直接用作金属表面新型防护涂层的硅烷偶联剂水解效果分析

国外学者提出了利用硅烷偶联剂(SilaneCouplingAgent,SCA)直接涂覆于金属表面,使之与金属底材形成化学键合结构来改变金属表面的性质,这对金属表面防腐蚀或与其它有机涂料的表面处理技术相比有着令人瞩目的独特的优越性;同时因其具备无污染、处理件耐蚀性好、与涂层结合牢固等特点,如果能实现工业化,将有望取代金属表面的磷化钝化处理。

SCA化学结构通式可表示为:Y2R2Si2X3,其中X为水解基团,Y为能与树脂等起反应的有机官能团。不同的SCA含有不同的X基团和Y基团,表现出不同的水解速度和反应性,因而对每一特定的应用领域都必须选择合适的SCA。

SCA作为金属表面新型涂层的作用机理是其首先水解反应生成硅醇,硅醇羟基在无机物表面形成氢键,进一步起脱水反应而形成-Si-O-M(M为无机表面)共价键,并在无机表面形成覆膜;同时,硅烷水解产物硅醇分子间又可相互缩合、齐聚形成网状结构的膜覆盖在基材表面,这层膜具有抗外界酸、碱、盐等腐蚀的特性。

SCA的水解过程是上述工艺过程得以实现的前提,对硅烷与无机底材间的化学键合成膜起重要作用,不同SCA的水解速度不同,体系溶剂及pH的选择很重要。