針帶來但愿，跟著 其手藝 進(jìn)一步成熟與完美 ，硅烷手藝 將給傳統(tǒng)的鉻化外面 處置懲罰 手藝 帶來重年夜 變化，締造 更年夜 的社會和經(jīng)濟(jì)效益。