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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展

發(fā)布日期：2013-04-02 瀏覽次數(shù) ：829

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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展
銅是人類發(fā)現(xiàn)早的金屬之一，稍硬、堅韌、耐磨損、還有很好的延展性，導熱和導電性能較好，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領域，在有色金屬材料的消費中僅次于鋁。銅和銅合金同時也是海洋工業(yè)中十分重要的材料，業(yè)已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平臺以及其它海岸和海底設施中廣泛應用。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，俗稱銅綠，容易被堿侵蝕。

　　為了提高金屬材料的抗腐蝕性能，增強有機涂層與金屬表面的附著力，人們開發(fā)了各種金屬表面預處理方法和工藝。在傳統(tǒng)的金屬表面預處理工藝中，應用為廣泛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。隨著社會對環(huán)保問題的重視，這兩種技術(shù)的使用正被逐漸限制，瀕于禁止。目前有機硅烷金屬表面處理技術(shù)被認為是具有發(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，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膜。然而，在實際研究中發(fā)現(xiàn)，在銅基體上難以形成Si-O-M鍵，導致采用一般的有機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材料與工程技術(shù)重點實驗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）對其進行協(xié)同增強，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增強后硅烷涂層與銅基體的結(jié)合明顯改善。而電化學阻抗譜表明，加入TUA后硅烷涂層的耐腐蝕性能也明顯提高。TUA的增強機理在于它一方面能交聯(lián)環(huán)氧基團提高硅烷涂層的物理阻隔效果；另一方面TUA和銅具有強的相互作用，改善了硅烷涂層與銅基體的結(jié)合性能。

　　中科院寧波材料所在綠色環(huán)保銅鈍化涂層方面取得進展
該鈍化涂層制備簡單、以水為溶劑、價格低廉，具有很好的應用前景。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隊也取得了一些其它進展，并申請發(fā)明（申請?zhí)枺?01210289635.9）。

　　上述研究工作得到了浙江省創(chuàng)新團隊（2011R50006）等項目的資助和支持。