鋼材在生產(chǎn)、儲運(yùn)過程中,如不經(jīng)防銹處理,在較短時間內(nèi)就會產(chǎn)生銹蝕,對成品鋼材的外觀和性能產(chǎn)生不良影響,銹蝕嚴(yán)重的甚至?xí)斐射摬膱髲U。鋼鐵生銹給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失,全世界每年因生銹而報廢的鋼鐵達(dá)幾千萬噸,我國2000年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5000億人民幣,因此防銹液的研究對鋼鐵材料的保護(hù)具有重要作用。過去使用的金屬水基防銹液大多數(shù)都含有亞硝酸鈉,亞硝酸鹽型水基防銹液具有價廉、效果良好及使用方便、易去除等明顯優(yōu)點(diǎn),故被廣泛使用,但人們證明亞硝酸鹽能轉(zhuǎn)化成致癌物而使其使用和排放受到嚴(yán)格限制。由于環(huán)保等原因,多年來人們一直在致力于非亞硝酸鹽環(huán)保型水基防銹劑的研究,取得了較大的進(jìn)展。防銹油防銹性雖好,但成本高,而且給鋼鐵制品后期處理帶來困難。近幾年,環(huán)保型水基防銹劑的研究得到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注,特別是長效水基防銹劑的研制已成為一種趨勢。
鋼鐵在進(jìn)行涂裝前通常需要進(jìn)行前處理,包括除油、除銹等工藝,化學(xué)前處理方法通常還要在鋼鐵的表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜,該轉(zhuǎn)化膜既有一定的防腐能力,可以避免零件在噴涂前短暫的時間內(nèi)返銹,也可以增加零件表面的粗糙度,增強(qiáng)涂料與基底的結(jié)合力。
硅烷處理劑
水溶液中通常以水解的形式存在:硅烷水解后通過其SiOH基團(tuán)與金屬表面的MeOH基(M表示金屬)的縮水反應(yīng)而快速吸附于金屬表面;一方面硅烷在金屬界面上形成Si-O-Me共價鍵。
Si(OR)3+H2O----------Si(OH)+3ROH (1)
Si(OH)+MOH-----------SiOM+ H2O (2)
一般來說,共價鍵問的作用力可達(dá)70010,硅烷與金屬之間的結(jié)合是非常牢固的;另一方面,剩余的硅烷分子通過SiOH基團(tuán)之間的縮聚反應(yīng)在金屬表面形成具有Si-O-Si三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的硅烷膜。該硅烷膜在烘干過程中和后道的電泳漆或噴粉通過交聯(lián)反應(yīng)結(jié)合在一起,形成牢固的化學(xué)鍵。這樣,基材、硅烷和油漆之間可以通過化學(xué)鍵形成穩(wěn)固的膜層結(jié)構(gòu)。
凡是用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料,都可稱為水性涂料。依據(jù)涂料中粘合劑類別,水性涂料被分為兩大類:天然物質(zhì)或礦物質(zhì)(如硅酸鉀)的天然水性涂料和人工合成樹脂(如丙烯酸樹脂)的石油化工水性涂料。此處僅對人工合成樹脂類的水性涂料進(jìn)行闡述。
水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料(乳膠涂料)3種。水溶性涂料是以水溶性樹脂為成膜物,以聚乙烯醇及其各種改性物為代表,除此之外還有水溶醇酸樹脂、水溶環(huán)氧樹脂及無機(jī)高分子水性樹脂等。