摘 要：锌铬膜涂层技术的优良耐蚀性能、环境友好、无氢脆性、涂层均匀等特点得到了广泛的应用，介绍了锌铬膜的研究现状、涂也组成、工艺特点及与传统电镀、热镀工艺相比的先进性等。
关键词：锌铬膜；涂层；防腐
锌铬膜（又称锌铬膜、达克绣、达克曼等），即片状锌基铬盐防腐涂层，是当今世界金属表面处理高新技术，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。由于锌铬膜涂液比镀锌液具有更好的涂覆能力，并且没有电镀锌生产的清脆和热度新的高温退火表面软化，其耐腐蚀能力是电镀锌的7~10倍，处理过程全封闭，对环境无污染，基于以上优点，锌铬膜技术应用范围越来越广，它是代替传统的镀锌及解决废水污染和提高仿佛性能的一项高新技术。可在汽车、铁路、桥梁、输变电工程、照明、灯具、开关柜、标准件等行业应用，他将代替电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种表面防护工艺，为涂装行业带来一场绿色革命。
1 锌铬膜涂层的特性及工艺特点
技术与传统的电镀锌、热浸镀锌技术相比有如下优点：
环境友好的工艺过程，电镀锌时有存在含有锌、碱、铬酸等的污水排放问题，造成较大的污染，热镀锌时温度较高，释放的锌蒸汽和HCL对人体健康伤害极大，所以大多数的热镀锌生产都在远离城市和农村的地方进行，锌铬膜技术处理也连续使用不排放，且涂料是水基性，在烘烤过程中挥发的物质主要是水，不含其他规定控制的有害物质，对环境友好。
优异的耐腐蚀性能，锌铬膜涂层的耐腐蚀性是传统电镀锌的4~20倍，耐盐雾腐蚀的时间达到1000小时以上（10um厚度层），有的甚至达到2000小时，这是电镀锌和热镀锌无法达到的。
良好的耐化学品稳定性，由于锌铬膜涂层属于无机涂层，各种油料、有机溶剂和清洁剂对锌铬膜涂层的防护性能几乎没有影响，在过滤试验和大气暴露试验中，改涂层显示出优异的耐候性能。经锌铬膜技术处理过的产品，在沿海地区、工业区内、尤其是污染严重的环境中具有更加优异的使用效果。另外还有良好的抗外伤自愈能力，残余的六价铬对划痕有钝化作用，自行修复完善涂层。
较高的耐热性能，锌铬膜镀层耐热温度达到300摄氏度，在250摄氏度下连续长期使用，其耐蚀防锈能力几乎不受影响，而电镀锌层表面钝化膜在70摄氏度以上开始被破坏，100摄氏度抗腐蚀能力急剧下降。
无氢脆现象发生，锌铬膜技术处理没有电镀锌过程导致析氢的电化学反应发生，不可能使钢产生氢脆，因此特别适合于处理弹性零件和高强度钢工件。
良好的装饰性，锌铬膜涂层外观为银灰色（类似银粉漆），基体材料、各种油漆、涂料均有良好的结合力，可作为面层使用，也可用作各种油漆的底层使用，在美、日启程生产中用作油漆底层取代有污染的磷化处理。
2 锌铬膜技术现状
2．1锌铬膜涂液组成
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中发展到现在的几十种，每种商品作为A或者B、C、D三种主要组分，生产时几种组分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：片装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、锰以及他们的混合物或者合金片状，粒状或者两者的混合态，片状锌、铝最常用，片状金属以面接触的形式在基本表面形成数十层，像鱼鳞般将金属基体密封，片状金属在腐蚀性介质中对集体起牺牲阳极的电化学保护作用，大多数文献报道：片状金属的厚度为0.2~0.3um，粒径不超过15um，作者从某锌铬镀膜涂敷生产厂家取样并且进行了金属离子的样品粒径分析，用Malverm Instruments Ltd.生产的Mastersizer(2000)以Hydro2000MU(A)进行器进行分析，结果如下表。
溶剂：溶剂可以分为水或者惰性有机溶剂他们的混合液体，有机溶剂一般是水溶性的，可用沸点在200摄氏度左右的正丁醇、乙二醇、卤代烃等。
六价铬化合物：主要为铬酸、或用铬酸盐、重铬酸盐以及他们的混合物，起到粘结剂的作用，同时对片状金属和基体又有钝化作用，其重量与片状金属比例为（0.08~4） :1。
还原剂：还原剂的作用是在烘烤烧结过程中促进六价铬还原为三价铬并且起到保证膜层的质量，形成无机铬的聚合物粘结剂，一般常用水溶性的常温下对六价铬无还原性的聚醇、二元羟酸等，在加热时还与六价铬充分反应，形成聚合物，很好地把金属粘接。
增稠剂：为提高涂液稳定性，可加入羟甲基纤维素、明矾等增稠剂。
其他助剂：除以上成分外，为提高处理液的储存稳定性和均涂性能，还应该有润湿剂、消泡剂、分散剂、稀释剂等。
2．2 锌铬膜处理工艺
锌铬膜处理工艺类似于涂覆，通常分为三步：
表面处理：用有机溶剂或者碱液除油、用喷丸（砂）除锈，避免酸洗以防氢脆和污染环境
涂覆：采用浸涂、喷涂或者刷涂锌铬膜处理液
烘烤：金属表面上均匀的处理液经过烘烤后固化形成锌铬膜膜层
根据锌铬膜处理工件的大小、形状、品质和性能要求不同，锌铬膜处理一般采用以下三种方式：
浸渍甩干式：首先将处理过的零件放入网篮浸涂，然后用离心旋转法出去多余涂料，在进行烘烤，一般采用两次涂覆、两次烘干，此访目前应用最广。
浸渍沥干式：将无法放入网篮的大型零件如管件、车厢壳等悬挂于传送带上，吊入涂覆槽中，浸渍后沥去多余涂料，待涂料均匀垂流后再进行烘烤，一般采用一次涂覆一次烘烤。
静电喷涂式：将外观要求高的零件置于吊架上，用静电喷涂枪在零件表面均匀喷涂一层涂料，然后进行烘烤，一般采用一次喷涂，一次烘烤。
2．3 锌铬膜膜层结构与性能
锌铬膜涂层外观为银白色，文献报道主要由微笑锌（铝）片以及粘合锌篇的无机铬聚
合物组成：无定型的nCrO3 mCr2O3作为结合剂与数十层约为0.2um厚、10um大小的片状锌粉、铝粉相互结合，形成厚度约为4~8um的膜层，并且涂料中的铬酸会使鳞片状锌和钢铁基体氧化并生成凝胶状铬酸盐转化膜，烘干固化后，他们互相粘结使膜层具有牢固的附着力，锌铬膜膜层有独特的多层保护功能，有超长的耐蚀性能、优异的耐候性和耐化学稳定性、良好的耐热性、良好的装饰性。
3 国内外研究现状及应用前景分析
锌铬膜镀层技术由美国Diamond Shamrock公司发明，并转让给法国的DACRO公司和日本的NDS公司，这三家公司已在30多个国家取得了专利权，并且各自占领着美洲、欧非和亚太市场，互不侵犯，装让涂膜技术，供应化工原谅，提供生产设备，并参与顾客的生产管理和人员培训等。
目前，美国有70多家工厂能进行新铬膜处理，在NDS公司负责的亚太地区已经有70多个能够进行新铬膜处理的厂家，仅日本就有60多家，每月可处理零件1.5万吨，每年可销售18万吨锌铬膜处理液。许多飞机、汽车零件已被指定必须进行锌铬膜处理，如日本的丰田、日产、本田、三菱，德国的大众、意大利的菲亚特，美国福特、通用、克莱斯勒等著名汽车公司已经广泛应用，技术已相当成熟，产品水平较高，除汽车行业外，锌铬膜技术在建筑、电力、铁路、船舶及家电等行业的应用也日益普遍，我国1993年开始引进锌铬膜处理技术，厂家有中国航天工业总公司南京宏光空降设备厂、上海汽车空调厂、沈阳空压机厂等，国内也有几家从事该技术研究的单位，并取得了一定的进展，研究内容主要由涂层结构、烧结方式对涂层的性能影响，在处理液的配方方面，尤其是片状金属的制备方面目前国内未见任何报道，这也是锌铬膜涂层的关键技术所在。国外锌铬膜涂液调配好后的涂液黏度合适、处理的零件表面均匀，土也可以存放一周左右，国内由于缺少片状金属的生产基础，主要以电炉锌粉或水雾法生产的粒状锌粉为原料，所得涂层的表面致密性能、与基体表面附着力、耐腐蚀性能均不如用片状锌所得的涂层，这严重制约了我国锌铬膜技术的研究进展，也是我们今后研究开发的努力方向。
锌铬膜技术由于其优异的膜层性能和环境友好性，正受到国内外金属表面处理液的普遍重视，特别是随着WTO的加入和汽车、铁路、公路、家电、五金、建筑业的发展，对锌铬膜产品的需求将不断增加，但是由于我国目前涂液完全依赖进口，锌铬膜处理成本居高不下，阻碍了该技术的发展，开发自主产权的新隔膜涂液原料，是我国锌铬膜技术研究和应用的关键所在，本文作者在片状锌的制备方面已经进行了初步的研究，并且取得了部分进展。
参考文献
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