片狀鋅粉制備技術及其應用

　　文/楊振波，師華，楊忠林·北京航材百慕新材料技術工程般份有限公司

　　富鋅涂料在重防腐涂裝中具有重要地位。為符合節約資源和環保發展的趨勢，以片狀鋅粉為基的鱗片型富鋅底漆將逐漸替代球狀鋅粉，成為未來市場的新寵。

　　鋅材料系鋼鐵防腐不可缺少的重要資源。據我國2005年統計，鋅產量為250余萬噸，其中90%用于材料保護方面，如熱浸鋅、電鍍鋅、富鋅涂料、達克羅涂液（Dacrometal）等。
 

　　隨著鋅資源的日益枯竭，涂料環保資源節約的發展趨勢，以及不斷降低富鋅涂料成本的市場需求，以片狀鋅粉為基的鱗片型富鋅底漆將逐漸取代了以球狀鋅粉為基的富鋅底漆及浸鋅工藝，成為未來富鋅涂料的更新換代產品。

　　目前，我國國家標準GB/T 26035-2010《片狀鋅粉》已經頒布實施。同時，由北京航材百慕新材料技術工程股份有限公司與常州涂料化工研究院牽頭的《鱗片型鋅粉底漆》的化工行業標準也將于2012年頒布。上述標準的發布，將進一步推動片狀鋅粉及鱗片型富鋅涂料的市場應用。

主要優勢

　　片狀鋅粉技術的起源為生產達克羅涂料的主要原材料。達克羅涂料涂覆工藝（無鉻達克羅）是一種“綠色電鍍”工藝，國外已將該技術替代污染、耗能嚴重的熱浸鋅，電鍍鋅工藝，廣泛用于汽車、家電、軍事等各個領域。

　　達克羅涂層為一種生產線高溫燒結涂覆工藝，不能適應普通涂料防腐涂裝的現場施工與常溫下固化。但是，鱗片狀鋅基達克羅涂層以其高抗蝕性與鋅資源節約性給富鋅涂料市場的未來研究方向指明了道路。

　　在鋼結構重防腐領域，世界已普遍進入以富鋅涂料為底漆的重防腐涂裝時代。僅中國每年用于造船、集裝箱、車間底漆等各個領域的富鋅涂料的鋅粉用量就超過20萬噸。但是，目前國內外工程中實際應用的富鋅涂料均屬球鋅富鋅涂料，即均以球狀鋅粉為主要防銹填料。

　　為了保證富鋅涂料的電化學保護性能，國際標準ISO12944規定富鋅涂料不揮發份中鋅粉含量不小于80%。然而，如果涂層中鋅粉含量過高，涂層的力學性能下降，并且容易產生多孔結構。在多孔的富鋅底漆上涂覆其他高固體分涂料，便會使涂層生成氣泡的傾向增加。

　　鋅是一種高比重金屬，在生產和配制涂料時，分散較為困難，儲存時易發生沉底現象，并且在施工應用時需要不斷攪拌，才能保證形成的漆膜中鋅含量的一致性。另外，若為了增強涂層的防腐能力而加厚涂膜，則會使涂層在干燥過程中產生收縮，從而出現裂紋傾向。這在無機富鋅涂料中尤為明顯。

　　而從鱗片狀鋅基達克羅涂層結構及其耐蝕性分析可知，采用片狀鋅粉研制的富鋅涂料完全可以克服上述缺陷。這是因為：

　　（1）鱗片基瓦狀面與面搭接結構優于球鋅基結構的點與點接觸，使得電流導通性大大增強，并且可以在降低鱗片狀鋅粉含量的同時，獲得優異的電化學保護性能。球狀鋅粉和片狀鋅粉的SEM形貌對比如圖1所示，含球狀與鱗片狀鋅粉的富鋅涂層的SEM形貌對比如圖2所示。
 

　　（2）片狀層疊結構使得腐蝕介質的滲透路徑延長，大大減少了水、離子在涂膜中的滲透，提高了整個涂層結構的屏蔽性能。并且片狀結構對涂層還有補強作用，提高了涂層體系的力學性能。

　　（3）鱗片基富鋅涂料片狀鋅粉的低松裝密度以及低料漿密度，保證涂料具有更好的抗沉降性，使底涂層施工中鋅含量的不均勻性大大減少。

　　綜上所述，新型鱗片基富鋅涂料在節約鋅資源、提高涂層耐蝕性以及施工工藝性能方面明顯優于采用球鋅作填料的富鋅涂料，該項技術為長效型防腐涂層體系設計提供了更好的防腐底漆。

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