帶銹表面的預(yù)處理及其匹配環(huán)氧涂層的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，人們一直被涂裝前金屬表面帶銹的問(wèn)題所困擾。由于鐵銹成分的復(fù)雜性與多樣性，它不僅會(huì)影響涂層的附著力，還會(huì)影響涂層的耐腐蝕性，所以需要對(duì)表面銹層進(jìn)行清除。而傳統(tǒng)的除銹方法會(huì)造成環(huán)境污染，成本增加等問(wèn)題，因此關(guān)于直接在銹層上涂裝的方法成為了研究熱點(diǎn)。以往的研究主要采用磷酸、單寧酸對(duì)銹層進(jìn)行處理，其不足之處是不能滲入到多孔銹層的內(nèi)部，并且酸量也很難控制。
　　針對(duì)這些問(wèn)題，本論文選擇了具有高表面活性的全氟辛酸銨(PFOA)進(jìn)行了研

2、究，圍繞其與銹層的作用開(kāi)展了工作，研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)采用全氟辛酸銨溶液對(duì)帶銹表面進(jìn)行浸漬處理，對(duì)處理后的表面采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、能譜儀(EDS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、激光共聚焦掃描顯微鏡、接觸角及電化學(xué)極化曲線等檢測(cè)手段，對(duì)其結(jié)構(gòu)、元素成分、表面微觀形貌、潤(rùn)濕性及耐蝕性進(jìn)行表征。結(jié)果表明，全氟辛酸銨溶液是具有較好擴(kuò)散性和潤(rùn)濕性的中性溶液，能夠滲入多孔的銹層到達(dá)基材表面，形成吸附膜，破壞銹層與基

3、材的結(jié)合作用。此外，濃度為150g/L時(shí)的全氟辛酸銨溶液對(duì)帶銹表面的處理是優(yōu)于其它濃度的。
　　(2)雖然全氟辛酸銨溶液的潤(rùn)濕性與滲透性很好，但對(duì)帶銹表面的耐蝕性和粘結(jié)性提高不顯著，同時(shí)考慮到硅烷偶聯(lián)劑具有無(wú)污染、適用廣泛、成膜效果好、對(duì)有機(jī)涂層粘結(jié)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，所以本論文將全氟辛酸銨溶液與硅烷偶聯(lián)劑(KH550、KH560)相混合使二者產(chǎn)生協(xié)同作用，對(duì)帶銹表面進(jìn)行浸漬處理后，再對(duì)表面進(jìn)行加熱使其固化成膜，對(duì)制成的表面膜進(jìn)行性能

4、檢測(cè)以確定最佳水解、固化工藝參數(shù)。檢測(cè)結(jié)果表明：PFOA/KH550膜與 PFOA/KH560膜表面都發(fā)生了聚合交聯(lián)反應(yīng)，且PFOA/KH550膜與基材表面結(jié)合的更強(qiáng)些；當(dāng)KH550與PFOA的質(zhì)量比為1:1，KH550的溶液濃度為10％，固化時(shí)間為1.5h，固化溫度為150℃時(shí)所制得的表面膜與其它工藝下所制得的膜相比，厚度最大、對(duì)金屬基體的包覆率最大、膜的封閉性最好、潤(rùn)濕性適中、耐蝕性顯著提升；無(wú)論是在不同水解工藝下還是在不同固化工藝

5、下，所制得的PFOA/KH550膜的各性能都要優(yōu)于PFOA/KH560膜。
　　(3)對(duì)帶銹表面進(jìn)行預(yù)處理的最終目的是與涂層相匹配，本論文研究了三類不同預(yù)處理后的表面(未經(jīng)處理的帶銹表面、經(jīng) KH550/PFOA混合溶液處理的帶銹表面、經(jīng)KH560/PFOA混合溶液處理的帶銹表面)與環(huán)氧有機(jī)涂層的匹配效果。研究結(jié)果表明：經(jīng)KH550/PFOA溶液處理的表面涂層的各項(xiàng)機(jī)械性能是優(yōu)于其它兩類的；表面涂層在經(jīng)過(guò)鹽水浸泡62d后，只有KH