达克罗（锌铬膜）涂液的配方及发展趋势

BMA004

东建中　021-65147943
摘要：本文介绍了国内十余位专家学者所推荐的达克罗（锌铬膜）涂液配方，对各配方的组成和用法作了详细的介绍，对达克罗（锌铬膜）技术的从业人员有很好的参考价值。
1.前言
全国达克罗涂覆生产线由几年前的十来条，迅速增加到近二百条，其发展速度是相当地快。随着达克罗涂覆生产线在各地的普及，为了降低生产成本，自己配制达克罗涂液的工作已摆在投资者的面前，现在作为一个投资者，面对激烈的市场竟争，不得不考虑多方面降低自己的生产成本，而降低生产成本的一个大有潜力可挖掘的地方，就是减少在涂液上对外界的依赖。现在大多数企业的涂液都是从外面采购而来。由于现在各都有生产达克罗涂液的企业，所以要买到达克罗涂液，是不成问题的。但是，外购达克罗液，有二个问题对生产厂家的影响是很大的，首要的是成本的问题，目前制作一吨达克罗涂液，如果在市场上销售的话，生产者大约可有五千至一万的利润可获得。换言之，这个利润就是由使用者提供的。如果使用者自已生产，则增加了企业的盈利能力。其次是产品的质量的控制，由于达克罗（锌铬膜）涂液是一种比较特殊的涂液，受某些未知因素的影响，其质量有时会有所波动，当用户遇到这种情况时，与供应商是比较难以进行沟通的。这就造成了用户无法控制住自己产品的质量。当自己生产涂液自己用时，这个问题就容易解决了。特别是当用户提出某些特殊要求时，通过改变配方中某些组元的含量，能很好地满应对用户的新要求。这些，是外购达克罗（锌铬膜）涂液时所无法办到的。
从现在已掌握的情况看，国内现在已公开的达克罗的配方不下二十种，真正能在生产上应用的，可能是凤毛麟角，少之又少。造成这种现象的原因其实很简单，现在达克罗（锌铬膜）涂液利润这么高，能用的配方早就在那为业主创造利润了，凭什么无偿提供出来。所以，读者不要对已公开的达克罗的配方抱太大的希望，已公开的达克罗的配方在性能上总要比实际使用中的差一些，当然，如果你是涂料方面的专家，可能经过你的努力，也能配制相当好的达克罗（锌铬膜）涂液的配方来，一般的，如果需要能用于生产上的达克罗（锌铬膜）涂液配方，建议你还是选用业内信誉好的供应商的配方。
自从作者在互联网上发表了“无铬达克罗涂液的设计原则”一文后，不少论坛进行了转载，作者收到了不少热心的读者的电话，以及电子邮件，询问有关达克罗配方的配制的问题，以及配方的组成，原料的购买等问题，我想，一定还有不少的朋友也对这些问题有兴趣，本文专就达克罗（锌铬膜）涂液的发展情况，以及达克罗涂液的配方的内容作一比较详细的介绍，以满足朋友们的需要。
为了行文的方便，以及广大达克罗涂料配方爱好者所关注的重点在配方本身，所以对于本文中所提到的配方的具体的参考文献，在此就不一一列举了，有需要的朋友可直接查找“达克罗（锌铬膜）技术指南光盘”中“达克罗涂液及配方研究”目录中的有关文献，详细研究。
2．配方介绍
在本文中，共收集列举了近年来国内多位专家学者，在研究达克罗技术时所公开发表的文字材料中所开列的有关达克罗涂液配方，共有十几个，对于对配方没有什么感性认识的朋友来讲，是一份不可多得的技术资料，对于你了解和掌握达克罗配方的精要有很大的帮助。
在介绍之前，有些事还得事先作一说明：
一、 尽管所列的配方很多，但都不属于可以工业化使用的，原因是这些配方基本上都是单一组份的，无法长期保存，只可现配现用。如果要作成产品，能长期存放，还得选用已用于生产上的配方，这些配方都是三组份的，一份由金属粉料组成，一份由铬酸等组成，另一份为增稠剂。
二、 配方中所提到的原料，是在国内买还是需要到国外买，或配方中的代号的含义是什么，请读者自己去领会了，或者找配方的研发者讨教。
三、 本文所提到的各配方的效果如何，配方的提供者在所发表的文章中均有详细的介绍，效果相当的理想，有的还有完整的数据罗列在文章中，限于时间和精力，我并没有一一对这些配方的效能进行检验，实际上也没有这个必要，所以文中对配方的实际上的使用效果，不作评价。这样做的另一个原因，是相信作者在研究配方上所花的力量及研究能力。我认为，作者既然肯将自已的研究的成果拿出来发表，对自已在这方面的研究的先进性是有信心的，而且，其真实性应该不会有太大的问题。当然，前段时间媒体上一直在讲，目前学术界有一小部分人，为了种种目的，沾上了造假的习气，为了发表论文，使用假的数据或剽窃别人的劳动果实等，但愿在达克罗研究领域还没有这样的“先进分子”出现。
四、 无论什么达克罗涂液的配方，在制作时，总有个步骤，本文限于时间，不对此作专门的介绍，不过，你如果是在研发涂液中，请注意混料的顺序。至于说到工业上使用的达克罗汲液的配方做成三组份的原因，其实也是一个配制步骤的问题，将金属粉与铬酸分开来制作，到用时再合在一起，就避开了铬酸与金属粉先期的化学反应。
五、 如前所述，由于以上配方均出自研究的目的，所以保存期有问题，如果需要已用于实际生产中的达克罗配方，可与作者联系选用。一般达克罗液的配方，达克罗生产企业不愿出让，因为这是它们的一颗摇钱树，如果转让的话，价格也会很高。你想，一吨液如果以现在的生产成本计的话，可得利五千至一万，一年弄上个一百吨，有多少利，如果三年五年呢？就算是一年的话，如果靠为别的企业加工达克罗涂层，需要加工多少吨的达克罗涂层才能实现同样的利润？
为帮助业内人士开阔思路，帮助他们开发自己的达克罗涂液产品，下面，让我对已公开的一部分的达克罗的配方，逐一介绍如下，读者如有兴趣，可查看原文（或达克罗（锌铬膜）技术指南光盘）了解更多的相关的内容：
达克罗（锌铬膜）涂液的配方一
采用经320目(45 um)筛下的细粒状锌粉作为原料，锌铬膜的成分:50～500 g/1.细粒状锌粉.10～150 g/l铬酐，10 ml/l丙烯酸，50 g/l,聚乙烯醇，余下为去离子水.
锌铬膜涂液的的制备和使用： 按配方要求，将锌粉加人聚乙烯醇溶液中，充分搅拌使锌粉完全湿润，然后加人适量的铬酸溶液和丙烯酸，上述溶液经充分搅拌后，备用。
　　按下列工序进行锌铬膜涂覆:选用20＃钢板，剪成20X30CM的试样，经除油一除锈一锌铬膜涂覆—一沥干涂液一一预热( 70℃～80℃　x 20 min)一--烧结固化(300℃　x 30 min)　　。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方二
锌铬膜涂覆液配方及涂覆工艺条件:
锌粉280～310 g/L　（经360目过筛)　铬酐35一60 g/L　还原剂　0.75 g/L
活性剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、悬浮剂等适量添加。粘度　400CP pH值　4.2～4.5　烘干温度 60～80℃　烘干时间10～30 min
达克罗（锌铬膜）涂液的配方三
按照如下配方配制涂履液（重量百分比):
超细片状锌粉15～35(重量百分比)　二丙醇10～25　铬酐1～10 去离子水30～75
配制方法：将上述原料按比例称量，加入到容器中充分搅拌后，均匀涂覆于经除油、除锈的45＃钢质试片上，在240℃下烘烤20　min，可得到厚度约6μm的锌铬防腐涂层。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方四
金属粉　300　g/l 分散剂 300ml/l 增稠剂4　g/l pH调节剂 适量　 铬酐　60　g/L　蒸馏水 余量
处理方法：试片化学除油一一砂纸除锈一一浸涂处理液 一一在一定转速下用机械方法甩去试片表面多余的处理液一一在 80℃下烘1 0 min一一300℃　烧结　20 min
达克罗（锌铬膜）涂液的配方五
涂层处理液分两部分配制:1.经湿式球磨得到的片状锌粉+二丙醇+表面活性剂+增稠剂;2.
铬酸配+去离子水+pH调节剂。
配制：使用前将两者按比例混合，搅拌均匀，最终混合液中金属粉末占15～30%(重量百分比，下同)，铬酸占2～8%，二丙醇12～25%，pH值3一6，铬酸与锌粉的重量比在0.1～0.5之间。制备含硼达克罗涂层时，处理液中铬酸的20%被硼酸取代，按此比例制得的涂层在淡水中的耐蚀性最强。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方六
锌铬膜处理液的基础配方： 锌粉300～500　g/L　　 铬醉50～1OO g/ L 还原剂5～15g/L 增稠剂 适量 去离子水 余量
配制方法: 按配方要求，将铬酸溶于水中，加入有机还原剂、增稠剂及表面活性剂，在搅拌下加入锌粉，连续搅拌4～6小时，即可使用。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方七
通过正交试验分析了达克罗涂液各组分对达克罗涂层耐蚀性能的影响，其中酸总量与乙二醇的交互作用、铬酸、金属粉总量、及乙二醇对达克罗涂层的耐蚀性能具有显著的影响，酸总量和硝酸镍对达克罗涂层的耐蚀性能具有一定的影响，达克罗涂液的优化组分为:涂液中酸总量占5%～7%(质量百分含量，下同)，其中铬酸占60%，硼酸占40%;镍与铬的克离子当量比为。0.2～0.4，酸总量与氧化锌的质量比为4～6;酸总量与金属粉的质量比为0.2～0.3，其中锌粉占90%，铝粉占10%;表面活性剂占0.5%～0.7%;乙二醇占15%～18%。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方八
锌铬膜处理液的配方:锌粉1000 g/L、铬酐 160 g/L、铝粉 25 g/L,另外加入适量的还原剂、表面活性剂和增稠剂。
配制：将以上化学品，在容器中经充分搅拌使各成分充分混合均匀，可得到粘稠状的水基处理液。
处理方法：工件除油除锈一涂覆处理液一预热一烧结一冷却。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方九
处理液的配方: 涂料的基本组成
为Cr03 180g/L . H3 B03 30g /L、锌粉1000g/ L、还原剂R-2 180 g/L.加剂A 30 m1/1
处理方法：预热在恒温干燥箱中进行。温度控制在70～80℃，时间为1 0 min,烧结工序在烧结炉中进行。温度为300℃，时间为30 min。
达克罗（锌铬膜）涂液的配方十
锌铬膜涂液配方：锌粉(分析纯500目筛下物)　30g/L　铝粉(工业品325目)　15g/L　铬酸(分析纯)4O　g/L　还原剂　JR 0.8g/L　添加剂　0.004～0.008　g/L 　蒸馏水 余量
达克罗（锌铬膜）涂液的配方十一
金属粉20～25　铬酐 1～5　羟基高沸点有机物　20～25　表面　活性剂　0.3～1　增稠剂　＜0.5　蒸馏水　余量
达克罗（锌铬膜）涂液的配方十二
这个配方所生产的涂液已用于生产，国内有不有的企业在使用这种涂液，它是由A, B,C三种组份混配而成，A组份由水溶性有机醇混合物、乳化物分散剂、铁元素，以及鳞片状的锌片、铝片组成;B组份包括铬酸盐、钼酸盐、PH调整剂和去离子水等;C组份为增粘剂。A: B=30～40:60～70，C为A、B重量总和的0. 25%～0.35%。涂料的比重为1.25～1. 45, Cr6+为15%～22%，Mo6+为6%～8%。
将A, B、C组份按配比混配后的水剂溶液.涂覆在金属基材上即可形成防腐涂层，强度高，结合力强。
3．配方中主要组元在涂液中所起的作用：
锌铬膜技术实用化后.经过多年研究发展.已形成一个完整的表面处理体系.仅锌铬膜涂液的种类就从最初的一二种发展到现在的几十种，每种商品均分为多剂，常见的为三剂，或三个组分。三种主要组分在涂覆生产时再按照一定比例混合而成。涂液种类虽多，但涂液的基本组成和性能可归纳如下:
片状金属粉:片状金属粉是锌铬膜涂层的主要成分，含量不少于50g/L.主要有锌、铝、镁、锰等以及它们的混合物或合金鳞片状超细粉.片状锌粉和铝粉最常用，他们以片状金属形式。互相连接重叠在一起，以面接触的形式，在金属基体的表面形成数十层的鳞状保护层，对金属基体起到牺牲阳极的电化学保护作用。
溶剂：溶剂可以为水或惰性有机溶剂或它们的混合液体.有机溶剂一般是水溶性的，可用沸点在200℃左右的正丁醇、乙二醇、卤代烃等。
六价铬化合物:主要为铬酸，在涂液中起到粘接金属粉组元的作用。同时，它对超细的片状金属粉体和要保护的基体有着钝化的作用，是目前材料保护中常用的防腐原料。
还原剂:还原剂的作用是在工件进炉烘烤烧结过程中，促进涂层中六价铬还原为三价铬并保证膜层的质量，形成无机铬的化合物粘接层。
增稠荆:为提高涂液稳定性，而添加到涂液中的化学品，一般可以采用涂料工业中常用的增稠剂，加入量及所选的品种各家各不相同，主要看你对那种产品的熟悉程度定。
其它助剂:陈以上说到的成分外，为提离处理液的贮存稳定性和长期有效性，还应该添加润湿剂、消泡剂、分散剂等等。
4．发展趋势
欧洲2000/53/EG中规定，从2003年7月1日起，每辆汽车上的抗腐涂层中Cr6+的含量不允许超过2g的要求。世界上工业发达国家的汽车行业中许多名牌车辆都率先制定了采用无铬涂层的技术标准。例如：宝马(BMW)公司的GS90010；福特(Ford)公司的WSS-M21P42、WSS-M21P39；大众(VW)公司的2002版TL245、TL233；通用(GM)公司的GMW3359、GM7111M；沃尔沃(VOLVO)公司的VCS5737.29;博世(Bosch)公司的800 00/3+4等等,都规范应用的是无铬锌涂层的技术标准。
达克罗液的无铬化，国外相关的企业研究已有一些年头了，由于铬盐是一种价廉易得且防腐效果显著的化合物，所以一时还难以找到各方面的性能都优于它的替代品。人们对此问题进行了深入的研究，有许多相关的文献资料论述了这一方面的问题。经过许多专家的共同努力，一些无铬达克罗液的产品已经开始面世，在日本，有V505和V872，在韩国，有NC-100和NC-400等产品推出。
达克罗涂液的低铬化及无铬化是一个发展趋势。国内也有不少企业在研究开发此类产品，或直接从国外相关企业引进产品与生产技术。今年，已有不少的用户提出对于涂层中Cr6+的最高含量的技术指标，这迫使达克罗生产企业对自己的涂覆加工工艺进行改进，尽可能的降低涂液中的Cr6+的含量，并向无铬化靠拢。无铬化的防腐涂层将是一种新的更加环保的表面处理体系，它的发展将带给我们更理想的生活环境。
作者：　东建中　
上海南阳路一五四号　200040　　021-65147943