文档介绍：
硅烷掺杂改性电泳漆涂层耐腐蚀性能研究#
高媚,伍廉奎,胡吉明**
(浙江大学化学系,杭州 310027)
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摘要:本文在不含颜料的水性环氧树脂中掺杂γ-( 环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷
(GPTMS),采用一步电泳法制备硅烷改性的电泳漆涂层,用于镀锌钢的腐蚀防护。实验
表明,掺杂硅烷能显著提高电泳漆涂层在腐蚀性介质中长期服役的腐蚀防护效果,有效抑制
涂层的溶胀吸水。探讨了硅烷掺杂电泳涂层防护性能提高的原因:一方面硅烷的加入提高了
涂层本身的交联程度;另一方面,电泳时硅烷可在基体表面优先沉积,形成硅烷富集层,提
高了涂层与基体之间的结合力。
关键词:金属防护;阴极电泳;硅烷掺杂;镀锌钢
中图分类号:TG178
Enhanced corrosion performance of silane-doped
electrophoretic coatings
Gao Mei, WU Liankui, HU Jiming
(Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310027)
Abstract: γ
-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) was doped into pigment-free
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waterborne epoxy paint to construct silane-incorporated electrophoretic coating, aiming to the
improved corrosion protection of galvanized steel. Results showed that the addition of
organosilane can significantly improve the corrosion protection property of the substrate during
the service in corrosive medium, and suppress the water absorption and swelling of the coating.
The anti-corrosion mechanism is elaborated. On one hand, the addition of GPTMS can improve
the cross-linking degree of the coating, for another, GPTMS-enriched layer can preferentially
deposit at the metal/coating interface during the electrophoresis process, resulting in better
adhesion between the substrate and the coating.
Key words: Protection of Metals; Cathodic Electrophoresis; Silane incorporation; Galvanized steel
0 引言
电泳涂装是近 30 年来才发展起来的一种特殊涂膜方法,是对水性涂料最具有实际意义
的施工工艺,由于具有操作简便、水溶性好、无毒、易于自动化控制等特点[1-3],迅速在汽
车、建材、五金、家电等行业得到广泛应用[4-5],正在逐步替代传统油漆喷涂。
在电泳涂装前一般要进行预处理来提高涂层与金属基体之间的结合力[6]。传统的金属预
处理一般采用铬酸盐钝化或磷化技术,然而,六价铬有很强致癌作用,含磷元素的污水会引
起水体的富营养化,这两种方法对环境都有很大的危害[7-9]。近年来,随着人们对环保问题
的日益重视,世界各国的科学家们正在寻找和开发对环境友好的表面预处理技术,以取代磷
化和铬酸盐钝化工艺。其中,金属硅烷化预处理被认为是一种有希望替代传统的磷化和铬酸
盐钝化工艺的新技术而得到人们的广泛重视[10-14]。
金属硅烷化预处理主要采用传统的浸涂成膜[15]方法。首先,硅烷中可水解官能团发生
水解形成硅醇;然后,硅醇之间或硅醇与金属表面羟基发生缩合反应,形成 Si-O-Si 或 Si-O-M
键(M 代表金属基体)覆盖于金属表面。Mandler 等提出的电化学辅助沉积打开了制备硅烷
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20100101110008)
作者简介:高媚(1988-),女, 硕士研