硅烷偶联剂是有机化学物中极具特色的一类化合物,它除了含有能与有机聚合物反应的碳官能团,又具有水解和缩聚的能力,并且能形成与无机物质表面进行化学键合的硅羟基。因此,有机和无机物质通过它可以以化学键偶联在一起,消除界面而形成紧密连接。研究和开发者利用该类化合物此种特性已将它们运用于金属物质表面硅烷化保护涂层,从而代替给环境带来污染严重,重金属含量高,耗能大,工艺比较复杂的磷化处理。随着人们环保意识的提高和环保法规的日渐严格,硅烷化的金属表面处理技术必将成为21世纪涂装前处理行业中的主角,硅烷化金属表面处理技术在家电粉末及喷塑涂装行业中发展最快,所占据的份额逐渐加大,代表了涂装前处理行业的发展方向。随着国家环保法规对锌、镍、锰、磷、氮等的控制越来越严格,作为代替磷化前处理的硅烷化金属表面处理技术在涂装前处理行业中逐渐成为引领行业发展方向的重要工艺之一。目前,我国传统的磷化处理技术在涂装前处理行业中占有非常大的比例和市场,其中最主要的原材料为含重金属的含磷、氮类化合物,在工艺处理过程中会产生含有大量重金属及磷氮的废水和废渣,如果不进行环保处理就会危害环境。作为以绿色技术的硅烷化的金属表面处理技术不含重金属及磷氮等有害物符合可持续发展要求。因此,选择合适的硅烷偶联剂及适当的复配配比并在此基础上开发综合性能良好的硅烷金属表面处理剂有十分重要的意义。制备性能达到涂装前处理指标的硅烷化表面处理剂的关键是选择合适的硅烷偶联剂及进行恰当的配比。本论文首先对硅烷偶联剂的偶合机理进行了分析,其次研究了氟锆酸、硅溶胶、硅烷偶联剂种类及配比对硅烷化金属表面处理剂性能的影响,深入探讨了影响漆膜耐腐蚀性能的因素。通过一系列的理论分析以及系统实验,最终确定了以氟锆酸、硅溶胶、氨基硅烷以及环氧硅烷为主要原料,制备了适用于家电,汽配行业的硅烷化金属表面处理剂。在制备适用于家电、汽配行业的硅烷化金属表面处理剂的基础上,通过添加硝酸铜成分,制备了适用于汽车阴极电泳漆、与三元磷化性能相当的具有实用价值的硅烷化金属表面处理剂。本课题制备的硅烷化表面处理剂可适用于火车、汽车、船舶、家电、储罐等设施中钢铁部件的防护。