（化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè)論文）無(wú)鉻耐指紋劑的制備、表征及應(yīng)用.pdf

摘要 摘要 本文首先同顧了耐指紋劑的發(fā)展歷程 對(duì)耐指紋劑的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況進(jìn)行了總結(jié) 通過(guò)各種耐 指紋劑制備技術(shù)的比較 確定了本課題所采用的技術(shù)方案 分為兩步 首先以化學(xué)改性為基礎(chǔ) 在 環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入硅氧烷 丙烯酸等單體 將合成的樹(shù)脂用水分散 制得含硅水性環(huán)氧丙烯酸酯 乳液 再通過(guò)含硅助劑對(duì)制得的含硅水性環(huán)氧丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性 進(jìn)一步提高乳液成膜后的耐 腐蝕性及附著力 使體系性能最優(yōu)化 用f t i r s e m t e m 等現(xiàn)代表征技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試方法對(duì)合成的含硅水性環(huán)氧丙烯酸 酯乳液進(jìn)行了表征和測(cè)試 在分析表征結(jié)果和測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 探討了反應(yīng)過(guò)程中共溶劑的選擇 接枝單體組成 硅氧烷的引入方式 硅氧烷的含鼙以及聚合溫度等因素對(duì)乳液粒子的粒徑 乳液黏 度的影響 結(jié)果顯示 在含硅水性環(huán)氧丙烯酸酯的合成過(guò)程中 以l 一甲氧基 2 丙醇 乙二醇甲醚為 混合溶劑 接枝的羧基單體中完全采用丙烯酸 且丙烯酸含量為單體總量的2 4 并通過(guò)自由基接 枝聚合在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入2 5 單體總量的k h 1 5 1 硅氧烷 聚合反應(yīng)溫度為1 1 5 c 在上述條件 下合成的含硅水性環(huán)氧丙烯酸酯乳液具有較低的使用黏度 涂一4 黏度計(jì)測(cè)定為6 4 9 1 2 9 9 m m 2 s 1 且乳液粒徑較小 分散液穩(wěn)定 通過(guò)d s c 對(duì)合成的乳液進(jìn)行了表征 結(jié)果表明 有機(jī)硅 氧烷的引入 久人降低了乳液同化反應(yīng)的溫度 有利丁乳液低溫同化成膜 在含硅水性環(huán)氧丙烯酸酯乳液中添加改性劑及助交聯(lián)劑 制備了穩(wěn)定的無(wú)鉻耐指紋劑 通過(guò)考 察體系穩(wěn)定性及成膜后的性能 研究了改性劑 助交聯(lián)劑的種類(lèi)及用量對(duì)體系的影響 結(jié)果表明 當(dāng)以1 6 硅溶膠為體系改性劑 采用e p o c r o sw s 一5 0 0 為助交聯(lián)劑且o x a z o l i n e 基 羧基 0 8 的添加 量時(shí) 所制得的無(wú)鉻耐指紋劑性能穩(wěn)定 且成膜完整連續(xù) 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 對(duì)制得的無(wú)鉻耐指紋劑 j 1 3 0 高溫同化成膜 成膜時(shí)間為3 0 s 時(shí) 得到的涂膜性能良好 對(duì)涂 層的性能考評(píng)顯示 涂層經(jīng)9 6 h 耐鹽霧試驗(yàn) r n o 8 漆膜被n a o h 堿液覆蓋的區(qū)域在3 m i n 之 內(nèi)無(wú)氣泡或氣泡數(shù)量在3 個(gè)以?xún)?nèi) 5 m i n 之后氣泡不密集且氣泡直徑小于l m m 漆膜無(wú)剝落 溶解 粉化現(xiàn)象 涂層膜厚為1 0 1 2 9 m 符合具有優(yōu)異導(dǎo)電性時(shí)對(duì)膜厚的規(guī)定 涂層附著力達(dá)到0 級(jí) 無(wú)鉻耐指紋板色差值a e 小于2 耐指紋性能良好 關(guān)鍵詞 無(wú)鉻耐指紋極 硅氧烷 環(huán)氧樹(shù)脂 耐腐蝕性 耐指紋性 a b s t r a c t a b s t r a c t a f t e rad e t a i l e dr e v i e wa b o u tt h ed e v e l o p m e n to fa n t i f i n g e r p r i n td o p ep r e p a r a t i o n s an e w m e t h o db a s e do nt h ec h e m i c a lm o d i f i c a t i o nw a sp r o p o s e di nt h i sp a p e r t h ef i n a lp r o d u c tw a s p r e p a r e db yi n t r o d u c i n gc h a i n sc o n t a i n i n gc a r b o x y la n ds i l o x a n ei n t ot h ee p o x yr e s i n m o l e c u l e st h r o u g hg r a f t i n gp o l y m e r i z a t i o n f o l l o w e db yd i s p e r s i n gi n t ow a t e ra n df u r t h e r t r e a t i n gw i t hs i l i c o n c o n t a i n i n ga d d i t i v e si no r d e rt oo b t a i nt h ep r o d u c tw i t ho p t i m u m p e r f o r m a n c e s t h ee m u l s i o no fs i l i c o n c o n t a i n i n gw a t e r b o r n ee p o x y a c r y l i cc o m p o u n d sw a sc h a r a c t e r i z e d v i af t i r s e m t e ma n dd s c t h ee f f e c t so ft h es i l o x a n ei n t r o d u c t i o nm e t h o d t h es i l o x a n e c o n t e n t t h eg r a f t i n gm o n o m e r sc o m p o s i t i o n t h ed i f f e r e n tc o s o l v e n t s a sw e l la st h e p o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r ew e r ed i s c u s s e di nt h i sp a p e ni tw a si n d i c a t e dt h a tt h ep r o d u c t p r e p a r e dw i t l lam i x t u r eo f1 m e t h o x y 一2 p r o p a n o la n de t h y l e n eg l y c o lm o n o m e t h y le t h e ra s s o l v e n t a a k h 一151 a c c o u n t i n gf o r2 4 a n d2 5 o ft o t a lm o n o m e r sr e s p e c t i v e l y a st h e g r a f t i n gm o n o m e r s a n da tp o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r eo f115 h a dar e l a t i v e l yn a r r o w p a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n e x c e l l e n td i s p e r s i o ns t a b i l i t ya n dl o wv i s c o s i t y w h i c hw a s6 4 9 12 9 9m m 2 s m e a s u r e db yn o 4v i s c o s i m e t e r t h ed s cr e s u l t ss h o w e dt h a ts i l o x a n e i n t r o d u c t i o ng r e a t l yr e d u c e dt h ec u r i n gt e m p e r a t u r eo ft h ee m u l s i o n w h i c hw a sf a v o r a b l ef o r t h el o wt e m p e r a t u r ef i l m f o r m i n gp r o c e s so ft h ee m u l s i o n t h es t a b l ec h r o m i u m f r e ee m u l s i o nw a so b t a i n e dt h r o u g hf u r t h e rt r e a t m e n tw i t ha d d i t i v e s m e a n w h i l e t h ec a t e g o r ya n dc o n t e n to fa d d i t i v e sw e r ed e t e r m i n e db yi n v e s t i g a t i n gt h e i r i n f l u e n c e so ns y s t e ms t a b i l i t ya n dt h ef i l mp r o p e r t i e s i tw a sf o u n dt h a tt h ec h r o m i u m f r e e e m u l s i o np r e p a r e du s i n gs i l i c as o lw i t l l16 o ft h et o t a lm a s so fe m u l s i o n e p o c r o s w s 一5 0 0a s a u x i l i a r yc r o s s l i n k i n ga g e n t w i t ho x a z o l i n eg r o u p c a r b o x y l 0 8 h a d a n o u t s t a n d i n gc o a t i n gp e r f o r m a n c ea n de x c e l l e n tc o r r o s i o nr e s i s t a n c e 1 1 1 ef i l m f o r m i n gp r o c e s so fc h r o m i u m f r e ee m u l s i o nc a r r i e do u ta t13 0 f o r3 0 s 1 e a d e dt o ah i g h p e r f o r m a n c ef i l mw h i c hh a daf o g c o r r o s i o nr e t a r d a n c yt i m eo f9 6h o u r sa n dr n o 8 t h ea r e a so ft h ef i l mc o v e r e db yn a o hh a dn ob u b b l eo rw i t h i nt h r e eb u b b l e si n3 m i na n dt h e d i a m e t e ro fb u b b l ew a sl e s st h a nlm mi n5 m i n m e a w h i l e f i l mi nt h e s ea r e ad i d n th a v et h e p o v e f i z a t i o np h e n o m e n o n f a l l i n go f f o rd i s s o l v i n g t h i c k n e s so ft h ef i l mi s1 0 1 2 1 x m w h i c h p r o v i d e sg o o dc o n d u c t i v i t ya n dt i m e l i n e s s a d h e s i o no ft h ef i l mr e a c h e s0g r a d e a e c o l o r d i f f e r e n c ev a l u e o fc h r o m i u m f r e ef i n g e r p r i n t r e s i s t a n ts t e e lp l a t ei sl e s st h a n2 w h i c hm e a n s t h ec h r o m i u m f r e ep l a t ei sq u a l i f i e dw i t ho u t s t a n d i n gf i n g e r p r i n t r e s i s t a n t k e y w o r d s c h r o m i u m f r e ef i n g e r p r i n t r e s i s t a n ts t e e ls h e e t s i l o x a n e e p o x yr e s i n c o r r o s i o n r e s i s t a n c e f i n g e r p r i n tr e s i s t a n c e i i 東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得 的研究成果 盡我所知 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文中不包 含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果 也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育 機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何 貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意 研究生簽名 塑塑日期 查塑 2 東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 東南大學(xué) 中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所 國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送交學(xué) 位論文的復(fù)印件和電子文檔 可以采用影印 縮印或其他復(fù)制手段保存論文 本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致 除在保密期內(nèi)的保密論文外 允許論文被查閱和借閱 可以公布 包括刊登 論文的全部或部分內(nèi)容 論文 的公布 包括刊登 授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理 研究生簽名 胡娟 導(dǎo)師簽名 聲舢 期咖萬(wàn)和 緒論 1 緒論 近年米 隨著人氏生活水平的不斷提高及電子電器行業(yè)的蓬勃發(fā)展 市場(chǎng)對(duì)耐指紋鋼板產(chǎn)晶的 需求量與日俱增 從而也導(dǎo)致了對(duì)耐指紋劑的需求人鮭增加 目前 國(guó)內(nèi)對(duì)耐指紋劑的需求主要依 賴(lài)從日本進(jìn)1 3 國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)耐指紋有機(jī)膜鋼板的廠(chǎng)家很少 且質(zhì)餐也無(wú)法完全滿(mǎn)足家電行業(yè)的要求 據(jù)統(tǒng)計(jì) 0 6 年鍍鋅板的表觀(guān)消費(fèi)量1 0 0 0 多萬(wàn)噸 出廠(chǎng)價(jià)格自6 5 0 0 元 噸到7 0 0 0 元 噸不等 而如果 要求耐指紋表面處理的更是要加價(jià)3 8 0 元 噸 可見(jiàn)耐指紋劑的高附加值性 具有耐指紋性的有機(jī)涂 層鋼板的主要j j 途是各種家電產(chǎn)黼的內(nèi)外板 國(guó)內(nèi)1 1 前對(duì)耐指紋鋼板川量最人的是電腦機(jī)箱 d v d 洗農(nóng)機(jī) 空調(diào)等制造業(yè) 估計(jì)年消費(fèi)量在7 0 1 0 0 萬(wàn)n 屯之間 隨著家電業(yè)和電腦業(yè)的不斷發(fā)展 對(duì)耐 指紋鋼板的需求不僅在數(shù)量上更在質(zhì)蟄上提山了更高的要求 1 1 耐指紋板的發(fā)展歷程 耐指紋劑是涂覆在l u 鍍鋅 或熱鍍鋅 釧板表面的一層特殊的高附加值有機(jī)薄膜 它以其優(yōu)良 的耐指紋性 導(dǎo)電性及耐腐蝕性能而廣泛戍川丁i u 腦 影視和音響等l 乜子設(shè)備巾 特別足i 也腦機(jī)箱 d v d 外殼及電控柜笛l u 二f 行業(yè) 耐指紋劑的研究和生產(chǎn)起源丁日本 在8 0 年代初 l 進(jìn)入商 鋪化生產(chǎn) 其口的是為了滿(mǎn)足家電領(lǐng) 域內(nèi)h j 戶(hù)的要求 在家電生產(chǎn)過(guò)程中 由丁 i 序需要 許多零部什經(jīng) i 人多次觸摸 表面將留f l 人手上的汗?jié)n和指紋 同樣的 在產(chǎn)品的運(yùn)輸和使州過(guò)樣中也會(huì)在外殼l 留 卜污染 鍍鋅板易在有 汗?jié)n及指紋的地方被腐蝕而形成白色或灰色的粉狀腐蝕 髓物 這種腐蝕產(chǎn)物就是通常所說(shuō)的 白銹 l l 2 1 它是一種含z n o z n c 0 3 4 z n c 0 3 4 h 2 0 z n c 0 3 z n o h 2 2 z n c 0 3 3 z n o h 2 1 1 水溶性 碳酸鋅鹽及堿式碳酸鋅的混合 生成的白銹既影響鍍鋅板外觀(guān)質(zhì)量 義使其耐腐蝕性能人人減弱 由此研究開(kāi)發(fā)了耐指紋劑 從環(huán)保的角度米看耐指紋鋼板的發(fā)展歷程 人致經(jīng)歷r r 如 f l 個(gè)階段 如圖1 1 所示 裁品 靠譏艇臺(tái)疆駿 拜扳無(wú)c r 化學(xué)疆膜處成鋼板 罔 特征 淼瑟黝進(jìn)豐沖潮 黜黼蚓 刪 蘭竺竺竺竺 竺燮 攔 圖1 1 耐指紋鋼板的發(fā)展歷程 1 反麻型鉻酸鹽處理 反應(yīng)猬及電解型鉻酸鹽處理 l 藝 有鉻酸鹽處理一水洗一千燥等 l 序 現(xiàn)已采川了封閉系統(tǒng)的 排水處理方案 確立了制造 i 藝的環(huán)保安全 1 東南人學(xué)碩 學(xué)位論文 2 涂敷型鉻酸鹽處理 涂敷型鉻酸鹽處理無(wú)須水洗一i 序 在涂敷后直接加熱干燥 涂敷型鉻酸鹽處理膜主要由鉻酸 3 價(jià)鉻 6 價(jià)鉻 和硅構(gòu)成 具有優(yōu)良的耐蝕性 高的導(dǎo)電性 焊接性和適當(dāng)?shù)哪椭讣y性 岡此作為辦 公自動(dòng)化機(jī)器的內(nèi)裝零件而被廣泛采用 3 有機(jī)復(fù)合覆膜鋼板 在鉻酸鹽膜中 一般如果增加膜厚 則耐蝕性提高 但會(huì)發(fā)生附著性下降和由6 價(jià)鉻引起的著色 化等質(zhì)量問(wèn)題 所以 只靠增加膜厚來(lái)提高耐蝕性是有一個(gè)基本限度的 在這樣的背景下 在1 9 8 2 年 開(kāi)始開(kāi)發(fā)了由鉻酸鹽膜和薄有機(jī)樹(shù)脂膜 1 2 1 a m 組成的雙層化學(xué)覆膜處理鋼板 有機(jī)復(fù)合覆膜鋼板 具有優(yōu)良的耐蝕性 適度的導(dǎo)電性 耐指紋性 涂裝性 在辦公自動(dòng)化和音頻 視頻設(shè)備的需求不 斷擴(kuò)人 因此得到各鋼鐵公司的積極開(kāi)發(fā) 薄有機(jī)樹(shù)脂膜主要由有機(jī)樹(shù)脂和硅組成 有機(jī)復(fù)合覆膜鋼板使用雙層膜的目的 在丁利用鉻酸 鹽膜的鈍化作用和上層有機(jī)樹(shù)脂膜的阻擋層效果 特別是通過(guò)上層膜的阻擋層效果米抑制腐蝕環(huán)境 下鉻酸鹽中6 價(jià)鉻的過(guò)剩析出 使鉻酸鹽膜的鈍化作用長(zhǎng)期持續(xù) 以提高耐蝕性 上層有機(jī)樹(shù)脂膜基 本上由超微粒子硅 硅溶膠 和有機(jī)樹(shù)脂組成 超微粒子硅具有增強(qiáng)上層膜的阻擋層的效果 4 無(wú)鉻化學(xué)處理覆膜鋼板 無(wú)鉻化學(xué)覆膜處理技術(shù)進(jìn)入環(huán)保階段的研究于上世紀(jì)7 0 8 0 年代前半期已積極進(jìn)行 但一直沒(méi) 有開(kāi)發(fā)成功有效的替代技術(shù) 從9 0 年代后半期開(kāi)始 全球規(guī)模的環(huán)保問(wèn)題提上日程 取代六價(jià)鉻的 無(wú)鉻處理技術(shù)及開(kāi)發(fā)新的替代性環(huán)境友好型產(chǎn)品已成為耐指紋劑開(kāi)發(fā)的新課題 目前日本的新日鐵 j f e 鋼鐵 神戶(hù)制鋼 住友金屬j 業(yè)以及日新制鋼均已各自開(kāi)發(fā)出了無(wú)鉻的耐指紋鋼板 1 2 鍍鋅板的鉻酸鹽鈍化 傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)耐指紋鋼板處理是對(duì)鍍鋅板基板先進(jìn)性鉻酸鹽鈍化處理 然后再涂敷一層l 2 微米 厚的有機(jī)薄膜 鈍化處理是通常稱(chēng)為轉(zhuǎn)化處理工藝的一種 其j r 藝原理是將基體金屬表面從活化狀態(tài)變?yōu)殁g化 狀態(tài) 從而使基體金屬溶解變緩 這樣形成的覆蓋層可以認(rèn)為是基體金屬的腐蝕產(chǎn)物和所用鈍化處 理液中離子的還原產(chǎn)物兩者的混合物 3 1 實(shí)際的鈍化處理過(guò)程依賴(lài)丁金屬表面的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 其中包括一個(gè)剛極溶解步驟 這個(gè)過(guò)程中金屬表面被氧化 與之伴隨的陰極過(guò)程使鈍化液中的某些 離子被還原 產(chǎn)生的低價(jià)離子與金屬的腐蝕產(chǎn)物一起組成表面的鈍化膜 鉻酸鹽鈍化處理可在鍍鋅鋼板表面形成一層含有c 和c 的雙氧化態(tài)致密具有自修復(fù)效應(yīng) 且耐蝕性?xún)?yōu)良的鈍化膜層 同時(shí)表面有機(jī)膜可有效隔絕環(huán)境介質(zhì)中的氧和水分 故兩者協(xié)同賦予耐 指紋鋼板良好的耐蝕性 經(jīng)鉻酸鹽處理形成的鉻 金屬混合物鈍化膜比較緊密 本身又耐蝕 與基體 金屬又有很好的結(jié)合 同時(shí)膜層中的三價(jià)鉻化合物是不溶于水的 它構(gòu)成了鉻酸鹽的骨架 使膜層 具有足夠的強(qiáng)度 并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 而膜中入價(jià)鉻化合物是可溶性的 它在膜層中起著填 充的作用 在潮濕的人氣中 即使膜層被輕微劃傷 六價(jià)鉻 鉻酸鹽離子 能很容易從鈍化膜滲出 米作為緩蝕劑 與金屬表面的凝結(jié)水形成鉻酸 使劃破處重新成膜 所以鉻酸鹽膜具有自愈合能力 在濕度較火的人氣中 仍能對(duì)基體金屬有保護(hù)作用 由于鉻酸鹽鈍化成本低廉 使用簡(jiǎn)單 而且鈍 化后所得膜層耐蝕性極好 目前所知最好 可滿(mǎn)足多種要求 岡而在航空 電子和其它 r 業(yè)部門(mén)得 到了廣 泛的應(yīng)用 一直受到人們重視而沿用至今 但是在最近幾十年中 人們對(duì)鉻酸鹽的毒性也有 2 緒論 了深刻的認(rèn)識(shí) 認(rèn)為其毒性高且會(huì)致癌 例如 口服l 2 9 鉻酸或6 8 9 重鉻酸鉀可導(dǎo)致腎衰竭 肝損傷 血液紊亂和最終死亡 長(zhǎng)期接觸鉻酸鹽會(huì)導(dǎo)致丘疹 起泡和潰瘍 吸入鉻酸鹽可導(dǎo)致肺癌 發(fā)生1 4 5 因而 嚴(yán)格規(guī)定了工作場(chǎng)合的鉻酸鹽濃度水平 使用時(shí)須被告知鉻酸鹽可導(dǎo)致的健康危險(xiǎn) 美國(guó)o s h a 職業(yè)安全與健康協(xié)會(huì) 規(guī)定 在每周4 0 h 每天8 h 的 r 作場(chǎng)合 不溶性鉻酸鹽在空氣 中含量 l m g m 3 5 1 隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提升 取代六價(jià)鉻的無(wú)鉻處理技術(shù)及開(kāi)發(fā)新的替代性環(huán)境友好顰產(chǎn)晶已成 為金屬表面處理業(yè)所共同面臨的世界性難題 在電器行業(yè) 歐盟于2 0 0 3 年1 月先后頒布了 關(guān)于在 電子電器設(shè)備中限制使心某些有害物質(zhì)的指令 及 關(guān)于報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令 要求各成員國(guó)于 2 0 0 4 年8 月份之前制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有害物質(zhì)的具體要求 如鉛 六價(jià)鉻等 其統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將t 2 0 0 5 年出臺(tái)并于2 0 0 6 年7 月1 日起強(qiáng)制實(shí)行 相應(yīng)于此 各相關(guān)行業(yè) 特別是家電行業(yè) 均開(kāi)始制定自 己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 并陸續(xù)對(duì)供應(yīng)商提出了相應(yīng)的環(huán)保要求 為此 采朋新的對(duì)環(huán)境友好的無(wú)鉻鈍化技 術(shù)已迫在眉睫 對(duì)無(wú)鉻鈍化替代產(chǎn)晶的研制和開(kāi)發(fā)已成為金屬表面處理領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢(shì)和目標(biāo) 也是各國(guó)鋼鐵企業(yè)及其它金屬表面處理業(yè)所共同面臨的一個(gè)世界性難題 岡此 盡快研究出一種經(jīng) 濟(jì) 環(huán)保 高效并可適川于人規(guī)模 i 業(yè)生產(chǎn)的無(wú)鉻鈍化處理技術(shù)米代替現(xiàn)行的鉻酸鹽鈍化處理技術(shù) 具有十分重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值 1 3 鍍鋅板的無(wú)鉻鈍化 為了解決這個(gè)問(wèn)題 基本上有兩條路可走1 6 j 一條路是用更安全的生產(chǎn) t 藝 包括使用防護(hù)服 防毒面具 采朋將c r 6 還原為c r 3 的 l 藝 c 毒性比c r 6 毒性低1 0 0 倍 以及盡量采川低鉻鈍化 工藝 但是鑒于以后對(duì)鉻酸鹽的限制可能更加嚴(yán)格 同時(shí)該方法沒(méi)有最終解決鉻酸鹽的排放問(wèn)題 所以效果不能令人滿(mǎn)意 另一條路是尋找鉻酸鹽的替代物 在這一方面人們從無(wú)機(jī)物方面作了人量 的研究一i 作 譬如利州鉬酸鹽 鎢酸鹽 稀十鹽 鋯酸鹽等等 但總的來(lái)看效果均不好 較之鉻酸 鹽鈍化還有很人的差距 隨研究深入 人們把眼光逐漸轉(zhuǎn)向了有機(jī)物方面 試圖能從中找劍一種替 代物 這一方面的 作起步較晚 研究的報(bào)道還不多 但很有前途 現(xiàn)就近期文獻(xiàn)概述如表1 1 表1 1 現(xiàn)有無(wú)c p 涂層的方法 1 3 1 無(wú)機(jī)鹽鈍化 1 鎢酸鹽鈍化 由于w 與c r 是同族元素 鎢酸鹽在作為金屬緩蝕劑方面與c r m o 有相似性 因而對(duì)鎢酸鹽 鈍化也有研究 k r i j i 等認(rèn)為 鍍鋅層在鎢酸鹽溶液中進(jìn)行剛極或陰極極化處理 形成的轉(zhuǎn)化膜耐蝕 性不夠理想 c o w e i e s o n l 7 1 等對(duì)s n z n 合金作了鎢酸鹽鈍化處理 效果較好 但試驗(yàn)表明耐蝕性不 3 東南人學(xué)碩 1 學(xué)位論文 如鉻酸鹽鈍化 j 藝 d b i j i m i l 8 等主要研究了z n s n 在鎢酸鹽中陰 岡1 極極化特征 2 4 h 鹽霧試驗(yàn)表 明 在z n 表面生成的鈍化膜中 鎢酸鹽鈍化膜的耐蝕性要遜于鉻酸鹽鈍化膜 l e e s t 等州周期換向 電流在鎢酸鹽溶液中形成了轉(zhuǎn)化膜層 2 硅酸鹽鈍化州 硅酸鹽處理具有成本低 鈍化液穩(wěn)定性好 使用方便 無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn) 而且它來(lái)源豐富 價(jià)廉 它的應(yīng)用兒乎不受任何限制 硅酸鹽保護(hù)膜是由水中帶正電的金屬離子和帶負(fù)電的硅酸根離 子或s i 0 2 膠囊作用而形成的吸附化合物 為了增加膜層耐蝕性 需在溶液中加入磷化物或氮化合物 有機(jī)促進(jìn)劑 或?qū)⒂袡C(jī)促進(jìn)劑作為單獨(dú)的后處理溶液 硅酸鹽鈍化膜的鹽霧試驗(yàn)表明 該膜層具有 較好的耐蝕性 該一l 藝的另一優(yōu)點(diǎn)是膜層可以染色 一般鉻鈍化膜染色j r 藝繁復(fù) 并且需預(yù)先在高 c r 溶液中處理 然后漂白 再染成所需顏色 在這一方面國(guó)外的硅酸鹽鈍化有些己經(jīng)發(fā)展成鈍化一 染色二合一工藝 在鈍化液中同時(shí)加入某些天然纖維染劑如三芳基甲烷顏料 岡i 離子型 或混合顏料 可以染成各種顏色 顏料加入范圍為0 0 0 5 0 3 鮒 具體視所需顏色深度而定 3 t i a i 鹽鈍化1 9 1 國(guó)內(nèi)七十年代初曾試驗(yàn)t i 鹽鈍化 i 藝 溶液主鹽為硫酸氧鈦或氟酸鈦 可進(jìn)行白鈍化和彩色鈍 化 該 藝雖然具有無(wú)c r 特點(diǎn) 但是由于膜層呈親水性 并缺乏 自愈 作用 耐蝕性差 影響了 推j 使 h j 近年米國(guó)外研究了以t i a l v 為基礎(chǔ)的新鈍化工藝 鈍化液由成膜劑和活化劑組成 主要含有t i a l v 和s i 的鹽類(lèi) 如氧化鈦鉀 氧化鋁鉀 氟硼酸鈦 硫酸鈦 硫酸銫 正釩酸鈉 偏釩酸鈉等 該類(lèi)溶液與鈦鹽鈍化的最人區(qū)別是膜層呈憎水性 一般可受中等程度的腐蝕 4 稀土金屬鹽鈍化 將稀土金屬鹽作為腐蝕阻化劑是非常有效的方法 h i n t o n 和w i l s o n 1 0 研究了在0 1 m o ln a c i 溶液 中加入c e c l 3 發(fā)現(xiàn)它能有效地降低陰極部位的氧化還原速度 保護(hù)基體材料 p i n g 和k u i j 認(rèn)為 含4 0 鰣的c e c l 3 7 h 2 0 的鈍化液 在p h 4 溫度3 0 c 時(shí)間1 m i n 的鈍化工藝條件下 可以在 z n 層表面生成有效的鈍化膜層 鈍化過(guò)程中還要慢慢加入h 2 0 2 以強(qiáng)化反應(yīng) x 射線(xiàn)光電予能譜 和俄歇電子能譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)膜層中含有銫的氧化物和氫氧化物 膜層均勻具有很好的耐蝕性 5 鋯鹽鈍化 鋯基無(wú)鉻鈍化液主要含h 2 z r f 它提供z r 和f 另外常需加入少量的h f 甜 近來(lái)發(fā)展的鋯基 鈍化液還常包括一些高分子化合物 d e c k l l 3 1 發(fā)現(xiàn) 膜可用氟鋯酸處理液進(jìn)行處理 方法是在氟鋯酸 溶液中進(jìn)行陰極處理 得到的z r o h 4 膜層經(jīng)高溫處理后 轉(zhuǎn)變?yōu)閦 r 0 2 含鋯溶液代替鉻酸鹽用 于鋁基表面的預(yù)處理已被確認(rèn) 但還較少用于鋅基金屬的處理 般來(lái)說(shuō) 鋯基無(wú)鉻鈍化液可用于 處理鋅基表面 作為涂漆的前處理 而一般不作為最終處理 6 h 2 s 0 4 和h 2 0 2 溶液鈍化 文獻(xiàn) 1 4 給出了該種鈍化液的配方 其主要成份為h 2 s 0 4 h 2 0 2 和可溶性硅酸鹽 為了進(jìn)一步改 善其鈍化膜的抗蝕性和裝飾性 往往還需加入一定量的添加劑 如有機(jī)磷化物 氮化物 抗壞血酸 等 工藝如下 h 2 s 0 48 1 8 9 i h 2 0 27 2 4 9 1 s i 0 28 1 8 9 n p h 3 4 工作溫度2 0 3 5 6 c 有機(jī)s i 0 2 時(shí)間2 0 5 0 s 其中硅酸鹽中s i 0 2 對(duì)n a 2 0 或k 2 0 的摩爾比通常在2 2 以上 在此工藝條 件下可獲得良好的效果 在鈍化過(guò)程中 需不斷補(bǔ)充消耗掉的h 2 s 0 4 禾lh 2 0 2 該 1 j 藝的主要優(yōu)點(diǎn)是 鈍化膜性能好 鈍化液使塒壽命長(zhǎng) 無(wú)毒性 清洗水不需處理 期間溶液不會(huì)聚集有害的副產(chǎn)物 7 高錳酸鉀鈍化 4 緒論 w a t s o n 等1 1 5 1 6 1 成功地在c r c l z n s 0 4 硫脲溶液中得到了z n 4 6 c r 合金鍍層 并將此在硝酸 溶液中出光 水洗后浸入p h i 5 一 1 8 溫度2 5 c 的高錳酸鉀溶液中進(jìn)行鈍化處理 然后取山水洗 并于6 0 c f 干燥 在表面形成凝膠膜 分析發(fā)現(xiàn) 膜中含有z n 三價(jià)c r 3 離子 六價(jià)c 離子 s s t 和電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn) 膜層的耐蝕性?xún)?yōu)于鉻酸鹽鈍化膜 z n 6 c r 合金鈍化后呈彩虹色 合金含鉻低 時(shí)色彩淡 鍍層含鉻超過(guò)1 0 時(shí)不易鈍化 8 含鈷溶液鈍化 c o i i 和c o 1 i d 的絡(luò)合物均可鈍化處理a i m g z n c d 等金屬 s c h r i e v e r 掣1 7 發(fā)明的 鈍化液含0 0 0 1 m o l l 飽和的c o i i 鹽 c o x 2 x c i b r c n n 0 3 等 0 0 3 m o l l 飽和硝酸鹽 0 0 6 6 0 0 m o l l 的乙酸銨 波音公司 l8 的含c o 鈍化處理液中含c o i i i 鹽 n h 4 鹽 無(wú)機(jī)絡(luò)合劑 如 硝酸鹽等 水溶性銨類(lèi) 如t e a e d t a 等 經(jīng)該鈍化溶液處理后可提高a l 合金表面與涂 膜的結(jié)合力及膜層耐蝕性 該公司另一鈍化液則含0 0 1m o l 飽和c o i i i 絡(luò)合物 m e 3 c o n 0 2 6 m e n a k l i 在p h 7 0 7 2 時(shí)處理a i m g 等可形成表面含鈷的氧化膜 1 3 2 有機(jī)物 鹽 鈍化 1 二氨基三氮雜茂 b a t 4 及衍生物鈍化 z w c h e n 等 l9 認(rèn)為 對(duì)鍍鋅層來(lái)說(shuō)最有希望代替鉻酸鹽鈍化的是一些特別的z n 的有機(jī)鰲合處 理 因?yàn)樗茉趜 n 表面形成一層不溶性有機(jī)復(fù)合物薄膜 膜內(nèi)分子以配位形式與金屬基體相結(jié)合構(gòu) 成屏蔽層 使膜致密 增強(qiáng)了膜的抗蝕性 k w i p p e r m a n n 掣2 0 1 在這一方面也進(jìn)行了具體研究 他們 利用不同的有機(jī)物 如b a t 4 b t a h t 及其衍生物等在不同的浸潰時(shí)間 p h 電勢(shì)e 抑制濃度 c i n h z n 離子濃度c z 2 等條件下進(jìn)行試驗(yàn) 通過(guò)測(cè)量電流電勢(shì)及欠重發(fā)現(xiàn)a h t 在酸和弱堿溶液中 是極好的抑制腐蝕劑 而b a t 4 在p h 9 和低抑制濃度c i n h 條件 卜具有最好的腐蝕效率 相對(duì)而言 在條件相同的情況下 以a h t 的使用場(chǎng)合最為j 泛 另外 k w i p p e r m a n n 還通過(guò)電容電位曲線(xiàn)法 和x p s 分析發(fā)現(xiàn)鋅鍍層生成了一層最大厚度為3 9 m 的保護(hù)性三氮雜茂z n 膜 z n b a t 4 提高了有 機(jī)物的緩蝕性能 膜中鋅和三氮雜茂環(huán)的化學(xué)計(jì)量比為l 2 進(jìn)一步分析表明 三氮雜茂分子的溶 解性 吸附性和排水性以及鋅一三氮雜茂復(fù)合物膜層的穩(wěn)定性是影響三氮雜茂衍生物抑制腐蝕效率 的最重要岡素 2 單 j 酸鈍化 單 j 酸 t a n n i ca c i d 又名單寧 鞣酸 淡黃至淺棕色無(wú)品粉末 取沒(méi)食子酸研細(xì)后用水及醇浸 出而得 國(guó)外專(zhuān)利中關(guān)于單 j 酸鈍化配方很多 9 l 例如 單寧酸4 0 鯽 添加劑2 0 9 n h n 0 3 d 1 4 0 5 m l 1 5 0 7 0 c 單寧酸o 1 2 0 含有鉻 氟化物的單 j 酸鈍化溶液 含有鋯 氟化物的 單j j 酸鈍化溶液 其中 用丁處理鍍鋅鋼板 以提高抗蝕性及膜基體的結(jié)合力 梁?jiǎn)⒚竦?2 l 對(duì)z n 層采h j 單寧酸鈍化處理取得了較好的效果 工藝為 單 j 酸4 0 9 l h n 0 3 5 m l 1 添加劑2 0 l 溫度 6 0 2 時(shí)間2 0 s 鈍化試樣在3 n a c i 溶液中浸泡1 6 8 h 無(wú)異常 超過(guò)三酸鈍化 但鹽霧試驗(yàn)僅通 過(guò)2 4 h 濕熱試驗(yàn)通過(guò)4 8 h 溫度3 5 濕度9 5 單 j 酸是一種多元苯酚的復(fù)雜化合物 無(wú)毒 易溶于水 水解后溶液為酸性 能少量溶解基體 金屬鋅 如同其他化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理jr 藝一樣 單 j 酸鈍化成膜過(guò)程也可分成三個(gè)階段 鋅的溶解 膜的形成 膜的成長(zhǎng)和溶解平衡 單 j 酸鈍化液是主要成膜劑 提供膜中所需要的羥基和羧基 當(dāng)鍍鋅及其合金層與單 j 酸溶液接觸時(shí) 單與 酸的羥基與鍍層反應(yīng)并通過(guò)離子鍵形成鋅化合物 而 且單 j 酸的人量羥基經(jīng)配位鍵與鍍鋅層表面生成致密的吸附保護(hù)膜 提高z n 層的防護(hù)性 研究證明 s 東南人學(xué)碩 f 學(xué)位論文 隨著單j j 酸溶液濃度的增加 膜層變厚 顏色加深 耐蝕性能增強(qiáng) 當(dāng)單 j 酸濃度超過(guò)4 0 酣時(shí) 雖 膜層顏色加深 但耐蝕性沒(méi)有明顯的提高 單0 酸處理液中加入少量硝酸或硝酸鹽 有助于加速鍍 鋅層溶解及膜的形成 并起到整平增光作用 為進(jìn)一步增加膜層的耐蝕性 還可添加一定的添加劑 如金屬鹽類(lèi) 有機(jī)或無(wú)機(jī)緩蝕劑等 基于這些原因 前幾年應(yīng)剛較多的單寧酸鈍化液組成為 單寧 酸4 0 5 0 9 1 硝酸5 8 m l 1 添加劑適量 由于單寧酸價(jià)格較貴 為降低成本 最近人們義研究出含單寧酸僅3 5 剛的鈍化處理新工藝 2 2 1 它是將鍍鋅或鋅合金鋼板先浸于p h 為1 3 5 1 4 0 溫度為5 0 的k o h 溶液中 保持3 0 6 0 s 使 鍍層表面活化后取出水洗 接著浸在含單寧酸3 5 l 溫度約6 0 c 的溶液中處理3 0 s 取出后自然 干燥或熱風(fēng)干燥 這種處理方法 j 藝簡(jiǎn)單 成本低 單 j 酸鈍化膜與鉻酸鹽膜具有相同程度的耐蝕 性 且能增強(qiáng)涂膜的附著力 為了延長(zhǎng)鍍鋅鈍化層的儲(chǔ)存耐蝕期 日本的西村英雄等研究了適合于鍍鋅及其合金鋼板表面處 理川的單 j 酸防銹處理液 這種防銹處理液由單寧酸聚合物 醇類(lèi)增溶劑 少量濕潤(rùn)劑 添加劑和 水組成 單寧酸聚合物是由單 j 酸1 5 3 0 份 乙二醇一丁醚5 0 6 0 份 檸檬酸5 份 2 0 的乙醛 3 0 份 烷醇磺酸辛1 份 在6 0 7 0 c 溫度下加熱攪拌聚合而成 然后將單 j 酸聚合物5 份 甲醇 2 0 份 三梨糖醇0 4 份 濕潤(rùn)劑o 2 份 添加劑3 份和7 l 份水混合成單 j 酸用于防銹處理 經(jīng)單 j t 酸防銹處理液處理的鍍z n 或z n 合金層直接進(jìn)行鹽水噴霧試驗(yàn) j i sz 2 3 7 1 時(shí) 產(chǎn)生白銹的時(shí)間在 3 2 h 以上 使川這種鋼板時(shí)不需進(jìn)行脫脂和磷化處理 可以直接涂裝 能 1 了省涂裝前處理的費(fèi)用 m c c o n k e y l 2 3 j 報(bào)道了一種單 j 酸基的轉(zhuǎn)化膜處理工藝 h j 磷酸 單寧酸處理金屬表面后 金屬鐵表面 穩(wěn)定 后續(xù)的涂層與基體結(jié)合緊密 可為涂漆提供可靠的前處理 3 植酸鈍化 植酸亦稱(chēng)肌醇六磷酸脂 分子式為c 6 h 1 8 0 2 4 p 6 分子量為6 6 0 4 無(wú)毒 廣泛存在干油類(lèi)和谷類(lèi) 種子中 由于它的分子中含有6 個(gè)磷酸基 故它易溶于水 具有較強(qiáng)的酸性 植酸分子中具有能同 金屬配合的2 4 個(gè)氧原子 1 2 個(gè)羥基和6 個(gè)磷酸基 因此植酸是一種少見(jiàn)的金屬多齒鰲合劑 當(dāng)與 金屬絡(luò)合時(shí) 易形成多個(gè)鰲合環(huán) 絡(luò)合物穩(wěn)定性高 即使在強(qiáng)酸性環(huán)境中 植酸也能與金屬離子形 成穩(wěn)定的絡(luò)合物 植酸分子結(jié)構(gòu)中6 個(gè)磷酸基只有一個(gè)處在a 位 其他5 個(gè)均在e 位上 其中有4 個(gè)磷酸基處于同一平面上 岡此植酸在金屬表面同金屬絡(luò)合時(shí) 易在金屬表面形成一層致密的單分 子保護(hù)膜 能有效阻j 卜0 2 等進(jìn)入金屬表面 從而減緩了金屬的腐蝕 植酸處理后的金屬表面由于形 成的單分子有機(jī)膜層同有機(jī)涂料具有相近的化學(xué)性質(zhì) 同時(shí)還由于膜層中含有的羥基和磷酸基等活 性基團(tuán)能與有機(jī)涂層發(fā)生化學(xué)作用 因此經(jīng)植酸處理過(guò)的金屬表面與有機(jī)涂料有很強(qiáng)的粘結(jié)能力 研究表明 植酸既是金屬表面處理理想的鰲合劑 又是金屬的優(yōu)良的緩蝕荊 一般認(rèn)為以鉻酸鹽為 基礎(chǔ)的傳統(tǒng)的鋼材表面處理方法遠(yuǎn)不如植酸法 早在8 0 年代初就有人研究了植酸用于熱鍍鋅板 鋼材的表面處理 2 4 發(fā)現(xiàn)有雜環(huán)化合物 如巰 基苯并噻唑 氟化物 氯化物 或硼酸鹽和植酸或植酸鹽 其中植酸川量為3 0 9 l 組成的處理液 于8 0 浸漬后 1 3 0 烘干 處理后的金屬材料如鍍鋅板 鑄鐵等經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)2 4 h 未發(fā)現(xiàn)有銹蝕現(xiàn) 象發(fā)生 朱傳方等1 2 5 利用從米糠中提取植酸 將其用于鍍鋅的無(wú)鉻鈍化中 發(fā)現(xiàn)由植酸 濃度5 0 用量為5 9 1 與硅酸鹽 硫酸鹽及光亮劑組成的處理液在p h 2 3 時(shí) 鍍鋅件于其中浸潰1 0 一2 0 s 后烘干進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn) 腐蝕實(shí)驗(yàn)是在3 n a c i 和0 0 0 5 m o l 1 的h 2 s 0 4 溶液中浸泡 結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)7 0 h 而朱有銹斑現(xiàn)象發(fā)生 鍍鋅板發(fā)黑處理也可使朋植酸及其鹽 方法是將鍍鋅板浸泡在以植酸為鰲合 劑的處理液 p h 3 0 3 n 0 3 0 i m o l 1 p 0 4 j n 0 3 1 5 中 發(fā)黑合金元素為n i c o f e 等 處 理后的鍍鋅板早均勻的暗黑色 具有很高的抗蝕能力 其表面與有機(jī)涂料之間的粘接力也得到增強(qiáng) 美國(guó)專(zhuān)利u s4 3 4 1 5 5 8 公開(kāi)了一種1 卜鉻合金表面處理劑 該處理劑由植酸 硅膠及鈦或鋯化合物組成 6 緒論 處理后的金屬材料可不需水洗 直接 y 1 2 0 c 干燥 最后涂以醇酸樹(shù)脂蜜胺漆 經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 該有機(jī)涂層附著力和金屬材料抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的鉻酸鹽處理法 該專(zhuān)利提供用于鍍鋅板的表面處 理劑為 5 0 植酸溶液1 6 硅膠2 0 03 0 聚乙烯醇5 0 n h 4 2 t i f 61 o 其余為去離子水 4 乙烯共聚物水溶性乳膠鈍化1 2 6 乙烯共聚物水溶性乳膠 l u g a l v a nd c 是德國(guó)專(zhuān)利產(chǎn)品 l u g a l v a nd c 用于改善金屬表面的抗 腐蝕及美觀(guān)性 它所形成的鈍化膜與金屬附著良好 特別適用于鍍鋅板及鍍鉻板上 l u g a l v a nd c 在鍍鋅板上所形成的膜厚可以通過(guò)調(diào)整乳膠的黏度米控制 為了保證l u g a l v a nd c 不發(fā)生沉淀 可 加入氨水或胺諸如二甲乙醇胺以維持其p h 值在約9 左右 由l u g a l v a n d c 所形成的膜具有約1 5 n c m 2 的拉伸強(qiáng)度及高達(dá)4 0 0 的延伸率 鹽霧試驗(yàn)顯示浸泡l u g a l v a nd c 的鍍鋅板在6 0 干燥3 0 m i n 及 時(shí)效一周 耐腐蝕性提高了一倍 而且還可以通過(guò)向其中添加硅酸鹽進(jìn)一步增加涂層的耐蝕性和熱 穩(wěn)定性 5 樹(shù)脂涂敷處理 日本鋼鐵公司開(kāi)發(fā)出一種無(wú)鉻樹(shù)脂 將其涂敷在熱鍍鋅或電鍍鋅鋼板上 其耐蝕性能等同于鉻 酸鹽鈍化處理的鍍鋅鋼板 已在家電 汽車(chē)行業(yè)試用 2 新日鐵 2 8 1 開(kāi)發(fā)了不含鉻的鍍鋅鋼板 z i n k o a t 2 1 電鍍鋅鋼板 和 s i l v e r z i n c 一2 1 熱鍍鋅鋼板 的處理液 對(duì)電鍍鋅板e(cuò) g 每面鍍鋅量2 0 9 m 2 和熱鍍鋅鋼板g i 每而鍍鋅昔6 0 9 m 2 進(jìn)行了鈍化處理 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 鈍化膜 越厚耐蝕性越高 1 0 1 t m 厚的鈍化膜 其耐蝕性與鉻酸鹽鈍化處理鋼扳的耐蝕性相近 當(dāng)膜層厚度 為1 5 1 7 1 x m 時(shí) 耐蝕性等于或稍?xún)?yōu)于傳統(tǒng)的涂布型鉻酸鹽鈍化處理鋼板 鉻的附著量為5 0 m g m 2 但是無(wú)鉻處理膜材料的消耗量要比鉻酸鹽鈍化j r 藝的消耗量多 當(dāng)膜層厚度為o 7 m 時(shí) 具有與鉻 酸鹽鈍化處理同等的導(dǎo)電性 所以對(duì)重視導(dǎo)電性的鋼扳 應(yīng)該參照這個(gè)膜層厚度 相比傳統(tǒng)的鈍化 處理 無(wú)鉻處理鋼板的耐蝕性和導(dǎo)電性不太容易兼顧 強(qiáng)調(diào)導(dǎo)電性的場(chǎng)合 膜層較薄 無(wú)鉻處理鋼板 的耐蝕性比鉻酸鹽鈍化處理的鋼板差 川崎鋼鐵公司 神戶(hù)制鋼 日本鋼管也研究出各不相同的無(wú) 鉻處理工藝1 2 9 3 0 l 6 丙烯酸樹(shù)脂鈍化 美國(guó)專(zhuān)利1 3 l 中發(fā)明的一種金屬基表面鍍鋅處理的鈍化方法 該鈍化方法中所朋處理液為一種無(wú) 毒低蒸汽溶液 包含有一種烷基甲基丙烯酸酯聚合物 特別是甲基一丁基丙烯酸酯的共聚物 溶液 里的共聚物中甲基 丁基之比在9 l 到l 9 之間時(shí)效果較好 分子量可以從1 0 0 0 到1 0 0 0 0 0 0 之間 變化 這種共聚物不溶與水 但是溶解在一系列有機(jī)溶劑中 由于它有相當(dāng)?shù)偷亩拘院驼羝麎毫?2 0 0 時(shí)約3 8 m m h g 故建議改用氧一醚作溶劑 濃度可以從1 2 5 變化 該處理方法可使聚合物 在無(wú)毒低蒸汽壓和無(wú)水的溶劑里很容易分解 從而在金屬表面上形成均一 透明 耐蝕性很好的薄 層鈍化膜 在專(zhuān)利中 利用該處理液 記為a 與含六價(jià)鉻 磷和三價(jià)鉻的處理液 記為b 作對(duì) 比 方法是取5 a 處理液與2 b 處理液浸泡鍍鋅或鍍鋅鋁合金鋼板 然后進(jìn)行q c t 操作 q c t 為蒸汽連續(xù)凝結(jié)于試樣鈍化面上 后再同流到約1 3 0 f 熱水浴盆里 周期檢測(cè)試樣腐蝕程度的測(cè)試 法 經(jīng)鹽霧及濕熱腐蝕測(cè)試 結(jié)果發(fā)現(xiàn)6 天后鍍鋅鋼上兩者q c t 操作后試樣均無(wú)腐蝕 而鹽霧試 驗(yàn)6 天5 a 處理液腐蝕率高于2 b 處理液 分別為5 0 和2 5 但是對(duì)于鍍z n a l 合金鋼來(lái)說(shuō) 5 a 處理液經(jīng)6 天的q c t 無(wú)腐蝕 而2 b 處理液經(jīng)同樣長(zhǎng)時(shí)間的q c t 已經(jīng)完全腐蝕 另外 在 經(jīng)3 天和6 天的鹽霧試驗(yàn)后 5 a 處理液均為5 而2 b 處理液分別為o 和4 0 因此從總體 上看 z n 或z n a 1 合金鍍層經(jīng)專(zhuān)利中由這種含烷基丙烯酸酯聚合物無(wú)鉻鈍化液配制成的鈍化液浸 泡后 耐蝕性能接近甚至某些方面已超過(guò)了鉻酸鹽鈍化 很有發(fā)展前途 7 環(huán)氧樹(shù)脂鈍化 7 東南人學(xué)碩 1 學(xué)位論文 歐洲專(zhuān)利 3 2 中發(fā)明的一種新型的鈍化液 在該專(zhuān)利中的鈍化液浸泡過(guò)a l z n 合金或a l 后可在 鍍層上形成一層由無(wú)鉻混合物形成的涂層 涂層混合物成分包括 選自有機(jī)聚合物成分所形成的連 續(xù)相 即凍膠凝膠相 以及散布于整個(gè)連續(xù)相中的分散相 凍膠凝膠是一種有機(jī)聚合物 包括水溶 聚合物和那些可以溶解在無(wú)水的溶劑里的聚合物 選川聚合物時(shí)要求所選聚合物在鍍層上能形成薄 膠片 一般選h j 環(huán)氧樹(shù)脂 也可選擇丙烯酸聚合物 聚 胺酯等 無(wú)鉻鹽的混合物包含兩種鹽 第 一種來(lái)自稀有金屬酯 諸如銫和鑭的草酸鹽和乙酸鹽 以及堿和堿十金屬的礬酸鹽 諸如鈉或鈣的 亞礬酸鹽 另一種是堿金屬的硼酸鹽 諸如鋇的弧硼酸鹽 有時(shí)該鹽中還會(huì)有稀有金屬的氯化物或 多種氯化物混合物 至于該無(wú)鉻鹽的含量則取決于所產(chǎn)生的涂層和所處的腐蝕條什的惡劣程度 專(zhuān) 利中的涂層復(fù)合物中含至少約5 0 p p m 的無(wú)鉻鹽 以連續(xù)相的質(zhì)量為基準(zhǔn) 考慮到成本及腐蝕保護(hù)能 力變?nèi)醯葘?無(wú)鉻鹽加入量一般不超過(guò)5 0 0 p p m 通常位于5 0 一5 0 0 p p m 之間 在條f t q l 二常惡劣的 腐蝕條件下 可提高加入量 據(jù)此 專(zhuān)利中提出了三種鈍化液配方a b k a 為有機(jī)聚合物加硼 酸鈣 礬酸鈉 b 為有機(jī)聚合物加 礬酸鈉 乙酸銫 草酸銫 k 為有機(jī)聚合物加乙酸銫 將此 三種鈍化液與其它的八種配方及鉻酸鹽作對(duì)比試驗(yàn) 以判定涂層上的耐蝕情況及涂層的干 濕粘附 力 試驗(yàn)結(jié)果顯示 無(wú)論何種預(yù)處理的涂層 在鈍化液a 中沒(méi)潰后 其涂層均顯示出了極好的抗腐 蝕性能及干 濕粘附力性能 經(jīng)3 0 0 0 h 的鹽霧試驗(yàn)后表明 耐蝕性能與鉻酸鹽鈍化相當(dāng) 1 4 水性涂料的研究與開(kāi)發(fā) 涂料是一種重要的化 i 材料 j 泛j h j 于建筑 汽車(chē) 機(jī)械 家電 航空 航天 船舶等領(lǐng)域 是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中必不可少的材料 過(guò)去絕大多數(shù)涂料均是溶劑型的 由于溶劑的火量消耗 造成環(huán)境 污染 中毒 著火等不安全岡素 國(guó)外已有許多法規(guī)限制溶劑型涂料的生產(chǎn) 3 3 1 鑒r 此 各國(guó)相繼 人力發(fā)展水基型和無(wú)溶劑型涂料 以及粉末弛涂料 在這些環(huán)境友好的涂料中 使川最為廣泛的 研究最活躍的是水性涂料 水性化被認(rèn)為是涂料的最終歸宿 3 4 1 卜 面介紹兒種常用的水性成膜聚合 物 1 4 1 丙烯酸樹(shù)脂 丙烯酸樹(shù)脂是2 0 世紀(jì)5 0 年代發(fā)展起來(lái)的涂料新晶種 它具有以下優(yōu)點(diǎn) 3 5 色淺 透明性極好 優(yōu)良的耐光性f l 皂l l l 耐戶(hù)外老化性能 在