替代汽车涂装磷化硅烷处理液的制备及性能研究

摘要

传统汽车涂装工艺一般为脱脂表调后，再进行磷化电泳及喷漆。其中磷化处理是一项重要工艺，主要用作汽车涂装前表面预处理。磷化处理有许多优势，但是也具有其本身无法避免的劣势。比如会产生大量的磷化渣、有害气体和废水，严重地污染了环境。随着人们环境保护意识的增强，传统磷化处理带来的这些弊端就严重制约着它的进一步发展。目前国内外汽车涂装前处理工艺的改进方向是以硅烷偶联剂覆膜取代磷化膜，即一种新型的硅烷化处理技术。
　　本课题的研究目的与意义为:通过实验，制备新的硅烷处理液，将其用于硅烷偶联剂处理这一工艺流程，从而替代磷化处理。
　　本课题以钢板基体为实验材料。首先是硅烷的水解研究，电导率法测试影响硅烷处理液水解的因素和水平，然后通过单因子实验法和正交实验法得出两种硅烷的最佳水解条件。下一步是硅烷成膜因素的探究及性能表征，通过正交实验法得出两种硅烷的最佳成膜工艺，制备出单层硅烷膜，并对其进行一系列的性能表征:测量硅烷膜厚、电化学极化曲线、中性盐雾试验。最后是两种硅烷溶液的复配及性能研究，通过正交实验法得出两种硅烷的最佳复配比例及复配溶液的最佳成膜工艺，制备出复合硅烷膜，并对其进行一系列的性能测试。
　　由实验结果可知，单层硅烷膜对钢板起不到长时间的保护，耐腐蚀性能较差，硅烷膜也很薄，膜厚在4μm左右。而复合硅烷膜厚在8μm左右，与单层硅烷膜相比，膜厚有了极大的提高，耐腐蚀性能也得到了极大的增强，进一步说明复合硅烷膜致密均匀，性能较优。
　　通过查阅相关文献与资料，及结合工业生产可知，理想的硅烷膜厚在8～10μm之间，而实验制备的致密均匀、性能较优的复合硅烷膜厚在8μm左右，与理想的还有一定的距离，所以对硅烷膜进行掺杂改性，进一步提高硅烷膜的厚度，增强其耐腐蚀性能，还有待深入探究，是以后研究工作的重点。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 汽车涂装工艺中的磷化处理技术

1．1．1 汽车涂装工艺

1．1．2 磷化处理的原理

1．1．3 磷化处理的发展历程

1．1．4 磷化处理的特点

1．2 硅烷化处理技术

1．2．1 硅烷偶联剂的分子特点

1．2．2 硅烷化处理的基本原理

1．2．3 与磷化处理相比硅烷化处理的特点

1．2．4 硅烷偶联剂的应用

1．3 课题研究的目的和意义

第二章 硅烷的水解研究

2．1 引言

2．2 硅烷的选择

2．2．1 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷

2．2．2 二苯基二甲氧基硅烷

2．3 测试表征

2．3．1 电导率测试

2．3．2 电化学测试

2．4 实验方法

2．5 实验药品及设备

2．5．1 实验所用药品以及基本信息

2．5．2 实验所用主要设备及性能信息

2．6 水解实验

2．6．1 浓度对硅烷水解的影响

2．6．2 温度对硅烷水解的影响

2．6．3 pH值对硅烷水解的影响

2．6．4 醇含量对硅烷水解的影响

2．7 正交实验

2．7．1 γ-GPS硅烷正交实验

2．7．2 DDS硅烷正交实验

本章小结

第三章 两种硅烷成膜因素的探究及性能表征

3．1 引言

3．2 两种硅烷成膜因素的探究

3．2．1 正交实验

3．3 两种硅烷膜的制备及性能表征

3．3．1 实验药品及设备

3．3．2 硅烷膜厚的测量

3．3．3 中性盐雾实验

本章小结

第四章 两种硅烷溶液的复配及性能研究

4．1 引言

4．2 两种硅烷溶液的复配

4．3 复配溶液成膜因素的探究

4．4 复合硅烷膜的制备及性能表征

4．4．1 复合硅烷膜厚的测量

4．4．2 电化学极化曲线的测试

4．4．3 中性盐雾实验

本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢