奈米金屬表面處理劑--2010118資料

1、無鉻耐蝕金屬表面處理液NON-CHROMATE METAL SURFACE TREATMENT SOLUTIONS 金屬奈米主動(dòng)防蝕技術(shù) 一、傳統(tǒng)金屬表面處理被動(dòng)防蝕傳統(tǒng)金屬表面處理流程，是用酸蝕（化成皮膜反應(yīng)）或以酸 液陽極處理，並大量使用六價(jià)鉻離子（ Cr+6）以增加防蝕效果；而 大量含鉻酸的工業(yè)廢水也隨之產(chǎn)生，造成嚴(yán)重的環(huán)保問題。然而 法規(guī)對(duì)鉻酸的使用及金屬表面化學(xué)處理的相關(guān)規(guī)定越來越嚴(yán)格， 且也不見得所有金屬都適合這種處理方式；例如在銅、鎂、鈦金 屬上的效果遠(yuǎn)比鋁來得差，而鐵則需先鍍上一層金屬（鋅或鎳） 作為犧牲陽極，才能使用這種處理方式。而 所有的傳統(tǒng)金屬防蝕 只要採用電化學(xué)方式，我

2、們均可以將這些方法統(tǒng)稱為“金屬的被 動(dòng)防蝕”二、非鉻金屬表面處理主動(dòng)防蝕一項(xiàng)新型技術(shù)一種簡單又環(huán)保的金屬表面處理法，此技術(shù) 原是應(yīng)用於航太工業(yè)的金屬黏合，是將水性或溶劑型溶液塗布於 金屬上，形成一層有機(jī)無機(jī)奈米混成鍍膜，而非在金屬表面形 成氧化層來達(dá)成防蝕效果。此奈米混成鍍膜可以化學(xué)鍵與金屬緊密結(jié)合，形成緻密的保護(hù)膜，有效阻隔空氣中氧氣及水份進(jìn)入，達(dá)到防蝕效果。也可以再化學(xué)鍵與有機(jī)黏著劑或塗料結(jié)合，進(jìn)行貼黏或塗裝。因此藉由 中間這層奈米混成鍍膜，可大大提高金屬 表面的上漆性及黏著性 ，而其效果並不亞於，甚至優(yōu)於酸蝕化成 皮膜或陽極處理。其特性說明如下：1、鍍液可因用途不同而分水性或溶劑型，均為

3、無毒、符合環(huán)保之 化學(xué)品，此外，水性鍍液則不必?fù)?dān)心 VOC問題。2、此鍍膜可以浸鍍、噴塗或滾鍍等方式塗於金屬上， 膜厚可從小 於1 微米到數(shù)微米 ，依用途定，施工方法皆十分簡易有效。3、此奈米材料混成鍍膜可與金屬表面及有機(jī)黏著劑或塗料產(chǎn)成極 強(qiáng)的化學(xué)鍵，其強(qiáng)度遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)酸蝕化成皮膜或陽極處理與黏 著劑或塗料的機(jī)械性咬合 。這正可解釋為何 較薄的奈米混成鍍 膜，其效果可等同於或甚至優(yōu)於厚度較厚的酸蝕化成皮膜、陽 極處理、有機(jī)底漆或面漆。4、此奈米混成鍍膜亦可依不同用途而量身訂做，例如黏著、防腐 蝕、防磨損、撥水、親水等。5、若對(duì)此奈米混成鍍膜溶液的成分加以修改，此製程即 可應(yīng)用於 不同的金屬及其

4、合金上 ，例如鋁、銅、鈦、鋼及鎂，均有絕佳 的效果， 部分用途亦可取代底漆、底膠或面漆6、鍍膜後不須用水沖洗，因此不會(huì)產(chǎn)生廢水，即不會(huì)有傳統(tǒng)金屬表面化學(xué)皮膜處理所產(chǎn)生之污染問題，且處理過程中，用水量 大大減少，達(dá)到不浪費(fèi)資源的另一項(xiàng)環(huán)保訴求。三、奈米薄膜塗層科技奈米薄膜塗層製程已證明能有效取代許多處理金屬表面之傳 統(tǒng)化成皮膜或陽極處理，不但性能極佳、低污染且僅產(chǎn)生極少量 的廢水，又能以較佳的硬度及更長的耐候性等特色，取代現(xiàn)存的 有機(jī)樹脂塗料及透明漆。此技術(shù)除能提供環(huán)保的優(yōu)勢(shì)外，在操作 及設(shè)備成本上也有極佳的競爭力。 除了在上漆或黏著前之金屬表 面處理外 ，此製程亦可提供許多新的應(yīng)用，像 防水、

5、抗指紋 、潤 滑等功能，也可應(yīng)用在許多金屬及其合金上，展現(xiàn)出比傳統(tǒng)金屬 表面處理法更佳的性能。此特殊新型製程不但創(chuàng)造出全新防蝕機(jī) 制，即所謂的“金屬之奈米材料主動(dòng)防蝕”，並且衍生許多金屬 的新應(yīng)用技術(shù)。我們相信，對(duì)此革命性金屬表面處理方法加以深 入研究，將有機(jī)會(huì)改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)上使用金屬的方式奈米無鉻環(huán)保金屬表面處理製程一技術(shù)原理： 綠色技術(shù)傳統(tǒng)金屬表面必須以酸浸蝕 ( Acid etching ) 或在酸液中用陽極電解 ( anodizing ) 來 產(chǎn)生一層粗糙多孔性的金屬氧化物層 ， 如此才能夠具備 基本防蝕的功能 ， 才能用接著劑來黏著或上漆 。這種方法已經(jīng)沿用多年， 雖然效果不錯(cuò)，但是

6、方法太過繁複 ，同時(shí)對(duì) 環(huán)境的污染十分嚴(yán)重 ，尤其是 其中使用之酸 液(比如鉻酸等 )，已是聯(lián)合國衛(wèi)生組織及美國環(huán)保署 (EPA)明 文將在幾年內(nèi)禁止使用，這些酸洗處理，或陽極電解都必須用大量水沖洗， 除了浪費(fèi)水資源外，更造成下游環(huán)境的污染。雖然這種方法有許多缺點(diǎn) ， 然而多年來卻找不出其他替代方案來解決問題。發(fā)展 SOL-GEL method (溶膠-凝膠法)技術(shù)，即原為航太工業(yè)所開發(fā)的 奈米級(jí)金屬材料鍵結(jié)劑，使用革命性有機(jī) - 無機(jī) 混成鍍膜溶液，增強(qiáng)金屬 表面與粘著劑或塗料的接合力，除 可免除酸洗或噴砂製程外 ，同時(shí) 增強(qiáng)防 腐蝕功能 ?，F(xiàn)已開發(fā)出數(shù)種溶液配方，普遍用在鎂、鋁、鈦、銅、鐵

7、及不 鏽鋼等金屬表面，就這項(xiàng)契合環(huán)保潮流的新技術(shù)，相信能帶給廠商許多方 便與利益。本產(chǎn)品完全滿足 WEEE& RoHS( JULY 2006) 和 ELV (JULY 2007)環(huán)保要求。其基本製程如下：金屬基材鋁、鎂、鈦、碳鋼、不鏽鋼、銅、鋅等金屬及其合金。清洗清洗（酸洗、鹼洗、脫脂、去氧化層）依不同金屬要求。鍍上本產(chǎn)品溶液鍍膜可用浸塗、噴霧或滾筒方式塗布 （ 無需後續(xù)水洗）。烘烤90160 1015 分鐘（ 視不同產(chǎn)品及需求貼膜包裝而定）。成品（ 視不同產(chǎn)品及需求而定 ）二製程優(yōu)點(diǎn)：1. 以化學(xué)鍵接合取代物理性的咬合，達(dá)到更強(qiáng)的接著效果；2. 可任意調(diào)整金屬表面鍍膜的化學(xué)成份，達(dá)到接著、防

8、鏽、防蝕及抗水性能；3. 無水洗過程，沒有下游污染的問題，完成取代 鉻酸皮膜的功能；4. 鍍膜製程可用浸塗 (Dip) ，噴塗(Spray) 或滾塗 (Roller Coating) ，設(shè)備 成本大幅降低；5. 可適用於各種金屬及複合材料上，為無鉻環(huán)保的耐蝕鍍膜奈米材料；6. 製程簡化，設(shè)備成本大幅降低，生產(chǎn) 速 度加大。三應(yīng)用範(fàn)圍：3-1 非鉻系鍍鋅螺絲一般鉻系螺絲：在日常生活及工業(yè)用途中，最常見的鍍鋅螺絲產(chǎn)品即青藍(lán)、五彩螺絲，產(chǎn)品成熟且單價(jià)低廉，已是螺絲產(chǎn)品的主流。青藍(lán)、五彩螺絲是在電鍍鋅層後，再以不同種類鉻系酸作表面化成處理 的產(chǎn)品，但其使用的鉻系酸，已對(duì)環(huán)境造成污染， 日漸受到管制和禁

9、用， 過去的商用產(chǎn)品可能因此遭遇淘汰的命運(yùn)。故青藍(lán)及五彩等鉻系螺絲在未 來幾年將面臨巿場禁用的挑戰(zhàn)，首先輸往歐盟巿場將被禁止，逐步在其他 巿場也將起連動(dòng)效應(yīng)，這是鍍鋅螺絲生產(chǎn)廠家將面臨的重大課題。製程非鉻系 ( Non-Chromate ) 螺絲：順應(yīng)這個(gè)環(huán)保趨勢(shì) ，積極投入非鉻系螺絲表面 處理的技術(shù)開發(fā)，結(jié)合現(xiàn)有鍍鋅製程，目前已開 發(fā)出無毒性且防蝕性能更優(yōu)越的鍍鋅螺絲，希望 能給未來鍍鋅螺絲巿場多一個(gè)選擇機(jī)會(huì)，強(qiáng)化鍍 鋅螺絲的巿場競爭力 ，也更能契合 21 世紀(jì)人類對(duì) 環(huán)境的要求。傳統(tǒng)鍍鋅螺絲鉻酸皮膜與鍍鋅螺絲無鉻環(huán)保製程 比較：傳統(tǒng)鍍鋅螺絲鉻酸皮膜製程電鍍鋅層酸洗 鉻酸化成 水洗 烘乾鍍鋅

10、螺絲無鉻環(huán)保製程電鍍鋅層酸洗 水洗 塗裝產(chǎn)品 烘烤固化性能比較： （ 鍍鋅層厚度 35m鍍鋅螺絲 ）（ 如右圖 ） 鹽霧試驗(yàn) （ ASTM-B117-95 ）一般青藍(lán)螺絲 72hrs鍍鋅螺絲 （ 採用 N7111-1 二鍍 ） 300hrs 青藍(lán)鍍鋅螺絲 + N7111-1 二鍍 500hrs成本比較：鍍鋅 400 小時(shí)步驟程式傳統(tǒng)製程非鉻製程成本1電鍍鋅層C1N1C1 = N12酸洗C2N2C2 = C23皮膜化成C3N3C3N34鍍膜C4：0N4C4N8總成本CTNTCT NT3-2 鎂合金表面處理鎂鋁合金非鉻表面處理環(huán)保製程“A Simple Environmentally -Benig

11、n （ 環(huán)境友好 ）Metal Surface PretreatmentProcess”對(duì)環(huán)境 ：重鉻金屬廢水、鉻污泥固化覓地掩埋不易，社會(huì)及土地成本負(fù)荷太沉重。. 對(duì)使用者：殘留在配件表面的重金屬鉻析出，對(duì)使用者周遭環(huán)境造成嚴(yán) 重污染，影響使用者健康。例如筆記型電腦 CPU運(yùn)算速度愈快，鉻析出愈 快，密閉式空調(diào)環(huán)境下作業(yè)，搭配 Cooling Fan 的設(shè)計(jì)，鉻酸析出及擴(kuò)散 則更加顯著。非鉻系列 (Chromate Free) 鎂鋁合金表面處理環(huán)保製程有下列優(yōu)點(diǎn)：1、符合耐鹽霧測(cè)試 24 小時(shí)銹蝕面積 5 及導(dǎo)電低阻抗值的要求；2、維持良好的加工件外觀及尺寸公差； ( 塗層之收縮比 OK?)

12、3、底處理膜層上漆性、密著性測(cè)試性能優(yōu)越。3-3 鋁合金沖壓 3C零件表面處理環(huán)保製程隨著科技的進(jìn)步， 3C產(chǎn)品機(jī)殼及內(nèi)部零件均要求輕、薄、短、小、電磁 遮罩、高速操作下可 得到良好的散熱效果， 而且基於環(huán)保意識(shí)高漲 的情況，要求使用的材 料必須可回收，在上述要求下， 3C 產(chǎn)業(yè)紛紛使用輕金屬材質(zhì)（ Al 、Mg、Ti 合金）取代塑膠製品 ，其中又以鋁、鎂合金之使用最為普遍。目前輕金屬材質(zhì)在使用時(shí)，其金屬表面處理大多採用六價(jià)鉻酸皮膜、電 鍍、陽極處理等高污染高毒性製程 , 對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。有鑒於此，開發(fā)的有機(jī)無機(jī)混成鍍膜奈米材料製程（無任何重金屬的環(huán) 保製程）可在金屬表面形成一極薄的保護(hù)

13、膜層 , 比傳統(tǒng)高污染性製程提供更 優(yōu)異的品質(zhì)及完全環(huán)保的流程 ,可協(xié)助 3C 產(chǎn)業(yè)及早進(jìn)入非鉻及無重金屬污 染的新紀(jì)元。針對(duì)目前 3C產(chǎn)業(yè)（ NB、LCD、TV、PDP、薄型光碟機(jī)、 DSC）鎂鋁合金 材質(zhì)沖壓成型工件處理有優(yōu)點(diǎn)如下：附著強(qiáng)、抗氧化、易擦拭、可導(dǎo)電 （ 有機(jī)無機(jī)混成塗料其絕緣性及耐熱 性關(guān)係導(dǎo)致其導(dǎo)電性 ?） 、無廢水、高環(huán)保、符合 ISO140003-4 不鏽鋼、銅、鋅材料非鉻系金屬表面處理由於不鏽鋼具有多種優(yōu)於其他金屬的性能，已被大量用於航太航空、原 子能、軍事工業(yè)、化工防腐、建築裝飾、廣告裝潢、日用器具、工藝美術(shù)、 交通車輛和太陽能利用等領(lǐng)域。 產(chǎn)品解決了不鏽鋼材料抗污

14、性能差的問 題，並賦予其優(yōu)異的 耐指紋易擦拭性 、抗菌性 及有絕佳耐腐蝕性。相信在 這些行業(yè)中，不鏽鋼必將因表面處理塗料的使用而迎來一次新的發(fā)展。特 別是最新的水溶液 (溶劑型 (IPA system) 自乾型產(chǎn)品能在室溫 下自然迅速 乾固，可達(dá)到良好的防蝕耐候抗污自潔效果，使用方便特別是在建築裝飾 行業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)很快得到飛速的發(fā)展。產(chǎn)品特點(diǎn)1、表面處理塗層可與不鏽鋼表面形成化學(xué)鍵，提供牢固持久的保護(hù)膜， 膜層韌性佳硬度高(最高可達(dá) 9H)且具有極佳的耐候性、耐磨耗性， 二次加工性。2、表面處理塗層保護(hù)膜層具有良好的防水、防油、抗污、耐指紋易擦 拭和抗細(xì)菌性能，能使不鏽鋼表面容易清洗。在大氣

15、環(huán)境中還可達(dá) 到自清潔效果；讓不鏽鐵 SUS430達(dá)到 SUS304的耐蝕效果。3、形成的塗膜緻密透明，面漆厚度只有幾個(gè)微米，塗層透明光亮，不改變不鏽鋼的顏色，有效保持金屬表面光澤與質(zhì)感。底漆塗層愈薄愈好，只要有 0.5-1 微米厚度即能上各種面漆塗料接著性特佳。面 漆底漆皆有多種顏色、啞光、半透明產(chǎn)品可供選擇，配合產(chǎn)品的要 求，表現(xiàn)極佳的效果感覺。表面處理塗層 還可用在銅、鋅 、鎂、鋁等其他金屬表面，充當(dāng)?shù)灼峄蛎嫫?，可取代傳統(tǒng)六價(jià)鉻 (Cr+6)鈍化工藝，同時(shí)保持金屬表面光澤與質(zhì)感。成本比較表Cost Of Ownership(A Life Cycle Assessment)Step製程Pr

16、ocess鉻酸皮膜(Dow-20) 【C】表面處理塗層 製程PEACCO Process【N】成本COST1表面清洗Surface cleaningC1N1C1=N1鉻酸皮膜2ChromateC2N2=0C2N2Conversion3薄膜製程Thin film processC3=0N3C3N78社會(huì)成本Social costC8N8C8N89消費(fèi)者成本Consumer costC9N9=0C9N9總成本 Total cost CT NTCT NT無鉻環(huán)保表面處理液(Non-Chromate Solutions)表面處理塗層系革命性環(huán)保型奈米級(jí)塗層 (Coating) 之表面鍵結(jié) 劑，以有機(jī)

17、-無機(jī)系統(tǒng) (溶膠-凝膠法 )SOL-GEL method之混成溶液， 緻密化學(xué)鍵結(jié)增強(qiáng)金屬之貼黏與其他覆蓋材(如油漆 防鏽劑)之接 合強(qiáng)度，並可阻隔空氣中氧氣 ，延遲金屬氧化速度 ，增強(qiáng)防腐蝕功能， 廣泛應(yīng)用在鋼鋁銅鐵鈦鎂等金屬及其合金，進(jìn)而免除高污 染之酸洗皮膜製程，契合無鉻環(huán)保趨勢(shì)要求。其製程：操作簡單、安 全、環(huán)保、耗水量低、無重金屬有毒污泥、符合 ISO14000，其產(chǎn)品： 耐蝕力好，耐指紋性佳，鍍膜厚度薄，膜層堅(jiān)韌硬度高，尺寸精密度 佳，可耐高溫。各種高性能奈米無鉻金屬表面處理塗層不強(qiáng)調(diào)奈米材料的特殊性，著重使用有機(jī)無機(jī)混成鍍 膜核心技術(shù)的卓越功能性。綜合型清洗劑，除油、除垢、除鏽

18、、鈍化金屬四合一清洗液複合型清洗劑，作為鎂合金後段除黑垢高速清洗液 水性高導(dǎo)電金屬防蝕底處理液，使用於鎂鋁合金可取代 鈍化、陽極處理 水性鋁合金輪圈防蝕底處理液，疏水性，無氫脆性，低成本水性鋁合金輪圈防蝕底處理液疏水性環(huán)保性耐鹽霧性低成本性產(chǎn)品特性 :1. AA356 鋁合金輪圈塗裝前專用水溶 液型底處理液（ VOC=0），耐鹽霧 連續(xù)測(cè)試超過 480 小時(shí)。2. 成膜膜厚僅 0.2 m，疏水性材料製 造，對(duì)水氧有極佳的屏蔽效果， 雙官能基與金屬形成了強(qiáng)力共價(jià)鍵，並具自修復(fù)功能，高抗蝕性及後塗裝的粘著性優(yōu)異 為主要特徵。3. 全製程無酸洗、酸化成反應(yīng)，不存在鋁合金輪圈最忌諱的氫脆問題。4. 材

19、料價(jià)格低廉，前處理脫脂階段用水不到傳統(tǒng)製程的三分之一，大大降低了生產(chǎn)成本及除污費(fèi)用。5. 無鉻環(huán)保，符合 WEEE & RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用工藝 :AA356 鋁合金輪圈 脫脂完成 塗裝 烘烤 140 *10mins 以上（底處理皮膜完成） 冷卻 進(jìn)行其他各種面塗規(guī)格:檢測(cè)項(xiàng)目規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法固體成份1.6 0.2 %ASTM D2697粘度5 2 CPSASTM D341比重1.02 0.02ASTM D1475pH6 0.5ASTM D974水性鋁合金輪圈防蝕底處理液金屬表面處理液，高硬度，耐鹽霧、易擦拭、抗指紋，二次加工性佳（高罩光）金屬表面處理劑（高罩光）用於金屬抗食品酸漬調(diào)味料表面高

20、硬度處理耐磨耗、易擦拭、高光澤、高抗腐蝕性特點(diǎn)：1.2.採用 SOL-GEL method （溶膠 -凝膠 法）奈米技術(shù)製造，新型薄膜塗層有 機(jī)無機(jī)混成處理液。高硬度（ 7H，視金屬材質(zhì)而定） 具有良好的抗酸漬性，可用於不鏽 鋼、鋁、鎂、銅、鋅等多種金屬， 作為表觀面漆使用。3.處理塗層（ 5-6 m）薄且透明，用量省，成本低。 （拉絲不銹鋼金屬面板處理用量： 40-60m2/kg）4. 高透明度且具有絕佳的流平性與光澤度。5. 高硬度耐磨耗耐溫抗汗?jié)n、食品流理臺(tái)廚具家電面板耐食品酸漬調(diào)味料、 耐指紋性佳。6. 奈米高罩光塗層可與各種金屬素材面、烤漆層、電鍍層緊密結(jié)合附著性極 佳。7. 製程環(huán)

21、保，不含 Cr6+，符合 WEEE & RoHS標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用工藝：基材 脫脂 風(fēng)切 塗裝 烘烤 （100oC, 15 mins） 硬度 3H基材 脫脂 風(fēng)切 塗裝 烘烤 （140oC, 15 mins） 硬度5H基材 脫脂 風(fēng)切 塗裝 烘烤 (160oC, 15 mins) 硬度 7H規(guī)格：檢測(cè)項(xiàng)目規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法外觀微黃色澄清液體 (近乎透明 )固體成份20 1.5 ASTM D2697粘度9 2 MPa.s.ASTM D341比重0.89 0.02ASTM D1475PH5 1ASTM D974性能：性能底材測(cè)試結(jié)果抗指紋不銹鋼肉眼檢驗(yàn)通過易擦拭抗氧化SUS430不銹鋼板鹽霧測(cè)試 500 小

22、時(shí)以上鉛筆硬度不銹鋼7H附著性不銹鋼100(ASTM D3359)光澤度不銹鋼100自乾型金屬表面處理液，單劑水溶液型，戶外使用起耐候保護(hù)作用多功能金屬表面處理液，金屬電鍍塗料表面耐磨防蝕封口保護(hù)液多功能水性金屬表面處理劑多功能水性金屬表面處理劑用於金屬表面處理耐指紋、易擦拭、高抗腐蝕性特點(diǎn)：1. 高硬度具有絕佳的耐磨耗性，可用於不鏽 鋼、鋁、鎂、銅、鋅等多種金屬，作為表觀 漆使用。2. 採用 SOL-GEL method （溶膠-凝膠法 ）奈米技 術(shù)製造，新型有機(jī)無機(jī)混成處理液。3. 塗層膜厚（ 2-3 m）薄且透明，用量省，成本 低。（拉絲不銹鋼面板處理用量： 40-60m2/kg）4. 高透明度且具有絕佳的流平性與光澤度。5. 塗層薄膜韌性佳硬度高（最高可達(dá) 5H），二次加工性優(yōu)秀並可重工，耐溫抗?jié)n、 抗指紋、易擦拭、耐鹽霧、耐腐蝕、抗