达克罗表面处理(达克罗(Dacroment)技术)
达克罗(又称乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等),即片状锌基路盐防镀涂层,是当今世界表面处理高新技术,被专家们誉为国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。钢铁达克曼技术目前在国内尚属空白。
达克罗涂层具有的性能。如极强的抗腐蚀性:比电镀锌提高7-10倍;无氢脆:特别适用于高强度受力件;高耐热性:耐热温度300℃。特别适用、摩托车发动机部件的高强度构件。此外,还具有高渗透性、高附着性、高减摩性、高耐气候性、高耐化学品稳定性及无环境污染等优点。
适用达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。
达克罗技术可以代替电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种表面防护工艺。极好地杜绝了环境污染的发生。
达克罗技术在工业发达国家的汽车工业、士木建筑、电力、化工、海洋工程、家用电器、铁路、公路、桥梁、隧道、造船、军事工业等多种领域,已经得到极为广泛的应用。
本公司已引进该项专有技术玫生产设备。并拥有发达国家的先进达克罗技术标准、诸如美军标准、日本工业标准、德国奔驰公司、大众公司标准等,这使本公司确保达到达到国际先进水平。
一、 什么是达克罗?
达克罗是DACROMET译音和缩写,简称达克曼、达克锈、迪克龙、锌铬镆,是当今国际上金属表面处理富有代表性的高新技术。达克罗是美国人发明,被日本人买断,又被引进中国专有控制技术,整套工艺设备采用全过程闭路循环的涂复方式,革新了电镀工艺,杜绝了电镀过程中产生的酸、碱、锌、铬等污水、废气的排放及污染运,达克罗是经过脱脂─抛丸─涂复-固化-冷却-成品的工艺过程,使加工体形成片状锌粉,铝粉及金属铬盐组成的银灰色防腐蚀涂层。在金属表面达克罗膜层形成过程中,挥发的物质几乎全部是经过气化的水份,没有任何污染和公害。在工业发达国家中,已广泛地得到应用,逐步替代了污染严重的电镀锌、电镀、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种传统的表面处理工艺,从根本上减少了环境污染的发生。达克罗技术引进国内后,也得到我国政府的大力支持,被列为1999年国家重点环境保护实用技术推广项目(环发[1999]185号文件,项目编号为99B030)。
二、达克罗涂层的结构和防锈机理
达克罗涂层的防锈机理:达克罗是一种全新的金属防锈系统。该涂层的防锈机理主要为:锌对基体的受控的电化学保护作用、铬酸的钝化作用、锌片铝片及复合铬盐涂层的机械屏蔽遮盖保护作用及铝抑制锌的“淘析”作用。
达克罗涂层的结构:在铁基金属表面上,涂覆一层达克罗溶液(即含有片状锌、铝[鳞片一般尺寸为0.1-0.2×10×15微米]、Cr2O3及专用有机物的高分散混合水溶液)、经300摄氏度左右保温烘烤一定的时间后,达克罗溶液中的六价铬被还原成三价铬,生成无定形的复合铬盐化合物(nCrO3.mCr2O3)。该物质覆盖在母材表面及锌片、铝片的表面,将锌片、铝片与钢铁基材表面紧密地粘结在一起。锌片、铝片间亦被复合铬盐所填塞。冷却后的金属表面即被覆盖上一层很薄的银灰色的达克罗特种高防腐涂层。
三、 达克罗的工艺特点:
达克罗是一种先进的、完整的金属表面处理高新技术,它具有其它表面处理所无法比拟的优势和特点:
1. 优越的耐腐蚀性。未蚀化的镀锌层,盐雾试验时一般10小时腐蚀掉1μm~3μm厚的彩虹色化膜200小时蚀穿。达克罗处理过的金属表面,进行盐雾试验时,100小时才腐蚀掉1μm,比传统的金属表面处理耐腐蚀性提高十倍左右,盐雾试验可达1000小时以上,并且有抗二氧化硫的高技术指标,显示出更强的防锈性。(图为盐雾试验360小时后电镀锌零件和达克罗零件的结果对比)
2. 优异的耐热腐蚀性。传统镀锌层在高于70℃的条件下,会出现微小的裂纹,在200~300℃的条件下会变色,耐腐蚀性也大大下降。达克罗防腐蚀膜固化温度为300℃左右,所以表面金属膜即使 长时间置于高温条件下,其外观不变,耐热腐蚀性极好。(图为300℃加热12小时后电镀锌和达克罗制品表面显微观察结果对比)
(图为300℃加热12小时,电镀锌制品盐雾试验240小时、达克罗制品盐雾试验1000小时后,表面显微观察结果对比)
(图为300℃加热8小时,盐雾试验600小时后,电镀锌和达克罗螺栓制品表面变化结果对比)
3. 优秀的表面高渗透性。经达克罗处理的金属件,在细微的空隙处也能形成膜,深透性良好的防腐蚀涂层。管状零件内外也都能均匀地涂上涂层,深涂能力远优于电镀锌。(图为盐雾试验240小时后电镀锌制品和达克罗制品的结果对比)
4. 优良涂层无氢脆性。氢脆是传统镀锌工艺不能克服的弊病。达克罗处理过程中不进行任何的酸处理,也没有电镀时的渗氢问题。再加上在高温下固化,所以达克罗涂层绝对没有氢脆的现象。特别适用于抗拉强度Rm>1000N/sq.mm高强度零件的防腐蚀处理。
工艺类别 保持时间 良品 折损品
达克罗处理 100hr未满 100hr以上 90 0 0 0
电镀锌(未经烘干处理) 100hr未满 100hr以上 0 0 90 90
电镀锌(已经烘干处理) 100hr未满 100hr以上 30 12 0 18
5. 高耐候性。(图为在船上曝晒一年后,热浸镀锌、磷化处理加粉末涂装和达克罗制品变化结果对比)
6. 优化了对铝电化学腐蚀的防护机能。一般来说,电极电位不同的两种金属或合金相接触时,就会产生电化学腐蚀。镀锌的防腐蚀机理是金属锌的牺牲腐蚀导致了防蚀效果的提高。而达克罗的防腐机理是建立在Cr酸的钝化作用和锌的受控牺牲保护作用之上的,所以优化了机理、抑制了锌的消耗,从而大幅度提高了防蚀性能的安全性。
7. 优美的亚光银灰色涂膜外观。经过达克罗工艺技术处理的工件,零件或产品的金属表面是亚光银灰色,非常漂亮、大方。而且达克罗涂复表面对油漆、涂料的附着力强,可以在达克罗涂复面进行再涂装,形成各种各样的色彩。
四、 使用达克罗的必然性、必要性和效益分析:
1. 由于电镀不仅对大气、土地、水源造成严重污染,对操作工人也危害很大。国家已三令五申尽快,需要出台新的绿色产业来取而代之。所以电镀行业的灭亡是必然结果,而电镀件转用达克罗也是必然的,达克罗生产过程中,没有任何污染,是国家鼓励发展的真正的绿色工业。
2. 各种金属表面涂层使用达克罗技术,也是必要的。一是因为原电镀件防蚀性差,易生锈;防热腐蚀性差,易变形;涂层表面稳定性差,易氢脆;二是因为达克罗技术克服了电镀的这些缺点,可以做到十年以上不生锈,可以适应用户的要求,适应出口产品的要求。
3. 目前使用达克罗技术成本是要比电镀成本高一些,但是深入地进行一下经济分析还是合算的。以热浸镀锌为例,现市场加工价每吨1800元,用达克罗加工费大致高20%~30%,但是热浸镀锌件易氢脆,易变形,废品率高达10%左右,如果把加工成本和材料成本放在一起,远远超过达克罗高出的加工费了,对中小零件的加工费达克罗要比电镀锌高30%~50%,但是达克罗涂复件的寿命要高出原电镀件的三至五倍,甚至更多,不仅节省了大量的维修费,也节省了大笔的材料费。对于个别要求高的零件,如汽车、摩托车、航天航空,公路桥梁、电器电子等要求高的零件,电镀技术是无法满足的 ,只能用达克罗技术才能解决,这也就不存在加工费互比的问题了,例如有些汽车零件达克罗涂复每公斤七、八元,一吨只要七、八千元,这是电镀无法比拟的。
总之,达克罗技术的产生,是当今世界金属表面处理的高新技术,被专家们誉为国际金属表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品和绿色工程。她将切实为国内外各行各业服务。
达克罗—锌基铬酸盐金属涂敷防腐技术简介
DACROMET又称DACROTIZED,中文译名为达克罗。我国的国家标准命名为锌铬涂层。它是一种由片状金属锌、铝超细粉体与转化的铬酸盐组成水溶性锌基铬酸盐金属涂敷防腐技术的简称。达克罗技术首先兴起于美国,之后又进入日本和法国。由于采用达克罗技术的生产过程对环境无污染,所以在发达国家,随着对环保要求和管制的日益严格,传统的金属防腐工艺技术被逐渐淘汰,代之而起的便是达克罗防腐技术。目前,该技术是当今国际上金属表面防腐处理具有代表性的高新技术,已在许多国家广泛应用。近年来,我国在达克罗涂敷防腐技术的研究、开发和应用方面也取得突飞猛进的发展,成为一个新兴的行业。同时也出现了鱼龙混杂,良莠不齐的局面。为此,国家质量技术监督局制定了国家标准《GB/T18684-2002,锌铬涂层技术条件》作为本行业的质量技术规范。用达克罗工艺形成的锌铬涂层是一种高耐腐蚀涂层,其与电镀锌、电镀镉、热浸锌相比,具有如下优点:
1、耐腐蚀性能更好,在相同的条件下,是电镀锌的10倍,热浸锌的4~5倍。
2、耐热性能优于电镀锌、电镀镉和热浸锌,在300℃温度下仍具有良好的耐腐蚀性能,可用于有一定耐热要求的工作。
3、不会产生氢脆。抗拉强度Km≧1000N/mm2的高强度工件涂敷锌铬涂层时不会产生氢脆。
4、良好的深涂性能。由于静电屏蔽效应,复杂异型工件难以电镀上、镉的部位无法利用电镀的方法进行防腐保护,锌铬涂层则可以浸入工件的这些部位形成防腐涂层。
5、结合力强。达克罗涂敷浆料渗透力及强,形成的锌铬涂层有几极强的表面附着力,并且不影响工件的焊接。
6、良好的可涂装性能。该涂层的涂装性能良好,不仅可以丰富加工件的外观色彩,还可以进一步提高耐腐蚀性能。
7、与铝及铝合金不会产生电偶腐蚀,可应用与铝及其合金件而接触的钢铁工件的表面防腐保护。
8、能适用于多种材料和材质的工件表面防腐保护,该涂层可适用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料、材质的工件的表面保护。
用达克罗工艺技术而形成的锌铬涂层的导电性能较差,因此不宜用于需导电连接的零件,如电器接地螺栓等。
FC-S200系列可常温固化氟碳涂料
源于日本大金21世纪的最新科技产品
FC-S200系列氟碳涂料是由衡锋氟碳材料有限公司与国内外著名氟树脂生产商经多年研究开发成功的以氟烯烃—乙烯基醚共聚物FEVE树脂耐侯颜料,辅以各种改性组分,经研磨、分散而得的可常温固化溶剂型涂料。
氟烯烃-乙烯基醚共聚物(FEVE)系列氟碳涂料在保持氟碳涂料极其优异的使用性能基础上,克服了以往氟碳涂料不能常温固化的缺点,使氟碳涂料能应用于几乎所有的材料表面,大大拓展了氟碳涂料的应用面.经过近二十年的使用和检验表明,它和PVDF涂料一样是一种超耐侯性涂料.
FC-S200系列氟碳涂料的技术与性能特点:
1: 成膜物氟树脂采用三爱富、中昊JF系列三氟氯乙烯-乙烯多元共聚物或日本大金四氟乙烯-乙烯基醚多元共聚物(GK-570)。树脂含氟量高,性能优异,户外使用寿命20年以上。
2:涂料采用惰性陶瓷无机颜料为主着色剂,涂层在使用期内不会发生明显色变。
3:可与专用固化剂按比例混合后在常温下固化成膜。
4:与各种材质的附着力好,适应范围广泛。
5:施工性能优异,可现场涂装,可喷涂、辊涂、刷涂。
6;相溶性好,配套性强,可与各种涂层配合使用,充分发挥多层次复合涂层的性能优势。
富锌冷镀锌(锌佳)产品的技术资料介绍
——超越热浸锌的重防腐涂料
一:锌佳的由来
二十世纪七十年代,由于全球工业化的飞速发展,环境的恶化已经发展到了非常严重的程度,世界发达国家为保护环境,同时又保护钢铁材料减缓其在大气环境条件下的腐蚀,延长其使用期限,纷纷投入巨资,进行研究开发能够替代电镀锌和热镀锌的新技术。其间比利时的b.v.b.a公司先期研究出了一种像涂料一样的又具有阴极保护(阳极牺牲)功能的产品,起名为Zinga,经过不断的技术改进,在技术上已完全成熟,其在普通钢材表面的防腐性能远远超过热浸锌。且涂装性好,施工操作便利,在车间生产或工地施工都能操作。而且修复工艺简易,长效维护成本低。由于其优良的技术性能,很快在交通、军工、石油、建筑、机械加工等领域得到广泛应用,同时也引起国际上众多科研单位和企业的注重,各工业发达国家也纷纷开展了同类产品的研制和开发生产,虽然产品命名各异,但主成份及功效相同。如日本称其为ROVAL(罗巴鲁即冷镀锌)美国称其为高锌涂料等等。Zinga产品进入中国后,国内代理商命名为“锌加”,近年来,我国内一些科研单位和厂家也开发生产出了同类产品。并迅速在各工业领域得以推广使用。国内的一些厂家也有命名为冷镀锌涂料或锌基涂镀涂料等等,行业内一般简称为锌佳或锌铝佳。目前国际上将其定性归类称谓“防腐保护冷膜镀锌”。且一致公认其防腐保护质量在冷镀锌领域里是最高的,可以对所有黑色金属提供长效的阴极保护。
二:锌佳涂层的防腐原理
金属的腐蚀保护可以通过“被动”保护和“主动”保护来解决,前者是采用涂层的办法,后者是采用热浸锌(铝)或是镀金属的办法来解决。两种方法各有优缺点。而通过使用锌佳涂料获得的锌(铝)基涂层完全将上述两种方法的优点都集中为一体,既像涂层那样提供被动保护,涂层可在构件组合后进行涂复,又像传统的热浸锌(铝)一样,能够提供主动保护,甚至在锌佳涂层遭到轻微损伤的情况下也不会生锈。市场上出售的常规富锌涂料因含锌量低,阴极保护作用不强,基本上是以屏障保护为主,一旦出现局部破损,很快会出现明显的腐蚀锈斑。锌佳涂层技术不仅解决了热镀锌(铝)和热喷锌(铝)对环境严重污染等弊端,而且防腐性能绝对超过热镀锌和热喷锌(铝)。它对钢铁材料同时提供两种方式的保护:
1. 主动保护:阴极保护作用
锌佳干膜涂层内含有92%以上的纯锌,足以保证为钢铁表面提供极好的阴极保护,长达6000小时的中性盐雾试验结果证明,即使在极其苛刻的浸蚀环境下,锌佳仍能长期牺牲其本身而对钢铁表面形成保护,其保护作用与热浸锌和热喷锌完全相同。如证明涂层具有阴极保护(阳极牺牲)功能的性能指标是涂层与钢铁材料基体之间的稳定电极电位差必须要达到负770mv以下,而锌佳涂层与钢材基面之间稳定电极电位差可达到负1050mv以下。其主动保护功能的特性指标是非常显著的。
2.被动保护:屏障式保护作用
当锌佳涂层在自然环境条件下被氧化时,会在表面形成一层锌盐来提供屏障保护的同时,涂层中的粘结剂也提供一层附加的屏障保护,由此又减缓了锌的氧化。与其它涂料更不同的是锌佳涂层能与钢材基体产生一种电化学结合而生成胶结层,从而增强涂层的附着力和耐磨损性能。所以,锌佳的防腐性能远比热喷锌(铝)、热浸锌及其它富锌涂料优秀。通俗地讲,锌佳是用约4%的特殊粘结剂将96%的超细锌粉牢固地附着在钢铁表面,并能提供长效保护的一种新技术。
三:锌佳涂液的主组份及理化指标的系统数据
1:锌佳涂液的主要组份是纯度达到99.9%的超细锌粉,特种中性有机树脂、挥发性溶剂及稳定剂等助剂组成。
2:锌佳涂液是单组份固化涂料,是不溶于水的灰色胶状体。
3:锌佳涂液的系统理化数据:相对密度:2.67±0.05kg/L(20℃时);
ê粘度:3000~3600CPS(厘帕秒)(动力粘度计20℃时)(相当于涂—4杯150秒左右);
不溶物含量:总重量的78.4%,体积比的36.6%;
锌含量:干膜中锌含量94%~96%;
闪点:50℃;
稳定电极电位:< -1050mv;(阴极保护指标为- 770mv.)
固化时间:20℃时:表干10分钟,实干36小时;5℃时:表干20分钟,实干48小时;
使用环境温度:- 40℃~150℃;
施工最大相对湿度:96%;
储存期限:密闭条件下可长期储存;
稀释剂:专用稀释剂;
清洗溶剂:专用稀释剂;
四:锌佳涂液涂膜重新液化成膜的特性
锌佳涂料具有重新液化成膜特性。在涂装的操作工艺过程中,当把面涂锌佳(新的一层)涂料涂覆到底涂的锌佳涂层(或旧的涂层)上面后,底与面(或新与旧)上下两个涂层会完全融合在一起,形成一个完整的新膜层。这种新的完整的涂膜保证了涂层之间100%的结合力,如涂装工艺及方法恰当,重新涂装的次数可无限制,这是其他富锌防腐涂料无法与之相比的。因此锌佳不仅适用于新的钢铁工件或结构件的表面防腐保护,也适用于旧的工件或钢铁构件的修复和保护。
五:良好涂装性能及牢固的附着力
锌佳涂料与其他富锌重防腐涂料相比较,在相同的条件下,其涂装性能更好,且附着力更牢固。一般情况下,所有的涂料在涂装前,都必须将工件表面的油脂、污垢、金属盐及浮锈清除,这一点在涂装锌佳前也是必不可少的工作。
除此以外,锌佳在已经出现红锈的钢铁表面涂覆仍具有极好的结合力,并不是非得将钢铁表面的红锈一直清除到完全露出金属基体。只要保证表面的5~15μm最低的锚固粗糙度,就可确保锌佳与钢铁工件之间的很强的结合力。当然涂层与钢铁表面的新鲜表面接触面积越大,阴性保护功能就越强。与其他涂料不同,锌佳涂层能与金属基体材料之间产生一种电化学结合。锌佳对施工时的空气湿度也基本上没有限制,即使在潮湿的表面施工(必须将水滴擦干,表面PH值接近中性,不得小于6)。涂层经48小时干燥固化后,其附着力仍可达到GB/T9286-1988(划格法)或GB/T1732-1993(落锤法)的标准的合格等级。根据不同的工件形态或施工环境,锌佳可分别采用刷涂、辊涂、喷涂的工艺进行涂装,在零下25℃到零上45℃的自然气温条件中均能涂装施工,完全固化后其涂膜质量不会受到影响。
六:耐热性:
锌佳的耐热性能测试在国内外都是通过将其进行热暴露试验后得出的。但是本公司在生产中曾为正泰亚明及申安集团两个企业加工过灯杆,采用锌佳工艺,涂层厚度为50~60μm,固化后表面经静电喷涂聚脂或环氧树脂粉末,再经180℃烘烤30~40分钟,附着力仍然达到GB/T9286-1988规定的1级标准(最好等级为0级)。但是,应当指出的是锌佳与其他各类涂料一样,在高温下长时暴露后或多或少地会降低一些附着力。因此,推荐锌佳涂层的最高使用温度为150℃,最低使用温度为– 40℃。
七:耐磨性及与最终装饰面涂层的配套性
锌佳涂层特点是完全固化后随着暴露时间的增长其表面硬度也随之增强可达2H以上。干燥48小时后,其涂膜就具有工程上可以接受的耐磨性能。如再采用表面顶涂,可以进一步提高其防腐蚀能力和抗磨性能。其膜划伤后,腐蚀作用也只是在伤口上产生,不会向纵深发展而产生成片锈蚀脱落。如能及时修复损伤划口,涂层重新成膜后即完好如初。锌佳涂层与最终装饰面涂层的结合力要比热浸锌表面好得多。除油性树脂和醇酸树脂类涂料外,可与其他各种涂料的精饰面涂层相配套。其配套性广泛,是装饰要求高的钢铁构件极佳的底涂防腐涂层材料。
八:锌佳的其他特性:
1:安全性环保:锌佳涂液涂复的工件表面前处理简单,不会造成环境污染。锌佳涂液中不含任何铅、铬、镉等有毒重金属元素,挥发性溶剂和助剂中未添加甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲、乙酮等有毒溶剂,溶剂中有害杂质残留低于100ppm。可在饮水设施及食品加工机械领域中广泛应用。
2:抗污性,锌佳涂层完全固化后具有优秀的抗污性能,被污染后易清洗保洁。3:耐变形,在进行机械弯曲时,锌佳涂层不会开裂不会脱落。
4:耐候性好,锌佳涂膜在自然气候环境条件中有很好的耐候性能,耐紫外线照射,抗粉化耐久。
5:修复性能好,工件在二次加工(加焊接、切割、钻孔、铆接等)中被破坏的涂层可在现场修复,且完好如初。
九: 推荐的应用领域
1:保护所有暴露在弱酸、弱碱或含盐环境下的钢铁件。
2:裸露钢铁构件、设备外表的快干底漆防腐或最终防腐。
3:对钢结构、容器、管线和船只等进行防腐。
4:适合于部分或全部浸泡在海水或淡水中的钢构件。
5:适合于饮水、食品加工,水产品加工类行业的设备防腐。
6:建筑中的钢铁预埋件、混凝土中加强钢筋的防腐保护。 [注]锌佳不适合在铝材的表面进行涂覆。
十:锌佳目前在国内的应用简况
由于锌佳所独具的优良技术性能及综合性能,在上世纪九十年代引进我国后,就开始被一些有影响的大工程所采用,如上海磁悬浮工程,广州白云新机场航站楼工程等。尤其在国家“引进再创新”的科技政策激励下,近年来国内已有多家科研单位和企业研制开发出了同类产品,技术性能指标均达到了进口产品的指标数据,有些指标(例如环保指标)甚至高于进口产品。但价格远低于进口产品。这就使得锌佳技术近年来能迅速被石油化工、机械制造、建筑装饰、军事工业等各工业领域所广泛采用。
玻化陶瓷彩装涂料技术资料
一、前言
人类用涂料作为简单、有效和经济的防腐与装饰手段已有数千年的历史了。随着人类社会及生产力的发展,涂料也从几种仅由天然树脂与油料的混合物发展到以高聚合物为主,有成百上千类品种及用途广泛的不可或缺的一门现代工业。由于钢铁等金属材料的大规模生产,促进了人类对钢铁等金属材料的大规模的应用和发展,由此建筑了摩天大楼、建造了百米高塔、千米甚至万米桥梁,陆上奔驰的各种车辆,海上航行的舰艇与巨轮、翱翔天空的飞机、火箭、飞船等等,随之而来的是人们对防腐和装饰的需求越来越高,尤其是安全环保的重防腐与装饰功能可同时兼备的涂料更为人们所期盼。玻化陶瓷彩装涂料也就为此应运而生。二十世纪七十年代,美国为了适应其庞大的航天太空及海军舰船设施的重防腐需求,发明并研究生产了水溶性的无机硅酸锌陶瓷树脂涂料,由于其优异的重防腐性能又安全无毒。随即得到广泛的推广应用。世界各国也争相研究开发硅树脂及相关涂料。近几年来,更由于科学技术的发展,工艺设施的提高及纳米技术的应用,我国多家科研院所及企业都对硅树脂涂料进行改性研究和开发性生产,大大提升了涂料的品质和性能,形成了硅树脂涂料的产品系列,达到了有些甚至超过了国际同类产品水平。由于目前国内外各厂家出于品牌的考虑故产品的命名各异。根据这类涂料产品的主要功能原材料是硅酸盐和硅树脂,我们就通俗地将这类涂料称为玻化陶瓷涂料或玻化陶瓷彩装涂料。
二、机理
硅,silicon,元素符号si,周期表中第Ⅳ族主族元素。原子序数14.原子量28.0855。主要化合为+4价。质硬而有光泽,具有半导体性质,称为准金属元素。硅的化学性质比较活泼不溶于水、硝酸、盐酸、而溶于氢氟酸和碱液。在高温时能与多种元素化合。在自然界中分布极广,占地壳的27.72%左右。主要以二氧化硅(石英石、石英砂)和硅酸盐形态存在。因为硅的这两种化合物在常态中是极稳定的。长久以来人们就是运用硅的这些特性和丰富的资源而来制造玻璃、陶瓷、水泥、合金材料、半导体材料等等以造福人类社会。
而玻化陶瓷涂料也正是充分应用硅的这些物理化学特性而研制而成,与其它涂料相比玻化陶瓷涂料为水性或醇溶性的,安全、无毒、环保,防腐时间更长,附着力更强,装饰性能好,综合性能更优越。醇溶性无机聚硅氧烷涂料中的主要成膜材料是经改性的硅树脂,以聚硅氧烷为主要原料,加入改性剂、催化剂、稳定剂等助剂,经水解缩合等工序制成预聚体.它是具有硅—氧—硅结构的聚合物siOsiOsi,其主链是高键能的硅氧键,故结构级稳定,与典型的有机结构C-C键或C-O 键相比,主键的无机结构无疑更牢固、更稳定、更耐久。水溶性的硅酸锌涂料也是经改性后的硅树脂,在溶于水时产生出大量单分子状态的硅酸,能与锌发生交联聚合反应,产生硅酸锌网状分子聚合物,涂在钢铁表面时又同时与铁发生电化学反应而附着在钢材表面,固化后形成坚硬的陶瓷性涂层,而起到重防腐的效果,相比起其他防腐涂料,其性能更优异。
三、涂料品种及其主要性能和技术数据介绍
①水性无机硅酸锌涂料
水溶性无机硅酸锌涂层是采用双组分自固化涂料。主要成份为无机树脂和锌粉。水溶性无机陶瓷树脂是有机硅树脂经改性而来,它含有大量单分子状态的硅酸,因此能与锌粉发生交联聚合反应,产生硅酸锌网状分子聚合物,形成坚硬的陶瓷性涂层。该涂层固结在钢铁表面,同时具有电化学保护和物理屏蔽作用,从而起到优越的钢铁防腐作用。该涂层具有优异的防腐性、耐海水性、耐油性、耐溶剂性、耐盐雾性。主要用于输变电铁塔、海洋环境钢结构、桥梁、贮油罐、油舱、溶剂舱、压载水舱的防腐,其性能优异,远超过一般的防腐涂层。
用于钢铁重防腐、防锈蚀,是当今世界公认的钢铁防锈蚀最强之涂料。
涂膜为无机结构,具有优异的防腐性、抗辐射、耐紫外线、耐盐雾性、耐海水性、耐油性、耐溶剂性。远远超过一般的防腐涂层以及镀锌、喷锌、喷铝等防腐工艺。防腐、防锈效果,可长达几十年。
并对旧的、锈蚀的热镀锌表面有非常好的修复性。
能够对涂层中任何破损的地方实施阴极保护;小的缺漆斑块、针孔、划伤或疤痕还会由于锌的反应物的形成而愈合。
完全环保产品(voc=0),不燃、不爆,在施工、贮存、运输过程中非常安全。
可耐高温。长期可耐400度,瞬间耐高温可达800度。
涂膜硬度高,最高可达9H,耐磨性极强,可抵抗大部分地区冬季的风沙。能有效防止船壳进船坞引起的擦伤和涂装后的工件运输过程中的擦伤。
可单独使用(外观灰色),也可配套涂料使用。
涂层不受切割及焊接损伤,带涂层焊接不影响焊接质量。
涂膜为无机结构,耐油、耐溶剂性能优异。电阻率极低,导静电。可以用作耐油涂层、导静电涂层。
在干燥或固化时不会像有机涂料那样收缩,在涂装时能适应表面外形。
能经受Υ射线或中子的轰击,并于1×1010R以上的原子辐射下不改变性能,阳光强射不粉化脱落。
水性无机硅酸锌涂料经过了世界众多权威机构测试,并已成功运用于世界各地的大型工程。效果十分突出。
干膜中锌含量:>90%(重量)
燃烧点:无闪点
涂膜颜色:灰色亚光?建议漆膜厚度:50-100微米
耐热性:可持续400℃,瞬间800℃
干燥时间:25℃表干20分钟实干2小时 24小时内完全固化
保质期:(5-25℃)不开启时正常环境中大于180天
混合比例:树脂(液):锌粉=1:3(重量比)
树脂与锌粉混合后有效期:6-8小时?调薄稀释剂:清水(0~50%)
固含量:78%(重量%),68%(容量%)
挥发性有机物:voc等于零?比重:(混合物):3.0±0.1kg/LITTR
理论涂布率:2.8平米/kg(干膜厚75μm)
②无机聚硅氧涂料
无机聚硅氧烷涂料是建立在硅氧烷化学基础上的新一代聚合物涂料,它完全不同于硅酮改性的有机树脂,无机聚硅氧烷涂料在其主链上有不断重复的高键能强度的Si-O键,与典型的有机结构的C-C、C-O键相比,无机结构无疑要更耐久、有着固有的热稳定性、不受阳光和紫外线的影响,无机结构不具可燃性,而有机聚合物却会燃烧冒烟并产生有毒性烟雾。无机聚硅氧烷涂料是属于环保型涂料,是涂料领域具有革命性的产品,目前居国际领先水平。它广泛适用于各种金属、水泥、塑料、玻璃、石材、木材、内外墙体等几乎一切基体,可在有机面漆、热镀锌、镀铬、达克罗、热喷铝上面二次涂装,从而极大地提高其装饰性、防污性、耐候性、耐腐蚀性、耐久性。在金属防腐领域方面结束了以往各类无机重防腐、热喷铝、热喷锌、达克罗等涂层只能配套有机面漆的历史。无机硅氧烷涂料装饰性可与彩色不锈钢、彩色镀铬、镍、氟碳漆媲美而且具有易施工、牢固的附着力、长久的耐候,高硬度、耐高温、具有耐污染、耐擦洗、表面荷叶效应、自洁功能良好通水通气性等优良特性。无机聚硅氧烷涂料可调配各种颜色或调配各色金属闪光效果,美观、大方、几十年不变,实为室内外各种基材表面防腐、装饰之手选。◆用于钢铁表面,对钢铁制品具有长久的防锈、防腐、阻燃、装饰保护作用,可代替不锈钢使用。特别适合于一些恶劣环境下,正确施工可提供大于20年以上的保护,◆用于各种高档石材(汉白玉、大理石、花岗岩等)、水泥制品表面,提供长久的抗风化、抗酸雨、防污染、优良的透水通气性、自清洁、防霉菌、抗磨性及化学品腐蚀保护。◆用于塑料制品表面,可显著提高其表面硬度、耐温性、装饰性、耐磨性、耐擦洗性能。◆用于玻璃制品表面,可大大提高其彩色装饰性、表面荷叶效应。◆用于木材制品表面,大大提高制品漆膜涂层的耐高温性(不怕开心、烟头烫烧)和装饰性、耐擦洗性以及户外防潮、抗风化、防水、防雨淋、防污染等保护。◆用于建筑内外墙体,大大提高涂层抗风化、防水、防雨淋、优良的透水通气性、抗酸雨、防污染、耐擦洗及化学品腐蚀。◆用于各种涂层、镀层表面(有机涂层、热镀锌、镀铬、达克罗、热喷铝),显著提高其防腐、装饰、表面硬度、抗划伤、防污染性能。◆用于各种金属表面(铝材、铜材、镀锌铁、不锈钢)可大大提高其彩色装饰性、防腐性及化学品腐蚀。◆涂层为无机材质,持久耐用。经加速候实验1000小时测试,涂层无粉化、起泡、开裂、脱落、生锈、褪色等现象。可取代氟碳烤漆。◆涂层硬度高,铅笔硬度6H测试未划破。◆涂层不可燃,具有阻燃性、可耐高温400-800度。◆优异的防酸、防碱、防腐性、耐溶剂、耐盐水、耐去离子水、耐油性能极佳。◆优异的耐磨性、耐擦洗性能◆溶剂为乙醇、乙丙醇,属于为人类和环境友好型,不含二甲苯及其它有机溶剂,是环保涂料,无毒、无污染。◆涂层具有极佳的附着性,在各种金属、水泥、塑料、玻璃、石材、木材、内外墙体、有机涂层、热镀锌、镀铬、达克罗、热喷锌铝表面具有牢固的附着力。◆涂层可调配成透明、各种颜色或各色金属闪光效果,具有极佳的表面装饰性。◆涂层有优异的耐污染、耐擦洗、表面荷叶效应和自洁功能。
钢桶涂覆工艺中达克罗技术的应用
在钢桶的生产中,目前有许多工序的生产方法都具有环境污染,比如钢桶的涂装和漆膜烘干工序、桶身磨边工序、钢桶除油除锈和磷化工序、钢桶电镀工序等等。但相比之下,污染最为严重的就要算钢桶的电镀工序了。国家为了保护环境,近年来关闭了不少小型电镀厂,但这种工艺似乎不可替代,该电镀的还得电镀,虽然控制了,然而污染还是不少。为了保护环境,世界各国的科学家一直在努力寻找电镀的替代工艺。早在70年代,世界上就出现了达克罗技术,但由于技术的不成熟和成本太高,一直没有得到广泛的应用,然而现在,我们终于看到了成功的曙光。目前在世界各国,达克罗技术以其独特的魅力得到了快速的发展。在我国,达克罗技术的推广和应用也正在紧锣密鼓的进行着。在我国包装业中,电镀桶占有很大的市场,达克罗技术的推广,为我国钢桶包装业的发展奠定了坚实的基础。
一、达克罗技术的发展历程
达克罗发源于美国的大洋公司,它以不污染环境和其它的优异特点迅速得到发展。七十年代日本的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,并迅速在其国内发展了涂覆生产线百余条。九十年代初国内引进了数条达克罗生产线,引进的生产线分布在天津、南京和上海,随着人们环境保护意识的加强,达克罗这一新工艺受到了社会的欢迎,近几年达克罗涂覆生产线每年以30%到50%的速率增长,目前全国已达到四十多条,这一发展势头还将继续下去。目前在国内钢桶包装行业,达克罗技术的应用还处于萌芽状态,有待进一步开发。
二、达克罗技术对钢桶的表面处理的要求
钢桶在涂覆达克罗涂料之前,表面必须清洁、干燥。通常钢桶要经过清洗和化学液前处理,去除钢桶表面的油迹和污物,然后在烘炉中烘干。当然,经过达克罗涂覆的钢桶必须进行加热固化或通过超远红外与加热器的组合而成的系统进行固化。
所以达克罗的涂装与目前我国的钢桶油漆涂装的涂前要求有些相似,烘干工艺也相同,这为此项技术在钢桶生产中的应用提供了先决条件。
三、达克罗技术的涂料
达克罗涂料可分为两个基本的类型:含铬达克罗涂液和无铬达克罗涂液。目前在国内市场上流行的是含铬的达克罗涂液,在国外,随着环境保护意识的增强,无铬化巳成为一种趋势,无铬化涂料巳开始逐步流行,在日本,有无铬达克罗表面处理液V505和V872出售,其部分性能比有铬的达克罗还要好。
含铬的达克罗(锌铬膜)涂层,外观为均匀的银灰色,涂层中含有80%的锌和铝,其余为铬酸盐。根据需要有的还加了起减摩作用的聚四氟乙烯树脂,含量在4.5%左右。达克罗涂层是由达克罗涂料液在300℃左右的温度下烘烤而成。现在在电镀锌行业中,了解锌铬膜(达克罗)的技术的人越来越多,一般的锌铬膜(达克罗)涂得生产厂家都是外购涂液进行生产的,由于涂液在整个生产中所占成份的比例是很大的,为了降低生产成本,已有不少厂家在自己配制涂液,虽然各家的成份和比例不尽相同,但总的内容是一样的,主要成份也都雷同。
四、达克罗技术的涂覆工艺
涂覆作业的目的是要让钢桶的表面均匀地涂上一层达克罗涂层,要使涂层在钢桶的各处均能达到厚薄均匀一致,涂层厚了既浪费涂液,又影响涂覆的表面质量,所以不论采用何种方式进行涂覆,均要设法使涂液在工件的表面均匀地分布。达克罗的涂覆工艺,按涂履方式不同分为浸涂甩干、喷涂、刷涂等几种方法。在决定选用哪种方式时,首先要考虑的是要覆盖在钢桶上的涂层是注重功能性还是装饰性,还要考虑涂层厚度的控制、生产速度、产品形状和所要求的质量,仔细考虑以上问题将决定哪一种方式最适合您。
1、浸涂甩干
适用于小型钢桶的零件,如各种钢桶封闭器、桶底盖、提环等,桶件一般要浸液十到二十秒,为使六价铬和钢铁基材充分形成纯化膜;离心甩干时要正转反转各两次,每次十到二十秒,对于特殊件要用夹具,难甩的零件要用人工辅助,比如用棒在离心筐中搅一下,且转速要快,总之是要保证桶件上不能有积液、挂液、气泡、漏涂等。通过多次正反转甩液、多次调整甩干速度,根据实际上的涂覆效果定最后的工艺参数。
2、喷涂、刷涂
一般用于桶身件,用于难浸涂、难离心甩干的桶件。喷涂的涂层均匀,涂层较厚,结合力差但光洁度好,抗腐蚀性强但效率低,施工中要注意安全,喷涂时浆液的粘度要适当的降低。
五、达克罗技术的优点
1、环境保护问题
电镀等表面处理时由于酸、碱、盐的使用,多少总有三废的排放问题存在。达克罗涂覆新工艺用于表面防腐时,主要经过脱脂、涂覆、固化、冷却、成品检验等工艺过程,整个过程基本上是封闭的。达克罗是水溶性的液体,仅在固化时有少量的水蒸汽产生,所以不会产生对环境有害的物质。全国现有15000家电镀生产厂,行业职工总数超过50万人,现有5000多条生产线和2.5-3亿平方米的电镀面积生产能力。电镀行业年产值约为100亿元人民币。据统计,我国电镀行业每年排放的污染物就有4亿吨含重金属废水,5000吨固体废物和3000万立方米酸性气体。如果在电镀行业大量采用达克罗工艺,则我国的环境将得到很好的保护。
2、安全生产问题
达克罗涂料明显比一般的溶剂基涂料安全。溶剂雾气容易引起火灾,而且危害工人的健康。达克罗溶液是水溶性不燃的,在桶件的涂覆和固化过程中,只有少量水蒸汽生成,操作工人带上口罩防护即可。而对于大多数液体涂料来说,都要求使用笨重的防毒面具。
3、涂层性能问题
与电镀相比,达克罗的抗蚀性和抗化学性方面具有明显的优势。这主要是由于达克罗防腐涂层通过锌粒子的受控自我牺牲保护作用、锌片与铬化合物的屏蔽作用和金属表面形成的不易被腐蚀的稠密氧化膜来使金属表面达到长时间的防锈防腐效果。达克罗膜金属防腐效果要高出传统工艺数十倍。防腐原理:受控牺牲阳极保护(锌片)、纯化(浆液中的铬酸经烘烤后失去结晶水,在桶件表面形成膜,粘结锌、铝片,从而提高防腐能力)、屏蔽作用。整个涂层大约厚6到10微米,每片大约厚0.1到0.2微米,近似大约有60~100层保护膜,所以达克罗涂层有一大优点:即零件表面既使有划伤,也并不影响其防腐蚀性能,因为表面划伤仅仅是划伤几层而已,还有几十层的保护膜存在。因此达克罗涂层更耐腐蚀(铁基桶件上耐盐雾超过1000小时),更好的耐化学性,以及更好地耐大气腐蚀性。其杰出的涂层性能使得它的应用越来越广泛。
4、生产成本问题
一般来讲,最显著的成本节约方法是降低涂装材料的成本。与其他涂料相比,达克罗涂料的价格并不贵,并且其用途更加广泛。国产达克罗涂料的市场价每吨在3.5万元到4万多元,如果自巳配制涂料,其中的关键材料锌片和铝片采用进口的,其每吨成本在2万元左右,配方价大约是2万元。采用达克罗涂层时,可采用机械手自动涂覆,用烘炉连续固化,因而在运行时间内可带来更高的生产率。达克罗涂层完全满足自动化要求,因此可以降低劳动力成本。因为达克罗涂料是无危害的,从而大大减少了废料处理费用。由于无需补充空气,使得固化炉可以使用更低的能耗。此外,达克罗涂装系统的废品率更低(通常低于2%)。这意味着你花在对不合格产品进行返工的时间和金钱更少。
5、设备投资问题
早期国内的达克罗生产技术掌握在少数人手里,所以达克罗生产线的价格确实很高,中小企业难以承受。随着达克罗的普及,技术的进步,达克罗设备的价格已下落到正常的水平。达克罗设备分为连续式和间断式二种,前者价高自动程度也高,是加工量大的厂家的首选机型;后者的生产过程中工人的劳动强度比较大,但设备的投资小,仅是前者的三分之一,其年加工量与前者相仿,是中小企业理想的机型,因为投资小,所以投资风险也小。正常情况下,当年就可收回投资。
6、涂层厚度问题
其实达克罗涂层的厚度是很容易实现的,达克罗涂层的厚度与所用涂液的固含量成正比。对于给定的涂液,其涂层的厚度是可预见的,可通过涂覆的次数改变,而涂层的厚度与耐盐雾的时间成正比。可根据客户的要求确定涂层的厚度,决定在涂覆时是采用一涂一烘还是几涂几烘。
7、达克罗涂层的颜色
在过去,要得到不同颜色的达克罗涂层是很困难的,一般是在达克罗涂层上再覆盖其它有色涂料来解决,现在已有不同颜色的达克罗问世。
以上我们简单介绍了达克罗技术的情况,这是一种在近年来发展很快的技术,想必在不久的将来,我们就会看到这项技术在钢桶包装业被广泛地采用。
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