Page 115 - 《精细化工》2023年第9期
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第 9 期 赵 鹏，等: 含唑硅烷偶联剂有机金属涂层的制备及性能 ·1963·
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图 2 中，b、c、d、e 曲线在 1000~1100 cm 处 膜性更好，形成的有机金属涂层更加平整光滑，无
均出现了 Si—O 特征吸收峰，是硅烷水解液中的 明显凸起与裂纹。
Si—O—C 和 Si—OH 之间脱水缩合形成的低聚 2.3 涂层的平整性
Si—O—Si 结构以及 Si—OH 与铜表面—OH 在加热 粗糙度是目前评价有机金属涂层平整性的一种
固化过程形成 Si—O—Cu 共价键的特征峰 [14,24-26] ， 常用方法，利用 AFM 对涂层的形貌和粗糙度进行表
说明 4 种硅烷偶联剂经水解固化后在铜表面形成了 征，结果见图 4、5。结合图 4、5 可知，空白铜箔
有机金属保护涂层。图 2f 棕化工艺形成的棕化保护 表面呈现高低起伏锯齿状，R q 和 R a 分别为 82.5 和
膜由于主要成分是铜氧化物（CuO 和 Cu 2 O），在红 61.2 nm，经棕化处理后的铜面呈粗糙的蜂窝状，粗
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外光谱上无明显的特征吸收峰 。 糙度明显上升，R q 和 R a 分别为 257.0 和 204.0 nm；
2.2 涂层的微观形貌 经 KH132 和 KH580 交联成膜后铜的表面粗糙度有
有机金属涂层试片的表面形貌可通过 SEM 来 所降低，但仍呈高低起伏锯齿状，有明显的峰和谷
表征，图 3 是裸铜片和不同成膜工艺的有机保护涂 结构，表面粗糙度下降至 34~55 nm；经 TUP-3 和
层试片的 SEM 图。由图 3a 可知，空白铜面呈现出 IAP-3 两种唑硅烷偶联剂处理后，呈现均匀平滑的
片状起伏的低粗糙形貌，且由于被氧化表面突起一 起伏轮廓，R q 和 R a 下降至 21 nm 以下，说明 TUP-3
些细小颗粒。由图 3b 和 c 可见，经 KH132 处理后， 和 IAP-3 这两种工艺能大幅降低铜面粗糙度，铜面
铜基表面形成了一层保护膜，表面仍然存在少量氧 相对平整。
化颗粒，说明该保护膜未能有效地保护铜面；经
KH580 处理后，铜面形成一层平整光滑的保护膜，
但膜层存在明显的裂缝。由图 3d 和 e 可见，铜面经
TUP-3 处理后，表面形成了一层相对平整且致密均
匀的保护膜，无明显的颗粒突起和裂纹；铜基材经
IAP-3 处理后表面平整光滑，但仍然存在细小裂纹。
由图 3f 可见，经棕化工艺处理后，铜表面呈现出蜂
窝状的粗糙结构，存在一定深度的沟壑和孔隙。
a—空白；b—KH132；c—KH580；d—TUP-3；e—IAP-3；f—棕化
图 4 铜面保护有机涂层的 AFM 图
Fig. 4 AFM images of organic anticorrosive coatings on
copper test plates
a—空白；b—KH132；c—KH580；d—TUP-3；e—IAP-3；f—棕化 图 5 不同成膜工艺制备的铜面保护涂层的粗糙度
图 3 有机保护涂层 SEM 图 Fig. 5 Roughness of protective coatings on copper test plates
Fig. 3 SEM images of organic anticorrosive coatings via different film forming process
综上可知，与 KH132、KH580 和棕化工艺相比， 2.4 涂层的疏水性
铜面经 TUP-3 和 IAP-3 两种唑硅烷处理后，表面成 水接触角（θ）是有机金属涂层润湿性的量度，
