金属表面处理对涂层性能的影响

孙凤梅

摘 要：本文通过磷化处理和硅烷偶联剂处理两種方法进行对比研究金属表面处理对涂层性能的影响。介绍了两种实验的原理、实验过程，现象及结果。经过实验大致结论如下：1、磷化可提高涂层结合力，但是涂层不平滑，不够美观。2、硅烷偶联剂处理既增加了结合力又获得平滑的涂层，相对来说获取的涂层效果较好。

关键词：磷化；硅烷偶联剂；涂层

一、引言

金属制品在自然环境中不可避免的会遭到一些破坏，掉漆，生锈都无可避免，这给生产生活带来了巨大损失。研究金属表面处理对涂层性能的影响也将对未来金属制品的制造和使用有着重要的意义。在此次研究中，主要通过磷化、硅烷偶联剂两种处理方法进行对比试验。

二、磷化处理对涂层性能的影响

磷化就是金属与含有金属离子的酸性磷酸盐溶液接触时，在金属表面反应生成一种磷酸盐膜的过程。

磷化液的配置：称取3g磷酸二氢锰+水调制至100ml磷化溶液。

实验过程：将铁片进行除油、除锈处理后，放入配置好的磷化液中，温度为50-70℃，时间为30min。待磷化处理后将铁片取出，喷上油漆。

实验现象：金属表面覆盖了许多大小不等的晶粒，喷上油漆，等20天以后发现涂层表面不是那么光滑，可是结合力很好，用刀片很难刮掉，涂层效果见图1。

结论：通过磷化处理使金属表面生成结合键形成了一层由晶体构成的磷化膜，这种磷化膜具有孔隙，使涂料渗透在孔隙中，增加了铁片表面与油漆的结合力，经过磷化处理的涂层效果比砂纸打磨和除油酸洗就结合度方面都好，有效的改善了金属表面涂层的结合力低的问题。但是在实验中需控制温度，时间。对操作有一定的要求，操作不当会造成资源浪费或者污染。

三、硅烷偶联剂处对涂层的影响

硅烷偶联剂在表面处理的应用中，能够使金属与非金属进行胶接，配置的硅烷偶联剂溶液属于硅烷类增粘剂，能和金属氧化物缩合，使胶接强度提高。

硅烷偶联剂溶液的配置：20%硅烷偶联剂；72%无水乙醇；8%水。取100ml容量的烧杯→加入20ml硅烷偶联剂→加入72ml无水乙醇→加入8ml水→用玻璃棒均匀搅拌。

基本实验流程：除油→清洗→除锈→清洗→涂覆硅烷偶联剂溶液→喷漆。

实验现象：相较于未处理的铁片表面，涂上了一层硅烷偶联剂溶液的铁片，喷漆后表面光滑，涂层效果见图2，涂层不易用刀片刮掉。

结论

硅烷偶联剂具有与有机和无机材料化学结合的反应基团。与磷化处理相比，既拥有了和磷化处理相当的结合力，又克服了磷化处理中出现的表面不平整的问题。不会造成资源浪费和环境污染，经济环保。相对来说，是一种较为优良的表面处理方法。

参考文献：

[1]张圣麟.铝合金表面处理技术.北京：化学工业出版社，2009，11.

[2]陆群.表面处理技术教程.北京：高等教育出版社，2011，1.endprint