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硅烷預處理技術目前已在世界各地得到廣泛應用，該技術不僅環保，不舍有害重金屬，無渣，還可與噴粉、電泳和油漆等配套使用。介紹了硅烷前處理與電泳配套使用的工藝、現場控制參數及性能，并對現場具體問題進行了描述與解答。

傳統的金屬表面預處理工藝中，應用最廣泛的是磷酸鹽轉化膜(磷化)技術和鉻酸鹽鈍化技術。然而隨著環境問題的日益突出，世界各國的科學家們正在尋找和開發對環境友好的新表面預處理技術。其中，硅烷是一種既環保，實用效果又好的金屬表面處理技術，被認為是最有發展潛力的新技術。

1 硅烷前處理機理

硅烷化學結構通式可表示為：Y-R-Si-X，其中X為水解基團，Y為能與樹脂等起反應的有機官能團。不同的硅烷含有不同的X基團和Y基團，表現出不同的水解速度和反應性，因而對每一特定的領域都必須選擇合適的硅烷溶液。

硅烷作為金屬表面新型涂層的作用機理是其首先水解反應生成硅醇，硅醇羥基在無機物(金屬)表面形成氫鍵，進一步通過脫水反應形成-Si-O-Me共價鍵，從而在金屬等無機表面成膜，同時，硅烷水解產物硅醇分子間又可相互縮合、齊聚，形成網狀結構的膜覆蓋在金屬基材表面。

2 硅烷預處理的優點

1)硅烷與金屬基材間能形成牢固的共價鍵。金屬氧化物有較高的表面能，并且含有反應性的羥基.硅烷內反應性官能團被金屬氧化物吸附反應形成共價鍵[2]，硅烷與金屬之間通過該共價鍵可牢固地結合在一起。

2)增強金屬基材與涂層間的結合力，提高涂層耐腐蝕性。不是所有硅烷都能與金屬之間形成良好的結合性，試驗發現[3]，BTSE(1，2-二乙氧基-三乙氧基硅烷)等偶聯劑可以明顯提高涂層的附著力和耐蝕性。研究結果表明：由于采用硅烷溶液對金屬表面進行處理，大大增強了金屬與涂層之間的結合性能，使其抗腐蝕能力大幅度提高，在金屬涂裝中，使用硅烷處理與使用鉻酸鹽或磷酸鹽轉化層的防腐蝕效果相當[4]。

3)具有簡便的硅烷使用工藝。原有磷化工藝可直接改造成硅烷處理工藝，只需將表調槽換成水洗槽或空置即可。

4)室溫工作，成膜迅速，節能增效。

5)基本無渣，無重金屬，無磷，維護及廢水處理簡便。

6)單耗低，綜合處理成本下降。

7)可與各種后道處理方式配套，比如噴粉、電泳、噴漆等。

3 在某家電廠與電泳配套使用案例介紹

3.1 硅烷預處理和電泳配套工藝

3.2 硅烷槽工作參數

為了在金屬表面形成性能優異的硅烷薄膜，不僅要選擇合適的有機硅烷偶聯劑，而且要嚴格控制預處理工藝。下面給出了硅烷預處理現場槽液的控制參數范圍：

pH3.8～5.5

導電率100～300S/m

處理時間90～150s

處理板材100%冷軋板或各種混合板材

3.3 電泳槽工作參數

電壓90～150V

溫度30℃

處理時間180～240s

烘干溫度170～180℃

烘干時間18～25min

4 工件檢測項目及結果

4.1 百格測試

0級，無漆膜脫落。

4.2 沖擊測試

20～50kg，百格劃格處無漆膜脫落。

4.3 鹽霧試驗

240h中性鹽霧試驗(企業標準)，單邊擴蝕＜lmm，與采用磷化前處理相當。

5 硅烷前處理中的注意事項

1)處理冷軋板時，會有少量渣，渣量約磷化渣的l%左右，處理面積大時需安裝過濾袋除渣。

2)焊點處不能形成致密的硅烷膜，與涂層結合力較差。原因是由于焊點處與金屬表面分子狀態不同，不具備反應性的羥基，不能與硅烷之間發生縮合反應，因而不能成膜。同樣，焊點處也不能形成結合力良好的磷化膜。

6 結語

硅烷前處理在實際應用中被證實具備與三元鋅系磷化相當的性能，并能在工藝上完全取代之，與噴粉、電泳等均可穩定配套使用。（來源：涂料涂裝精英圈）

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