无铬达克罗涂液配方及工艺条件的研究
达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析
达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析【摘要】讲述了达克罗的工艺流程，并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。
【关键词】达克罗；涂覆工艺；常见缺陷；检验方法0.前言达克罗涂层（欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED），是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面，经烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层。
该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。
作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理，已在世界范围内得到了广泛的应用。
1.涂层耐蚀性能机理达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成，经固化成膜。
在成膜过程中，CrO3大部分转化为Cr2O3，生成无定形的Cr2O3·CrO3，它作为粘结剂，将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来，其结构科分别表示Fe·（FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3）·Al，Al·（Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3）·Al。
除此之外，树脂固化形成的体型网状结构，使涂层结构更加致密。
由于涂层结构独特，其耐蚀机理可作如下分析：1.1屏蔽作用涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物，把涂层与基体结合起来，另一方面又通过树脂固化反应，生成体型网状立体结构，把涂层与基体更牢固地粘结在一起。
涂层与基体间既存在化学作用，又存在物理作用。
这种紧密结合的涂层，起更好的隔离腐蚀介质的作用。
1.2钝化作用达克罗处理液中，铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应，生成致密的铬酸钝化膜，使基体的耐蚀性能大为提高。
1.3电化学保护作用达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀性能。
涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。
铝的电极电位远小于铁的电极电位。
当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时，铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀，基体金属作为阴极得到完全保护。
无铬达克罗配方
无铬达克罗配方根据厂商要求，该无铬达克罗涂料应分为如下几个部分；一.粘结剂，以硅烷偶联剂和水玻璃为主要成分，并加入有机树脂以降低烧结温度。
二.缓蚀剂，采用无毒金属元素代替铬的封闭作用。
三.分散剂润湿剂和其他助剂。
配制方法一．高模数混合型硅溶胶的合成1)将一定量的低模数硅酸锂（模数4.8）溶液倒入三口烧瓶中,放到磁力搅拌器上快速搅拌;2)称取适量的高模数硅酸锂溶液,去离子水,硅烷偶联剂"3)用滴液漏斗缓慢的滴入高模数的硅溶胶溶液,搅拌速度加快,控制温度在35一65摄氏度,搅拌过程中使溶液处于涡流状态,控制滴加速度,使其在3Omin内滴加完毕;4)在此过程中用滴管每隔1min分钟滴加适量的去离子水,使混合硅酸锂溶液充分分散稀释,搅拌过程中使溶液处于稳定的涡流状态;5)去离子水及高模数硅溶胶滴入完毕后,继续搅拌5min左右,使其充分稀释溶解;6)将一定量的硅烷偶联剂逐滴加入上述溶液中,此时温度保持50~55度,适当减小转速,溶液此时粘度略有下降,滴加完毕后继续搅拌约10min;7)待反应完毕后,将溶液转移到密封容器内封存,降到室温,得到白色半透明高模数混合型硅溶胶。
配方如下表所示，温度为50度为制备溶液的最佳温度，试剂在30~4Omin内滴定完毕为佳，需要说明的是硅烷偶联剂不可与水同时滴加,以避免造成快速凝结呈蜡状块的现象发生。
而且硅烷偶联剂的滴加速度要缓慢,滴加量小于等于1d/min二．铝粉的改性过程铝粉的改性实验过程(1)称取一定量鳞片状铝粉分散到一定体积的异丙醇中,进行超声分散5min左右;(2)经过分散后的试样倒入三口烧瓶中,置于40度的恒温水浴锅中,搅拌;(3)称取约占反应物总量20%的KH550加入到三口瓶中,再称取适量0.02mol/1的氨水和蒸水,分别装入滴液漏斗中滴加入烧瓶,调节滴加速度1ld/min,搅拌9h;(4)反应结束后试样用无水乙醇离心洗涤3次,放入烘箱60~80度后得到改性后的铝粉。
达克罗表面处理工艺
1000h
良好
良好
300℃
有
溶剂型
良好
MAGNI (美加力)
灰暗
960h
良好
良好
250℃
有
溶剂型
良好
达克罗主要有以下几种：
新型达克罗的特点
优点 1.超强的耐蚀性能 2.无氢脆性 3.高耐热性 4.无铬，无污染和公害
缺点 1.成本相对高 2.表面硬度不高 3.耐磨性差 4.外观易出现溶液堆积
共同点
应用及工艺流程
工艺流程 4 冷却 由于固化的温度较高，须对固化好的工件进行强冷，以缩短冷却的时间，减小固化炉的长度，节省投资费用。 5 后处理 当涂层较厚时，会因为涂层固化前不易流平或工件形状的原因造成甩干时涂膜不均匀。固化后出现外观粗糙、粉化的现象。需要对工件表面作少许修正。
种类与区分
Байду номын сангаас项目
达克罗表面处理工艺及发展
内容概要
CONTENTS
简介与发展
防腐原理
应用及工艺流程
01
02
03
种类与区分
无铬达克罗的优缺点
无铬达克罗目前市场及前景
04
05
06
在国内传统达克罗技术俗称：
达克罗是 DACROMET 译音和缩写：
世纪 70 年代日本的 NDS 公司从美国的 MCII 公司买断了在亚太地区的达克罗技术使用权。
世纪 50 年代，达克罗产生于美国的大洋公司。
传统达克罗溶液含有所含6-8%的CrO3，加工后容易残留+6价铬，会导致污染甚至对人体致癌，无法满足汽车等行业对有毒害物质含量的要求。
水系锌铬膜涂层、锌基涂层、片状锌基铬盐防护涂层、非电解锌铬酸盐涂层、达可乐等。
无铬达克罗防腐蚀涂料的实验探究
DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.25.087无铬达克罗防腐蚀涂料的实验探究①彭隆瀚1 熊金平2 韩晓佳1(1.北京市和平街第一中学 北京 100020;2.北京化工大学 北京 100029)摘 要：采用片状锌粉和铝粉为填料，KH560（γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷）为成膜物，利用各种配比、调节pH 值等条件变化，摸索制备一种无铬达克罗防腐蚀涂料；通过硝酸铵溶液进行腐蚀检测。
结果表面：A：Zn （24g）、丙二醇聚醚（20g）、Al （4g）混合搅拌30~60min，加入KH560（1g）、NP-9（2g），搅拌10~60min，再加入消泡剂（0.05g）、一缩二丙二醇（0.05g），搅拌1~5h；B：KH560（14g）、乙醇（30g）混合搅拌3~5min，加入去离子水（15g）和二氧化硅（0.2g）混合搅拌10h；配制而成的无铬达克罗防腐蚀涂料具有优异的稳定性，且涂装后的无铬水性涂层表面均匀平整，无明显缺陷，经过酸性腐蚀检测，表面无红锈生成，具有较好的防护性能。
关键词：达克罗 配方 检测防腐蚀能力中图分类号：TQ637 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)09(a)-0087-04①作者简介：彭隆瀚（2000，9—），男，汉族，北京人，高中，研究方向：化学。
1 研究背景与现状1.1 达克罗研究现状达克罗涂料具有耐腐蚀、无氢脆等特点，广泛应用于汽车、家电、船舶等领域。
现实中，由于环保对涂层Cr 6+的禁用，使得达克罗应用越来越受到限制，因此，环保型无铬达克罗的研究和应用得到广泛的关注和开发。
近年来，无铬达克罗主要有两个发展方向：一是溶剂型无铬达克罗涂料，以国外的德尔肯和美加力为代表，以片状锌铝粉、树脂和助剂等为成膜物质的防腐涂料。
溶剂型无铬达克罗虽然少了Cr 6+的污染，但仍有可挥发性有机物(VOC)的排放，不应该算为真正的环保涂料。
二是水性无铬达克罗涂料，以国外的交美特为代表，以片状锌铝粉、硅烷偶联剂、钝化剂和去离子水为主要成分的不含Cr 6+的新型防腐涂料，属于环保型的无铬水性产品。
达克罗技术和喷涂工艺简介
达克罗技术简介达克罗(Ｄａｃｒｏｍｅｔ)是是一种新型的金属表面保护工艺，国内又称为锌铬涂层，2002 年国家质量监督检验检疫总局发布了&ldq达克罗(Ｄａｃｒｏｍｅｔ)是是一种新型的金属表面保护工艺，国内又称为锌铬涂层，2002 年国家质量监督检验检疫总局发布了“锌铬涂层技术条件”的中华人民共和国国家标准，标准号为GB/T18684-2002，为达克罗涂层的生产和检测带来了方便。
与传统的电镀锌相比,达克罗的耐腐蚀性能好,而且在涂覆全过程中无污染,成为符合环保要求的一项“绿色工程”。
应用该技术可以使基体表面具有耐蚀、耐高温氧化、隔热和密封等性能。
这一技术不仅在航空航天、石油化工、机械制造、公路、铁路、码头等领域得到了广泛的应用，而且已推广到电器行业中。
1 达克罗涂层的特点[1](1)生产过程无污染。
达克罗涂覆生产过程中，工件在前处理时，仅生成少量的铁锈和粘附在工件表面的油污，整个生产是在一个封闭循环的工序中进行,达克罗涂液在固化时向外排放的主要是涂液中的水份，因此对外界无污染。
(2)极强的抗腐蚀性能。
达克罗涂层的厚度一般情况下，一涂的厚度3～5μｍ，二涂二烘在6～10μｍ,根据统计,在标准盐雾试验下，达克罗涂层每100ｈ消耗1μｍ,而电镀锌时涂层每10ｈ即消耗1μｍ,因此达克罗涂层的抗盐雾侵蚀能力,在同等涂层厚度下,是电镀抗腐能力的7～10倍。
做的好的达克罗的涂层，耐盐雾侵蚀能力可达1000ｈ以上。
(3)高渗透性。
达克罗涂液是水溶性的涂液,所以它的渗透性非常好,在细微的空隙的中也能形成涂层，其深涂能力远优于电镀。
与电镀相比，对于小孔的内壁，电镀时是很困难的，但达克罗涂覆时则能很好的涂覆上去。
有人曾做过试验，收紧的弹簧件经过达克罗处理后,放开后再作盐雾试验,其耐盐雾试验的时间仍可达到240ｈ以上,说明达克罗涂液已渗入紧密结合的缝隙处。
(4)无氢脆。
达克罗处理的一个特点是工件在前处理时不进行酸洗。
镁合金无铬达克罗工艺研究
镁合金无铬达克罗工艺研究最近，镁合金无铬达克罗工艺技术已经发展成为一种重要的轻量化材料加工解决方案，可以实现精密零件制造，有效减轻零件重量，提高整体部件的功能性和可靠性。
本文着重研究了镁合金无铬达克罗工艺的发展现状以及相关的制造技术，并结合实际案例研究了该工艺的应用及其优点。
一、镁合金无铬达克罗工艺的发展现状镁合金无铬达克罗工艺是一种新型加工技术，它采用冷冲压成形技术加工出高精度、复杂形状的零件，不需要金属成形工艺，也不需要铬进行原料预处理。
目前，镁合金无铬达克罗工艺已经全面发展，并可以制造出高质量的零件，包括汽车零部件、航空航天零件以及电子产品部件。
此外，镁合金无铬达克罗工艺在成形过程中涉及的专用设备有把轧机、液压机和冷冲压机等，设备技术可实现自动控制，可以实现稳定的成形和高效率的生产。
二、镁合金无铬达克罗工艺的制造技术镁合金无铬达克罗工艺的成形技术主要分为高压冷冲压、激光蒸发成形和气动冲击三种。
其中，高压冷冲压技术的实现原理是将材料以高压的方式轧制和成形，达到所需的形状和尺寸，可以获得高质量的零件；激光蒸发成形技术的实现原理是将材料的有序分布的激光靶材层层蒸发，而不受原始材料的约束；气动冲击技术的实现原理是通过对材料表面进行局部击打，达到勾缝、调整大小、拆模和边缘处理等目的。
三、应用及优点镁合金无铬达克罗工艺由于其精度高、造价低、质量可靠、成形性能好等特点，目前已经被广泛应用于汽车零部件、航空航天零件以及电子产品部件等制造领域。
比如，它可以用于制造汽车底盘零件，能够实现高强度、高稳定性、低重量和低噪声；用于制造航空航天零件，能够有效抵抗极端温度和空气压力；还能用于制造电子产品部件，能有效降低部件存在的热量，从而提高产品的可靠性。
而且，由于该工艺能够实现自动化控制，可以大大提高生产效率，减少工人的劳动强度。
综上所述，镁合金无铬达克罗工艺是一种新型加工技术，可以高效地加工出高质量的零部件，应用广泛，具有自动控制功能，可以大大提高生产效率，是未来轻量化材料加工解决方案的必然发展方向。
镁合金无铬达克罗工艺研究
镁合金无铬达克罗工艺研究镁合金是一种具有重要工程用途的金属材料，在航空航天、汽车制造、建筑等领域中应用广泛。
而达克罗工艺作为一种金属表面抛光处理技术，可以改善镁合金表面光洁度、硬度、抗腐蚀、耐磨性等性能，是镁合金涂层完善的重要工艺手段。
一、合金无铬达克罗工艺研究1、克罗工艺的基本原理达克罗抛光技术是一种微观抛光技术，主要利用带电微粒的碰撞及摩擦作用，使金属表面光洁度、硬度、抗腐蚀性以及耐磨性等性能得到提高。
达克罗抛光可以将大型粗糙度极限由Ra 80.02μm降低到Ra 0.2μm，满足精密部件的装配要求。
达克罗抛光有一定程度上避免了使用复杂抛光机械，抛光时间、效率高，抛光均匀度高，可以达到不锈钢、铝合金等金属材料的抛光要求。
2、合金无铬达克罗工艺镁合金表面抛光，多数使用机械抛光，虽然简单便捷，但不能解决粗糙度极限低的要求。
达克罗抛光技术能够解决这一问题，其包括辊式达克罗抛光、脉冲达克罗抛光、非接触达克罗抛光等多种抛光方式，根据客户的要求选择不同的抛光方式。
无铬达克罗抛光是一种无污染环保的达克罗抛光技术，因不用交叉清洁和普通抛光技术涉及到有毒材料，所以能够满足镁合金的无污染抛光要求。
3、艺要求无铬达克罗抛光对表面处理工件的要求十分高，如果表面存在裂纹、明显的不平整或微小的毛刺等缺陷，则必须进行机械抛光处理，除此之外，还需要检查表面处理工件的尺寸精度、光洁度等，保证表面条件良好，以保证最终质量。
同时，还需要对辊式达克罗抛光机中辊子的材质、直径、几何形状和表面状况等进行严格质检，以保证无铬达克罗抛光的有效性。
二、术优势1、铬达克罗抛光的技术优势无铬达克罗抛光技术可以达到较高的表面质量，表面光洁度高，粗糙度极限低，硬度、抗腐蚀、耐磨性和表面力学性能大大提高，深受各行业的欢迎。
2、能减排无铬达克罗抛光技术能够有效提高镁合金涂层的性能，同时可以大大减少涂层占原料消耗量，从而节约能源，减少环境污染。
三、论无铬达克罗抛光技术是镁合金涂层完善的重要工艺手段，具有提高表面光洁度、硬度、抗腐蚀、耐磨性等性能，改善镁合金表面状态，提高工件加工精度，满足精密部件装配要求，技术简单、效率高等优点，是航空航天、汽车制造、建筑等行业抛光要求十分理想的抛光技术。
达克罗 dacromet 涂装技术工艺介绍
达克罗 dacromet 涂装技术工艺介绍一、概述达克罗是dacromet缩写的译音，又译做达克锈、久耐锈、高克锈、锌铬膜等。
达克罗技术是指用含有锌片、铝片、铬酸酐、乙二醇等成分的糊状处理液涂覆金属基体，经高温烘烤后，在金属基体表面形成一层有极佳的耐蚀性的非装饰涂膜。
该技术杜绝了电镀过程中产生的废渣、污水、废气的排放污染问题，是替代电镀锌、热镀锌等进行表面防腐的高新技术，1999年8月13日，国家环保总局将该项技术列为1999年国家重点环境保护实用技术推广项目(项目编号:99B030)。
二、达克罗技术的应用范围与受到的限制(一)达克罗应用范围达克罗的应用范围很广，它不但可以处理钢、铁、铝及其合金，还可以处理烧结金属，以及特殊的表面处理。
它所涉及到的产业、行业也相当多，诸如:1、汽车、摩托车行业:达克罗技术起源于汽车行业，世界著名的汽车制造公司，如美国的通用、福特、克莱斯勒，法国的雷诺，德国的大众，意大利的菲亚特以及日本的丰田、三菱等在汽车零部件表面处理上均要求使用达克罗技术。
汽车零部件经过达克罗处理具有较高的稳定性、防热、防潮及防蚀性。
随着我国加入WTO，我国汽车工业与国际接轨的步伐越来越快，达克罗技术在国产汽车业上的应用前景越来越广阔。
2、电器通讯行业:家用电器、电子产品、通讯器材等高档产品的零部件、原器件、配套件等，有的需长期置于户外，所以对产品的质量要求较高，过去使用电镀锌的方法，质量低且达不到要求。
如果使用达克罗技术处理，产品的防腐性能将大大提高，产品的使用寿命、质量也将大幅提高，同时美化了环境，扩大了市场。
所以国内已有越来越多的企业开始采用该项技术。
如广州"美的"空调、"皇明"太阳能热水器、联通通讯发射塔、中兴通讯的户外机柜体，等等。
3、交通设施行业:地铁和隧道都处于地下，环境阴暗潮湿，通风较差;大桥、高架、港口机械长期处于户外日晒雨淋，它们均极易生锈，很快就会发生锈蚀现象，大幅降低了安全系数。
无铬达克罗涂液的配方研究
随 着环保 的环保 型无铬 达 克罗技 术具 有广 阔 的应用前 景 。
１ 实 验 部 分
１１ 无 铬 达 克 罗涂 层 制 备 工 艺 流 程 ．
１ 无铬 达克 罗涂 层 的性 能测 试 ． ４
涂 层 的 耐 腐 蚀 性 采 用 耐 硝 酸 铵 和 盐 雾 试 验 两种 方 法 测 试 。耐 硝 酸 铵 试 验 的 操 作 步 骤 如 下 ：于 烧 杯 中 配 制 ２ ％ 的 硝 酸 铵 溶 液 ， 烧 杯 放 入 恒 温 水 浴 中 ０ 将 加 热 至（ ０－１ ｃ （ 温度 计 测 量并 控 制水 浴 温度 ） ７ ４ ）【 用 － ＝ ， 将 要测 试 的样 板 全部 或 部 分 浸 渍其 中 ， 挂 固定 ， 悬 并 记 录 样 板 出 现 红 锈 的 时 间 ； 中 性 盐 雾 试 验 按 Ｇ ／ ＢＴ １ ７ 《 漆 和清 漆 耐 中性 盐 雾 性 能测 定 》 行 ， 验 ７１色 进 试
二 醇 甲醚醋 酸酯 、 二醇 聚氧 乙烯醚 、 十 聚醚改性 硅 等 。
１３ 无铬达 克 罗涂 液 的制备 ．
济 发展 、 源 保 护 、 们 生 活 和 社会 环 境 产 生 巨 大危 资 人 害 。 果 充 分 利用 现 有 的腐蚀 控 制技 术 和 方 法 ， 可 如 就 挽 回腐 蚀 损 失 。涂 层 防腐 具 有 操 作 性 强 、 价 比高 、 性
合 使 用 的方 法 ， 据 ＩＯ ２ ０ 划 格 法 的 附 着 力 级 别 根 Ｓ ４ ９
判 断涂 层 的附着 力 。
聚氨酯改性环氧 涂液分 涂液黏度 ／ 涂层 树脂 ： 聚酰胺 散程度 Ｓ 外观
附着力 ， 耐 ＮＨ Ｎ Ｏ 级 腐蚀时 间／ ｉ ａ ｒｎ
ｊ
无铬达克罗涂层的制备与性能研究
36研究与探索Research and Exploration ·智能制造与趋势中国设备工程 2020.01 (上)虽然达克罗涂层具有良好的应用性能，但其中的六价铬离子会对外部环境与人体健康造成一定威胁，世界各国均对铬的使用作出明确限制。
随着国民环保意识的逐步提升，去除达克罗涂层当中的铬离子，研制出具有环境友好型特征的无铬达克罗涂层已经迫在眉睫。
1 无铬达克罗涂层制备工艺1.1 试样前处理工艺在对试样进行涂覆之前，需要作一系列准备性操作，也就是前处理，该部分处理过程会对涂层质量和应用性能形成直接影响，决定涂层和基体之间的结合度。
在对试样作涂覆处理之前必须要作前处理，使试样表面残存的铁锈及油污等污染物消失，防止污染物聚集而降低涂层结合力效果。
除油的方式较多，通常可以利用碱性溶液（如5%的氢氧化钠溶液）加以处理，必要情况下可以添加少量洗洁精增强除油效果。
1.2 无铬达克罗涂液制备本次所制备涂液主要由甲、乙、丙三个组分配合而成，详细配置方法如下：（1）甲：先取一定量丙酮与异丙醇，随后加入适量增稠剂（实际加入量根据涂液粘度进行确定），应用磁力搅拌器对其进行搅拌直至溶解完全。
在搅拌处理的同时，继续向烧杯中添加适量的聚四氟乙烯及表面活性剂。
在获得所需均匀度后添入事先经过称量的铝粉与锌粉，继续进行搅拌，关注涂液中所形成气泡的具体情况，以决定需要添加消泡剂与否。
（2）乙：取适量二甲苯置，并加入准确无铬达克罗涂层的制备与性能研究张栋梁1，钱祥华2，李宏1，朱江1，刘明辉1（1.云南电网有限责任公司保山供电局，云南 保山 678000；2.云南电网有限责任公司瑞丽供电局，云南 瑞丽 678600）摘要：达克罗涂层具有高耐蚀性、高耐热性、高渗透性、强附着力等优质应用特征，已经在航空航天、道路汽车以及化工石油等多领域实现了有效应用与推广。
本文主要以无铬达克罗涂层为例，探讨了其制备与性能检测方式。
关键词：无铬达克罗涂层；制备工艺；耐蚀性中图分类号：TQ630.1 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）01（上）-0036-02称量后的粘结剂，以磁力搅拌器进行搅拌。
达克罗涂料配制工艺要求
达克罗涂料配制工艺要求达克罗涂料配制不同于一般多组份涂料按比例混合分散就可以了，达克罗涂料混合配制过程是一个氧化还原反应过程，所以在涂料混合分散过程中，需要有一个合适的温度条件，所以混合搅拌容器桶要求浸在有加热或制冷的水浴槽中进行加热或降温处理。
反应温度过高，Cr6+还原过多，pH值过高加速涂料老化，反应温度过低，反应不充分pH 值低，涂料中Zn、Al片钝化不充分，反应时间要加长，且影响以后增粘剂加入后的溶解。
首先B剂中CrO3在水中水解成氧化性CrO42-与H+，其反应方程式为：CrO3＋H2O→CrO42-＋2H+然后A、B剂按比例混合后，氧化剂CrO42-与A剂中的醇类还原剂及Zn、Al金属片发生氧化还原反应，其方程式为：H︱3R—C—OH＋2CrO42-＋10H+D3R—C—H＋2Cr3+＋8H2O (1)︱‖H O（醇类与CrO42-反应）3Zn＋2CrO42-＋16H+D3Zn2+2Cr3+＋8H2O (2)（金属Zn片与CrO42-反应）Al＋CrO42-＋8H+DAl3+＋Cr3+＋4H2O (3)（金属Al片与CrO42-反应）以上三个反应均为放热反应，反应过程中均消耗涂液中的H+，所以混合后PH会上升，温度会上升，根据能斯特方程，当混合液PH值达到4.5左右，化学反应达到一个平衡，反应温度在35℃左右，反应较为正常；反应温度过低，反应不充分，反应时间要延长，且配制液PH低，影响涂液中Zn、Al片的钝态保护，且影响增粘剂加入后的溶解分散。
当温度在10℃以下时Cr6+基本很少被还原；反应温度过高，Cr6+还原过多，PH值过高，加速涂料老化，缩短涂料的使用周期，形成浪费。
当温度超过40℃以上时，Cr6+还原速度会直线上升，所以达克罗涂液的反应温度不能超过38℃，不能低于28℃，由于反应放热会使涂液温度上升10℃左右，所以应控制A、B料起始温度25℃左右，这样当两组份混合反应放热时，就能在水浴槽中把达克罗涂料控制在规定的范围30-35℃，所以在夏季高温天气除了用冷水降温以外，还要预先用冷藏设备把涂料提前降到25℃左右，在北方冬季要注意不能把涂料放在室外，以免涂料冻冰后不能使用，配制前要用加热设施把涂料温度升到25℃左右。
无铬达克罗涂层的工艺研究
除锈 后备用 。在 前期 实验 的基础 上 ， 定 无 铬 达 克 确 罗涂 液 的基 本组 成为 ： 金属 粉 采用 片 径 为 １ ａ 的 ５， ｍ
片状 锌 、 粉 ， 湿 分散 剂 选 用 聚 乙二 醇 、 铝 润 乙二 醇 和
ｏＰ ｌ —Ｏ的混合 溶剂 ， 缓蚀剂 采用 钼酸钠 ， 黏结 剂 选用
蚀性能。在此基础上 ， 向涂 料 中加 入 不 同种 类 的 纳 米 微 粒 ， 究 了其 对 涂 层 的 硬 度 和 耐 蚀 性 能 的 影 响 。结 果表 明 ： 得 无 铬 研 所
涂 层 的 耐 蚀 性 能 与 达 克 罗涂 层 的 相 近 ； 入 纳 米 微 粒 后 ， 层 的 硬 度 有 一 定 程 度 的 提 高 ， 对涂 层 的 耐蚀 性 能 产 生 了微 小 不 加 涂 但
ａ ｄＡｓｒ ｎ ｕ ｉｓ ｎ ｔｏ ａ ｔ ，Ｎａ ｊｎ １ １ ６，Ｃｈｎ ） ｃ ｎｉｇ ２ ｌ ０ ｉ ａ
摘 要 ： 在 前 期 实验 的 基 础 上 ， 对无 铬 达 克 罗涂 料 中主 要 组 分 的 质 量 分数 设 计 了 ４因素 ４水 平 正 交 实验 ， 过 考 察 涂 层 外 观 ， 通 结 合 力 和 耐 蚀 性 确 定 了理 想 配 方 。 运 用 Ｓ Ｍ 和 Ｅ Ｓ等手 段 分 析 了涂 层 的 组 织 形 貌 和 成 分 ， 用 电 化 学 方 法测 试 了涂 层 的耐 Ｅ Ｄ 并
度和光 泽 度两个 方 面 。粗 糙度 评价 ： 据 目测 ， 面 根 表
均匀 、 光滑 且没有 明显 颗 粒 的涂 层 评 为 １ Ｏ分 ； 面 表 有 明显 大 颗粒 、 凸不平 的涂层 评 为 ０分 ； 当分 成 凹 适
明铝更 容 易被 氧化 ， 于铝 被 氧 化 后 生成 的物 质 不 由 导 电 ， 以在扫 描 电镜下会 产 生 白亮色 反光 。 所
无铬达克罗润滑防腐蚀封闭涂层的制备与性能研究
再制备原料之二B组分 取2.00 kg硅烷A -187 与2.20 kg乙二醇混合搅拌3~5 min,然后加入3.0 kg
的去离子水，并用乙酸和NaOH调节pH值在5〜7之 间,搅拌3 ~ 10 h后,制得B组分7.20 kg。
在使用前取3.65 kg的A组分涂料和7.20 kg的B 组分涂料,混合搅拌均匀，得到可采用刷涂、喷涂或浸 涂方式进行涂装的水性无辂润滑防腐蚀封闭涂料。
Vol.54 No.6 Jun. 021
0前言
无锯达克罗涂层因性能高、厚度薄、环保等特点， 广泛应用于汽车、机械、家电、船舶等领域［I］,并逐渐 取代含辂达克罗涂层（亦称锌锯涂层），尤其在汽车工 业领域，无珞达克罗涂层已经实现了对含辂达克罗涂 层的全面替代“⑸。在国夕F, GeometA MagniA Delta等已 经开发出了具有自身特点的无锯锌铝涂层技术。 国内尽管对无锯达克罗技术的研究相对较晚,但近几 年已经取得了长足的进步，哈尔滨工业大学⑻、中国海 洋大学⑼、南京航空航天大学［。⑴、中国科学院金属研 究所少-⑸、航达科技等单位都实现了水性无辂达克罗 的开发及应用。
(1. Liaoning Provincial Key Laboratory for Synthesis and Preparation of Special Functional Materials, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China ；
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1.4 无铬达克罗涂层的性能测试
涂层的耐腐蚀性采用耐硝酸铵和盐雾试验两种方法 测试。耐硝酸铵试验的操作步骤如下：于烧杯中配制 20%
1 实验部分
1.1 无铬达克罗的工艺流程
[1]
的硝酸铵溶液，将烧杯放入恒温水浴中加热至(70±1) ℃ (用温度计测量并控制水浴温度)，将要测试的样板全部或 部分浸渍其中，悬挂固定，并记录样板出现红锈的时间； 中性盐雾试验按 GB/T 1771《色漆和清漆 耐中性盐雾性能 测定》进行，试验条件为：氯化钠(50±10) g/L，pH：6.5～ 7.2，盐雾箱内温度：(35±2) ℃，连续喷雾，同时记录试
逐渐增大，涂液分散均匀，涂层致密、结合力好、耐蚀性 强，然而二甲苯毒性较正丁醇大，成本也较高。综合考虑， 有机溶剂二甲苯与正丁醇的比例取为 7∶3， 即二甲苯 63.0 mL，正丁醇 27.0 mL。
球状锌粉得到的涂层外观差，结合力及耐蚀性不好。研究 发现，片状锌粉的防腐蚀性能较球状锌粉的好，且锌片尺
[6] 寸越小，涂料耐蚀性越好，同时还可减少锌粉的用量 。
随着技术发展，球状锌粉逐渐被鳞片状锌粉所替代 加到 40.0 g，其他因素保持不变，结果见表 3。
[7-8]
。
2.3 锌铝粉的选择
锌铝粉是无铬达克罗涂液的主要成分，其用量的多 少、尺寸的大小以及形状的不同均会影响涂层的质量。本 实验中无铬达克罗涂液的配制使用鳞片状锌铝粉作为原 料。 2.3.1 锌粉的选择 目前，国内生产的达克罗涂液一般采用球状锌粉，而
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涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
涂料技术
Coatings Technology
表 1 涂料中不同含量的粘结剂与固化剂对涂液、涂层性能的影响
m (聚氨酯改性环氧树脂)∶m (聚酰胺)
1.0∶0.6 1.0∶0.8 1.0∶1.0 1.0∶1.2 1.0∶1.4 1.0∶1.6 涂液分散程度 良 良 优 优 良 中 涂液涂-4 杯黏度/s 24 30 35 41 46 50 涂层外观 中 良 优 良 中 差 涂层结合力/级 3 2 1 1 2 3 耐 NH4NO3 腐蚀/min 100 150 190 165 115 95
从表 5 可以看出，随着铝粉用量的增加，涂层外观得 以显著改善，结合力逐渐变好，耐蚀性增强。当锌铝粉的 比例为 3∶1 及 5∶1 时，涂液和涂层的综合性能均较好。 由于片状铝粉的价格比片状锌粉的价格贵，考虑到成本问 题，取锌粉 25.00 g、铝粉 5.00 g 为最佳。
2.4 有机液体的选择
有机液体是用来润湿、分散鳞片状锌铝粉，使涂料中 的处理液保持稳定。为选择合适的有机液体，在上述结果 调整配方后，将有机液体的体积定为 40.0 mL 不变，选择 不同的有机液体研究其对涂料及涂层的影响， 具体见表 6。
表 6 涂料中不同润湿剂对涂液、涂层性能的影响
有机液体 乙二醇 正丁醇 乙酸乙酯 丙二醇甲 醚醋酸酯 丙酮 环己酮 涂液分 散程度 中 良 良 优 优 良 涂液涂-4 杯黏度/s 39 42 38 35 32 30 涂层 外观 中 良 良 优 优 良 涂层结 合力/级 3 2 2 1 1 2 耐 NH4NO3 腐蚀/min 85 105 160 195 205 130
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无铬达克罗涂液配方及 工艺条件的研究
Study on Formula and Process Conditions of Non-chromium Dacromet Liquid
王全全，柯昌美，胡永，周黎琴，张金龙 （武汉科技大学化学工程与技术学院，武汉 430081)
金属腐蚀问题遍及国民经济的各个领域，对国民经济 发展、资源保护、人类生活和社会环境产生了巨大危害。 如果我们充分利用现有的腐蚀控制技术和方法，就可挽回 25%～30%的腐蚀损失。 涂层防腐由于操作性强、 性价比高、 施工运作成本低、 节省能源等优点， 迄今为止仍是最有效、 最经济、应用最普遍的方法之一。 近年来，达克罗处理技术因具有涂层薄、耐腐蚀、无 氢脆、耐热性等优点而得到广泛应用。由于达克罗涂层中 含有大量毒性强、高致癌作用的六价铬，而在世界各国范 围内铬的使用已经受到越来越严格的限制，因此，随着人 们生活水平的提高及环保法规的日益严格，高性能与低 VOC 含量结合的环保型无铬达克罗技术具有广阔的应用前 景。
从结果可看出， 当粘结剂与固化剂的比例为 1.0∶0.6、 1.0∶0.8 时，此时，粘结剂过量，固化交联反应不能进行 完全，致使涂层附着力差，耐蚀性能不好；当粘结剂与固 化剂的比例为 1.0∶1.4、1.0∶1.6 时，固化剂的量过多， 过量的固化剂会终止固化反应链的增长，导致固化交联密 度低，影响了涂层的附着力，降低了涂层的耐蚀性；当粘 结剂与固化剂的比例为 1.0∶1.0、1.0∶1.2 时，此时的比 例适当，固化交联反应完全，从而形成致密、附着力强的 涂层，表现出较高的耐腐蚀性能。当聚氨酯改性环氧树脂 与聚酰胺树脂比例为 1.0∶1.0 时， 涂层的各项指标均为最 好，因此确定聚氨酯改性环氧树脂与聚酰胺树脂间的最佳 比例为 1.0∶1.0，即聚氨酯改性环氧树脂取 12.50 g，聚 酰胺树脂取 12.50 g。
金属粉：上海德予得贸易有限公司从德国进口的鳞片 状锌粉和铝粉。采用英国剑桥公司 CAMSCAN 4-40CM 型扫 描式电子显微镜放大 5 000 倍观察， 其微观形貌如图 2 所示。
1.3 无铬达克罗涂液的制备
称取一定量的鳞片状锌粉和鳞片状铝粉混合，加入有 机液体、分散剂和流平剂，搅拌均匀，制成基料。 称取一定量的改性树脂和聚酰胺树脂，加入适量的有 机溶剂搅拌均匀后添加到基料中，继续搅拌直至均匀，此 时根据涂液的粘稠情况判断是否需加入增稠剂，如加入增 稠剂则继续搅拌 1～2 h，即制得无铬达克罗涂液。
但对于高分子物质溶解性的判定却一直没有较好的标准， 直到 Hildebrand 于 1949 年提出“溶解参数”的概念[5]。 溶解度参数(δ)定义为内聚能密度(即单位体积液体汽化或 固体升华所需要的能量)的平方根，即δ=(△E/V )1/2。溶剂 与物质的δ值相近，则可以较好地溶解。聚氨酯改性环氧 树 脂 的 δ 为 20.8 ～ 22.5(J/cm3)1/2 ， 正 丁 醇 的 δ 值 为 23.3(J/cm3)1/2，二甲苯的δ值为 17.9～18.4(J/cm3)1/2，因此 选择二甲苯和正丁醇作为混合溶剂。 为确定二甲苯与正丁醇的最佳比例，按 2.1 中配方将 二甲苯与正丁醇总体积定为 90.0 mL 不变，成膜物质聚氨 酯改性环氧树脂 12.50 g，固化剂聚酰胺树脂 12.50 g，其 他因素保持不变，具体比例见表 2。 从实验现象可以看出，随着二甲苯用量的增加，溶液 的分散程度逐渐变好，黏度较适合，涂层的外观及结合力 也逐渐改善，耐硝酸铵的时间逐渐增长。这是由于二甲苯 的溶解能力较强，挥发性较大，因此，随着二甲苯用量的
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表 3 涂料中不同含量的锌粉对涂液、涂层性能的影响
锌粉 用量/g 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 涂液分 散程度 中 良 优 良 中 差 涂液涂-4 杯黏度/s 20 24 29 32 41 55 涂层 外观 中 良 优 良 中 差 涂层结合 力/级 3 2 1 2 3 3 耐 NH4NO3 腐 蚀/min 105 150 185 160 130 95
摘
要：以聚氨酯改性环氧树脂为粘结剂，制备出
工件前处理(除 油、除锈、清洗) 涂覆(浸渍) 无铬达克罗 涂液 烘烤固化 冷却 沥干
一种具有良好结合力和防腐性能的无铬达克罗涂 层。实验确定了无铬达克罗涂液的配方及工艺条 件。 关键词：无铬达克罗；涂液；配方；工艺条件
图 1 无铬达克罗涂层制备工艺流程图
0 引言
无铬达克罗的工艺流程见图 1。
1.2 实验材料
试样：本实验采用 50 mm×50 mm×1 mm 规格的 Q235 碳钢作为基体材料。
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a 锌粉
图 2 鳞片状锌粉和铝粉的扫描电镜图
按 2.1 及 2.2 结果调整配方，将锌粉用量从 15.0 g 增 无铬达克罗涂液中的锌粉只有达到一定的用量，才能 很好地发挥阴极保护的作用，以保护基体。由表 3 可以看 出，当锌粉用量为 15.0 g 及 20.0 g 时，由于用量偏少， 涂液分散性不好，涂液黏度偏小；当锌粉用量为 35.0 g 及 40.0 g 时，锌粉用量过多，涂液分散性不好，涂液黏度过
-1 -1
波数∕cm
-1
(a) 未改性的环氧树脂 (b) 聚氨酯改性后的环氧树脂
图 3 红外谱图
固化成膜是指涂覆到基材表面的涂料由液态(或粉末 态)转化成无定型固态薄膜的过程， 这一过程也称为涂料的 固化或涂料的干燥。聚氨酯改性环氧树脂的固化剂常用的 是胺类，包括脂肪胺、芳香胺、聚酰胺等。聚酰胺树脂固 化剂有着极其优良的综合性能，其分子内的长碳链能使涂 膜具有极佳的柔韧、耐冲击性能。酰胺键的存在使涂膜具 有良好的粘附性、润湿性及剥离强度。故选用聚酰胺为固 化剂。 为确定粘结剂与固化剂的最佳比例，实验中聚氨酯改 性环氧树脂与聚酰胺树脂的总量定为 25.00 g， 比例依次取 为 1.0∶0.6、1.0∶0.8、1.0∶1.0、1.0∶1.2、1.0∶1.4、 1.0∶1.6，锌粉 25.00 g，铝粉 5.00 g，有机溶剂 90.0 mL， 有机液体 40.0 mL，分散剂(固体取 0.50 g，液体取 1.0 mL)， 消泡剂 4.0 mL。
2.2 有机溶剂的选择