環(huán)境友好型水性金屬防腐復(fù)層的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的金屬表面預(yù)處理技術(shù)(即磷化處理、鉻化處理)由于其良好的表面處理效果和綜合力學(xué)性能一直受到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，磷化、鉻酸鹽鈍化等金屬表面處理技術(shù)的應(yīng)用已逐漸受到限制。用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行金屬表面預(yù)處理具有無污染、適用面廣、成本低、對有機(jī)涂層粘接性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)，從而成為目前表面處理工藝的研究熱點(diǎn)。
　　 盡管硅烷在金屬預(yù)處理方面的優(yōu)勢顯而易見，但其硅烷水解膜存在耐水性能差的缺陷，不適合單獨(dú)作為金屬表面防腐

2、膜處理加以應(yīng)用。利用硅烷膜與有機(jī)涂層復(fù)合成膜的方法可以克服這一缺陷，有效地提高涂層的防腐性能。，且增強(qiáng)了水性涂層對金屬底材的粘附力，本文的研究重點(diǎn)是利用硅烷膜與水性涂層形成復(fù)合成膜的方法，并討論了復(fù)合防腐涂層的性能。其主要研究結(jié)果如下：
　　 1．用水．甲醇共混溶劑作為硅烷偶聯(lián)劑KH-560的水解溶劑，并用紅外光譜表征了硅烷水解膜的結(jié)構(gòu)，比較了不同硅烷濃度的水解過程和硅烷膜性能，探討了溫度及pH對硅烷水解溶液的影響，確定了硅烷水

3、解最佳的交聯(lián)溫度及時(shí)間。結(jié)果表明，硅烷水溶液的最佳濃度為10％時(shí)，甲醇：去離子水最佳配比為=3:1，pH為4-6，固化溫度為110℃，時(shí)間為10min時(shí)，硅烷水解膜的其耐腐蝕性最佳。硅烷水解膜耐腐蝕性能與硅烷水解膜厚度成正比，但達(dá)到最佳后其膜厚度影響不大。金屬表面形成硅烷膜，其防腐性能明顯提高，硫酸銅點(diǎn)蝕測試由裸鐵5s提高到24-25分鐘。
　　 2．用異氰酸酯、聚酯二元醇和二羥甲基丙酸為主要合成原料進(jìn)行預(yù)聚，在水中分散、乳化得

4、到自乳化水性聚氨酯。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了NCO/OH摩爾比對水性聚氨酯性能的影響，試驗(yàn)比較了不同含量的親水單體二羥甲基丙酸制備的水性涂層的性能，探討了異氰酸酯的選擇、反應(yīng)合成的溫度、擴(kuò)鏈劑的選擇及用量對涂層性能的影響，結(jié)果顯示，NCO/OH的提高有利于薄膜硬度的增加和穩(wěn)定性。-COOH含量過高易導(dǎo)致耐水性變差，在不降低乳液穩(wěn)定性以及薄膜硬度的前提下，應(yīng)盡可能地降低COOH的含量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)NCO/OH=1．33，COOH％=6％時(shí)，1

5、，4-丁二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈所得水性聚氨酯的綜合性能較好。
　　 3．用硅烷改性水性聚氨酯乳液，提高了水性聚氨酯漆膜的耐水性。研究探討了硅烷的加入方式及加入量對水性聚氨酯涂膜耐水性的影響以及其他性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用KH-550對水性聚氨酯進(jìn)行改性，采用在合成預(yù)聚體后分散之前加入氨基硅烷的方式，隨著KH-550添加含量的增加，薄膜的硬度和附著力逐漸提高，同時(shí)吸水率逐漸降低，但增加量過大其乳液穩(wěn)定性下降，因此當(dāng)KH-550％=5％