片状锌粉制备技术及其应用

　　文/杨振波，师华，杨忠林·北京航材百慕新材料技术工程般份有限公司

　　富锌涂料在重防腐涂装中具有重要地位。为符合节约资源和环保发展的趋势，以片状锌粉为基的鳞片型富锌底漆将逐渐替代球状锌粉，成为未来市场的新宠。

　　锌材料系钢铁防腐不可缺少的重要资源。据我国2005年统计，锌产量为250余万吨，其中90%用于材料保护方面，如热浸锌、电镀锌、富锌涂料、达克罗涂液（Dacrometal）等。
 

　　随着锌资源的日益枯竭，涂料环保资源节约的发展趋势，以及不断降低富锌涂料成本的市场需求，以片状锌粉为基的鳞片型富锌底漆将逐渐取代了以球状锌粉为基的富锌底漆及浸锌工艺，成为未来富锌涂料的更新换代产品。

　　目前，我国国家标准GB/T 26035-2010《片状锌粉》已经颁布实施。同时，由北京航材百慕新材料技术工程股份有限公司与常州涂料化工研究院牵头的《鳞片型锌粉底漆》的化工行业标准也将于2012年颁布。上述标准的发布，将进一步推动片状锌粉及鳞片型富锌涂料的市场应用。

主要优势

　　片状锌粉技术的起源为生产达克罗涂料的主要原材料。达克罗涂料涂覆工艺（无铬达克罗）是一种“绿色电镀”工艺，国外已将该技术替代污染、耗能严重的热浸锌，电镀锌工艺，广泛用于汽车、家电、军事等各个领域。

　　达克罗涂层为一种生产线高温烧结涂覆工艺，不能适应普通涂料防腐涂装的现场施工与常温下固化。但是，鳞片状锌基达克罗涂层以其高抗蚀性与锌资源节约性给富锌涂料市场的未来研究方向指明了道路。

　　在钢结构重防腐领域，世界已普遍进入以富锌涂料为底漆的重防腐涂装时代。仅中国每年用于造船、集装箱、车间底漆等各个领域的富锌涂料的锌粉用量就超过20万吨。但是，目前国内外工程中实际应用的富锌涂料均属球锌富锌涂料，即均以球状锌粉为主要防锈填料。

　　为了保证富锌涂料的电化学保护性能，国际标准ISO12944规定富锌涂料不挥发份中锌粉含量不小于80%。然而，如果涂层中锌粉含量过高，涂层的力学性能下降，并且容易产生多孔结构。在多孔的富锌底漆上涂覆其他高固体分涂料，便会使涂层生成气泡的倾向增加。

　　锌是一种高比重金属，在生产和配制涂料时，分散较为困难，储存时易发生沉底现象，并且在施工应用时需要不断搅拌，才能保证形成的漆膜中锌含量的一致性。另外，若为了增强涂层的防腐能力而加厚涂膜，则会使涂层在干燥过程中产生收缩，从而出现裂纹倾向。这在无机富锌涂料中尤为明显。

　　而从鳞片状锌基达克罗涂层结构及其耐蚀性分析可知，采用片状锌粉研制的富锌涂料完全可以克服上述缺陷。这是因为：

　　（1）鳞片基瓦状面与面搭接结构优于球锌基结构的点与点接触，使得电流导通性大大增强，并且可以在降低鳞片状锌粉含量的同时，获得优异的电化学保护性能。球状锌粉和片状锌粉的SEM形貌对比如图1所示，含球状与鳞片状锌粉的富锌涂层的SEM形貌对比如图2所示。
 

　　（2）片状层叠结构使得腐蚀介质的渗透路径延长，大大减少了水、离子在涂膜中的渗透，提高了整个涂层结构的屏蔽性能。并且片状结构对涂层还有补强作用，提高了涂层体系的力学性能。

　　（3）鳞片基富锌涂料片状锌粉的低松装密度以及低料浆密度，保证涂料具有更好的抗沉降性，使底涂层施工中锌含量的不均匀性大大减少。

　　综上所述，新型鳞片基富锌涂料在节约锌资源、提高涂层耐蚀性以及施工工艺性能方面明显优于采用球锌作填料的富锌涂料，该项技术为长效型防腐涂层体系设计提供了更好的防腐底漆。

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