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研生試劑-中科院寧波材料所在綠色環(huán)保銅鈍化涂層方面取得進(jìn)展
最近更新時(shí)間：2014-3-20
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中科院寧波材料所在綠色環(huán)保銅鈍化涂層方面取得進(jìn)展
銅是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)zui早的金屬之一，稍硬、極堅(jiān)韌、耐磨損、還有很好的延展性，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能較好，被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，在中國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。銅和銅合金同時(shí)也是海洋工業(yè)中十分重要的材料，業(yè)已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平臺(tái)以及其它海岸和海底設(shè)施中廣泛應(yīng)用。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力，在干燥的空氣里很穩(wěn)定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的堿式碳酸銅，俗稱(chēng)銅綠，容易被堿侵蝕。
為了提高金屬材料的抗腐蝕性能，增強(qiáng)有機(jī)涂層與金屬表面的附著力，人們開(kāi)發(fā)了各種金屬表面預(yù)處理方法和工藝。在傳統(tǒng)的金屬表面預(yù)處理工藝中，應(yīng)用的是磷化與鉻酸鹽鈍化處理。然而這兩種技術(shù)具有高污染、高毒等缺點(diǎn)。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保問(wèn)題的重視，這兩種技術(shù)的使用正被逐漸限制，瀕于禁止。目前有機(jī)硅烷金屬表面處理技術(shù)被認(rèn)為是有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N。該技術(shù)利用硅烷試劑（通式為X-Si(OR)n，其中X代表官能團(tuán)，R為烷基，通常R為-CH3或-C2H5，n=2或3）水解生成硅醇（X-Si(OH)n），硅醇與金屬表面結(jié)合及自身交聯(lián)在金屬表面形成一層致密的保護(hù)膜。然而，在實(shí)際研究中發(fā)現(xiàn)，在銅基體上難以形成Si-O-M鍵，導(dǎo)致采用一般的有機(jī)硅烷處理銅基體的效果不佳。
中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所寧波市海洋防護(hù)材料與工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員以普通環(huán)氧官能硅烷偶聯(lián)劑為原料，采用硫脲（TUA）對(duì)其進(jìn)行協(xié)同增強(qiáng)，獲得了在銅基體上有優(yōu)良效果的鈍化涂層。研究結(jié)果表明，采用TUA增強(qiáng)后硅烷涂層與銅基體的結(jié)合明顯改善。而電化學(xué)阻抗譜表明，加入TUA后硅烷涂層的耐腐蝕性能也明顯提高。TUA的增強(qiáng)機(jī)理在于它一方面能交聯(lián)環(huán)氧基團(tuán)提高硅烷涂層的物理阻隔效果；另一方面TUA和銅具有強(qiáng)的相互作用，改善了硅烷涂層與銅基體的結(jié)合性能。
該鈍化涂層制備簡(jiǎn)單、以水為溶劑、價(jià)格低廉，具有很好的應(yīng)用前景。有關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Surface and Coatings Technology（2012,213: 175-192）上。在金屬表面處理上該團(tuán)隊(duì)也取得了一些其它進(jìn)展，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明（申請(qǐng)?zhí)枺?01210289635.9）。
上述研究工作得到了浙江省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2011R50006）等項(xiàng)目的資助和支持。