镀锌钢板表面耐腐蚀硅烷膜制备.doc

镀锌钢板表面耐腐蚀硅烷膜的制备彭天兰,满瑞林,别子俊,琚海涛,唐翰卿,杨劲,王盼(中南大学化学化工学院,长沙410083)摘要:采用氨丙基***二甲氧基硅烷钝化镀锌钢板。通过交流阻抗,盐雾实验检测试样的耐腐蚀性能,结果表明:试样经硅烷钝化后阻抗值达到1600Ω,抗白锈时间达到36h,相对于空白样大幅度提高。清漆划格实验表明清漆与试样的附着力良好。原子力显微镜检测显示硅烷膜均匀致密。并初步探讨了硅烷成膜机理。关键词:镀锌钢板;硅烷;防腐;交流阻抗;盐雾实验0引言镀锌是目前国内外保护钢铁的手段之一,镀锌钢板因其具有良好的防腐蚀性能广泛用于汽车制造、家电、建筑和航空等领域。但是镀锌层在空气中或者潮湿环境中容易腐蚀,产生白色腐蚀产物,影响外观,同时耐腐蚀能力降低。为了减慢镀锌层的腐蚀速率,延长其使用寿命,镀锌层需采取表面钝化处理,以提高耐腐蚀性能。铬酸盐钝化因其工艺简单、成本低廉、钝化效果良好,被广泛应用于金属钝化处理,然而Cr(Ⅶ)是剧毒物质,具有致癌性,严重危害人体和环境。目前世界各国已经开始采取措施严格限制Cr(Ⅶ)的使用,开发新型无铬、环保的金属表面钝化工艺已经成为国际研究趋势。近年来金属表面有机硅烷化是一种新型的防腐处理工艺,由于该工艺无污染,处理试样耐腐蚀性能良好,已成为金属无铬钝化研究领域中的一个热点[1-7]。硅烷钝化工艺基于一种可以水解生成硅醇(—Si—OH)的硅烷试剂[通式为X—R′—Si(OR″)n],其中X代表有机官能团,R′、R″为烷基),当金属试样浸入硅烷钝化液中其表面就会形成致密的有机硅烷膜,这层膜可以起到良好的防腐效果。据文献报道,BTSE[1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷]系列硅烷对金属的防腐效果与铬酸盐相当[2-3],然而其钝化工艺复杂,处理后的试样再涂装性能尚未让人满意,即涂料在试样表面的附着力不佳,这严重影响了样品的后续加工和工业应用。本实验选取氨丙基***二甲氧基硅烷钝化镀锌钢板,检测结果表明试样表面形成硅烷膜后耐腐蚀性能大幅度提高,膜质均匀致密,同时试样的再涂装性能良好。%(体积分数)氨丙基***二甲氧基硅烷溶液100mL,水解10min后便可使用。×30mm的试片,放在***中用超声波洗涤15min,再用1mol/L的NaOH超声洗涤30s,取出清水洗涤,吹干浸入硅烷钝化液10s后取出,除去表面多余溶液,100℃固化5h。。在自制三电极体系中,将试样制成暴露面积为1cm2的工作电极,辅助电极为铂片电极,饱和甘***电极为参比电极。利用PRINCETON公司的PARSTAT2273电化学系统测试钝化膜在315%NaCl溶液中的阻抗图谱,试验温度控制在25℃,激励信号为10mV的正弦波,频率范围为105~10-1Hz。。它模拟沿海环境大气条件对试样进行快速腐蚀试验。本试验采用上海新苗医疗器械有限公司的YW10盐雾箱,按照GB/T10125—1997中的中性盐雾试验(NSS)方法进行。,以考察试样的再涂装性能。再涂装性