金屬表面硅烷處理技術(shù)

王克士（山東省思威化學(xué)品安全評(píng)價(jià)中心，250014）

金屬表面硅烷處理技術(shù)

王克士（山東省思威化學(xué)品安全評(píng)價(jià)中心，250014）

隨著時(shí)代的進(jìn)步，以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的金屬表面處理技術(shù)也在不斷的進(jìn)行更新和改革，在傳統(tǒng)磷化工藝的基礎(chǔ)上，逐漸出現(xiàn)了低溫磷化、低鎳或無鎳磷化、無鉻磷化、超濾及納米等技術(shù)工藝，但依然無法從根本上改變磷化過程，仍具有高能耗、重金屬離子含量高、含致癌物、廢水廢渣排放多等缺陷。而在實(shí)踐的發(fā)展中，出現(xiàn)了一種新型的金屬表面處理技術(shù)，即表面硅烷化技術(shù)，它是一種新型的、綠色的金屬表面處理技術(shù)。目前硅烷技術(shù)在普通工業(yè)中已開始逐步取代鐵系和鋅系磷化，具有廣闊的應(yīng)用前景，鑒于此，筆者針對(duì)金屬表面硅烷化處理技術(shù)進(jìn)行了分析。

金屬表面；硅烷化；處理技術(shù)；分析

在各種金屬表面處理方法中，磷化處理是最為廣泛采用的方法。在家用電器、自行車、摩托車和汽車等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，目的就是為了保證涂層優(yōu)良的耐久性和防腐蝕性能。但隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，傳統(tǒng)磷化技術(shù)表現(xiàn)出的諸多不足越來越明顯，如含磷、含鉻等環(huán)境污染物，需加熱、殘夜廢渣多、維護(hù)調(diào)整成本高等特點(diǎn)。在此種背景下，近年來出現(xiàn)了一種新式的金屬表面處理技術(shù)，即金屬表面硅烷化處理技術(shù)，它具有環(huán)保、節(jié)能、操作簡便、成本低等傳統(tǒng)磷化技術(shù)無可替代的優(yōu)點(diǎn)。

1 金屬表面硅烷化處理技術(shù)與傳統(tǒng)磷化技術(shù)的優(yōu)勢分析

金屬表面硅烷化處理技術(shù)，是一項(xiàng)綠色且新式的金屬處理技術(shù)，利用它可以對(duì)金屬表面抑或非金屬材料表面進(jìn)行處理，硅烷化處理技術(shù)與傳統(tǒng)的磷鈍化處理技術(shù)、鉻鈍化處理技術(shù)相比較，它具有諸多的優(yōu)勢，其一，在應(yīng)用此技術(shù)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)或是氣體，在技術(shù)處理之后，也不會(huì)產(chǎn)生廢棄物，更無需采用除渣措施，對(duì)于環(huán)境來講也是無毒無害的。其二，應(yīng)用這一技術(shù)的過程中，由于不像磷化處理工藝，需要應(yīng)用除渣措施，處理液可重復(fù)使用，操作也較為便捷，無需再完成表調(diào)、鈍化等其他的環(huán)節(jié)，進(jìn)而會(huì)大大的提升處理效率。其三，這一處理技術(shù)的應(yīng)用可以提升金屬表面的附著力，應(yīng)用更為高效。

2 硅烷化處理的技術(shù)原理及性能特點(diǎn)

硅烷化處理是以有機(jī)硅烷為主要原料對(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行表面處理的過程，該過程通過引入硅烷基與基材形成共價(jià)鍵連接，在金屬表面形成高致密的保護(hù)膜。硅烷是一類含硅基的有機(jī)/無機(jī)雜化物，其基本分子式是X-R-SiY3，其中的Y指的是與硅原子連接的可水解基團(tuán)，比如酰氧基以及氯基等等，而其中的R則是指非水解脂肪族鏈，其中的X則指的是可以和有機(jī)材料實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的基團(tuán)，比如，乙烯基以及氨基等等。通過筆者的分析可知，這一試劑成分既有無機(jī)化合物，又有有機(jī)硅化合物，既有無機(jī)物分子的羥基作用，還有有機(jī)化合物的長分子鏈反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)多方面共同作用，形成牢固的保護(hù)膜。這樣，基材、硅烷和涂料之間可以通過化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。從其技術(shù)應(yīng)用分析，與傳統(tǒng)的金屬表面技術(shù)手段相比較，它的附著力、防腐能力更強(qiáng)，而且應(yīng)用方式也更加便捷，同時(shí)還具備環(huán)保性能，滿足環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展原則，可見，這一技術(shù)的應(yīng)用可謂是金屬表面處理技術(shù)的一次巨大改革[1]。

金屬表面硅烷化試劑它可以在極難融合的環(huán)境下，將有機(jī)物以及材料進(jìn)行連接，對(duì)于這一過程有諸多的解釋，其中不乏表面浸潤理論、物理吸附理論、化學(xué)鍵理論以及可平衡理論等等，要想將這一過程中實(shí)現(xiàn)全面的分析和探究，僅憑單一的理論內(nèi)容很難表達(dá)完整，因此，就要將各個(gè)理論內(nèi)容實(shí)現(xiàn)有機(jī)的統(tǒng)一，進(jìn)而對(duì)這一金屬處理技術(shù)的作用進(jìn)行分析，這樣才能使技術(shù)分析更為科學(xué)、合理以及全面。

其中化學(xué)鍵理論的主要內(nèi)容包括：硅烷偶聯(lián)劑的表面張力較弱，它與無機(jī)材料的接觸面比較小，所以，運(yùn)用這一理論內(nèi)容，運(yùn)用金屬表面硅烷化處理技術(shù)可以有效的對(duì)玻璃、陶瓷以及金屬等物質(zhì)進(jìn)行作用，為這些物質(zhì)的表面提供一層有效的保護(hù)膜，促進(jìn)硅烷偶聯(lián)劑的作用發(fā)揮。

3 硅烷化表面處理的應(yīng)用前景分析

當(dāng)前各行各業(yè)在對(duì)金屬表面予以處理時(shí)，已經(jīng)逐漸的意識(shí)到了硅烷化表面處理技術(shù)的優(yōu)勢，并將這一技術(shù)的優(yōu)勢在實(shí)踐應(yīng)用中凸顯出來，致使硅烷化手段在近幾年來被廣泛的應(yīng)用到實(shí)踐中，同時(shí)越來越多的研究者認(rèn)為金屬表面處理技術(shù)運(yùn)用硅烷化處理技術(shù)具備相當(dāng)程度的優(yōu)越性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的最佳保護(hù)。而且新聞報(bào)道對(duì)于金屬表面硅烷化技術(shù)處理方式也是屢見不鮮，它的應(yīng)用范圍也在逐漸的拓展，至今已經(jīng)發(fā)展為可以對(duì)鋅、鋁、鐵以及猛等物質(zhì)進(jìn)行防腐處理。

以銅表面硅烷化技術(shù)處理為例，我國對(duì)于銅金屬的技術(shù)保護(hù)手段也有所提升，運(yùn)用這一硅烷化技術(shù)處理方式，可以提升銅電極的緩腐蝕性能，運(yùn)用這一技術(shù)處理方式之后，還使銅出現(xiàn)較強(qiáng)的抗腐蝕能力，可見，這一技術(shù)處理方式可以對(duì)銅金屬形成較好的保護(hù)，還會(huì)有效地延長銅金數(shù)的使用壽命，進(jìn)而提升銅金屬的性能，最終大大的提升銅技術(shù)的使用效率[3]。

因此，金屬表面保護(hù)的有關(guān)研究人員還要根據(jù)當(dāng)前各個(gè)行業(yè)中對(duì)于硅烷化表面的處理需求，強(qiáng)化硅烷化表面處理技術(shù)的作用，促使越來越多的行業(yè)認(rèn)識(shí)這一金屬表現(xiàn)處理技術(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)而使硅烷化表面處理技術(shù)具有更為長遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展以及時(shí)代的進(jìn)步，現(xiàn)階段各行各業(yè)在發(fā)展的過程中，都越發(fā)提升了對(duì)金屬表面技術(shù)處理的需求，由于需求的提升，有關(guān)科研人員不得不根據(jù)實(shí)踐的發(fā)展規(guī)律，研制出一種新式的、綠色的金屬表面硅烷化處理技術(shù)，它可以一改傳統(tǒng)金屬表面處理技術(shù)的劣勢，填補(bǔ)以往技術(shù)處理方式中的不足，進(jìn)而有效的提升技術(shù)表面處理技術(shù)水平，提升技術(shù)處理效率，逐漸的滿足各行各業(yè)對(duì)金屬處理技術(shù)的需求。

[1]梁飛華,謝祖武,李輝等.海上鉆井隔水套管接頭表面硅烷處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工藝研究[J].廣東石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2014,12 (1):38-41.

[2]宋現(xiàn)旺.不銹鋼表面硅烷復(fù)合膜的制備及在海水中的腐蝕性能研究[D].中國海洋大學(xué),2012.