金属表面硅烷处理技术

王克士（山东省思威化学品安全评价中心，250014）

金属表面硅烷处理技术

王克士（山东省思威化学品安全评价中心，250014）

随着时代的进步，以及科学技术的发展，我国的金属表面处理技术也在不断的进行更新和改革，在传统磷化工艺的基础上，逐渐出现了低温磷化、低镍或无镍磷化、无铬磷化、超滤及纳米等技术工艺，但依然无法从根本上改变磷化过程，仍具有高能耗、重金属离子含量高、含致癌物、废水废渣排放多等缺陷。而在实践的发展中，出现了一种新型的金属表面处理技术，即表面硅烷化技术，它是一种新型的、绿色的金属表面处理技术。目前硅烷技术在普通工业中已开始逐步取代铁系和锌系磷化，具有广阔的应用前景，鉴于此，笔者针对金属表面硅烷化处理技术进行了分析。

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在各种金属表面处理方法中，磷化处理是最为广泛采用的方法。在家用电器、自行车、摩托车和汽车等行业中得到了广泛应用，目的就是为了保证涂层优良的耐久性和防腐蚀性能。但随着社会的发展和时代的进步，人们的环保意识越来越强，传统磷化技术表现出的诸多不足越来越明显，如含磷、含铬等环境污染物，需加热、残夜废渣多、维护调整成本高等特点。在此种背景下，近年来出现了一种新式的金属表面处理技术，即金属表面硅烷化处理技术，它具有环保、节能、操作简便、成本低等传统磷化技术无可替代的优点。

1 金属表面硅烷化处理技术与传统磷化技术的优势分析

金属表面硅烷化处理技术，是一项绿色且新式的金属处理技术，利用它可以对金属表面抑或非金属材料表面进行处理，硅烷化处理技术与传统的磷钝化处理技术、铬钝化处理技术相比较，它具有诸多的优势，其一，在应用此技术时，不会产生对人体有害的物质或是气体，在技术处理之后，也不会产生废弃物，更无需采用除渣措施，对于环境来讲也是无毒无害的。其二，应用这一技术的过程中，由于不像磷化处理工艺，需要应用除渣措施，处理液可重复使用，操作也较为便捷，无需再完成表调、钝化等其他的环节，进而会大大的提升处理效率。其三，这一处理技术的应用可以提升金属表面的附着力，应用更为高效。

2 硅烷化处理的技术原理及性能特点

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，该过程通过引入硅烷基与基材形成共价键连接，在金属表面形成高致密的保护膜。硅烷是一类含硅基的有机/无机杂化物，其基本分子式是X-R-SiY3，其中的Y指的是与硅原子连接的可水解基团，比如酰氧基以及氯基等等，而其中的R则是指非水解脂肪族链，其中的X则指的是可以和有机材料实现反应的基团，比如，乙烯基以及氨基等等。通过笔者的分析可知，这一试剂成分既有无机化合物，又有有机硅化合物，既有无机物分子的羟基作用，还有有机化合物的长分子链反应，最终实现多方面共同作用，形成牢固的保护膜。这样，基材、硅烷和涂料之间可以通过化学键形成稳固的膜层结构。从其技术应用分析，与传统的金属表面技术手段相比较，它的附着力、防腐能力更强，而且应用方式也更加便捷，同时还具备环保性能，满足环境保护的可持续发展原则，可见，这一技术的应用可谓是金属表面处理技术的一次巨大改革[1]。

金属表面硅烷化试剂它可以在极难融合的环境下，将有机物以及材料进行连接，对于这一过程有诸多的解释，其中不乏表面浸润理论、物理吸附理论、化学键理论以及可平衡理论等等，要想将这一过程中实现全面的分析和探究，仅凭单一的理论内容很难表达完整，因此，就要将各个理论内容实现有机的统一，进而对这一金属处理技术的作用进行分析，这样才能使技术分析更为科学、合理以及全面。

其中化学键理论的主要内容包括：硅烷偶联剂的表面张力较弱，它与无机材料的接触面比较小，所以，运用这一理论内容，运用金属表面硅烷化处理技术可以有效的对玻璃、陶瓷以及金属等物质进行作用，为这些物质的表面提供一层有效的保护膜，促进硅烷偶联剂的作用发挥。

3 硅烷化表面处理的应用前景分析

当前各行各业在对金属表面予以处理时，已经逐渐的意识到了硅烷化表面处理技术的优势，并将这一技术的优势在实践应用中凸显出来，致使硅烷化手段在近几年来被广泛的应用到实践中，同时越来越多的研究者认为金属表面处理技术运用硅烷化处理技术具备相当程度的优越性，可以实现对金属的最佳保护。而且新闻报道对于金属表面硅烷化技术处理方式也是屡见不鲜，它的应用范围也在逐渐的拓展，至今已经发展为可以对锌、铝、铁以及猛等物质进行防腐处理。

以铜表面硅烷化技术处理为例，我国对于铜金属的技术保护手段也有所提升，运用这一硅烷化技术处理方式，可以提升铜电极的缓腐蚀性能，运用这一技术处理方式之后，还使铜出现较强的抗腐蚀能力，可见，这一技术处理方式可以对铜金属形成较好的保护，还会有效地延长铜金数的使用寿命，进而提升铜金属的性能，最终大大的提升铜技术的使用效率[3]。

因此，金属表面保护的有关研究人员还要根据当前各个行业中对于硅烷化表面的处理需求，强化硅烷化表面处理技术的作用，促使越来越多的行业认识这一金属表现处理技术的优势，进而使硅烷化表面处理技术具有更为长远的发展前景。

4 结语

综上所述，随着社会的发展以及时代的进步，现阶段各行各业在发展的过程中，都越发提升了对金属表面技术处理的需求，由于需求的提升，有关科研人员不得不根据实践的发展规律，研制出一种新式的、绿色的金属表面硅烷化处理技术，它可以一改传统金属表面处理技术的劣势，填补以往技术处理方式中的不足，进而有效的提升技术表面处理技术水平，提升技术处理效率，逐渐的满足各行各业对金属处理技术的需求。

[1]梁飞华,谢祖武,李辉等.海上钻井隔水套管接头表面硅烷处理系统设计及工艺研究[J].广东石油化工学院学报,2014,12 (1):38-41.

[2]宋现旺.不锈钢表面硅烷复合膜的制备及在海水中的腐蚀性能研究[D].中国海洋大学,2012.