眾所周知，達克羅技術（鋅鉻涂層技術）源自西方的汽車工業領域，是一種工藝簡單方便、防護效果良好的表面涂覆技術。日本是達克羅技術應用最廣泛的國家之一，1993年航空部南京宏光空降裝備廠為了解決汽車安全帶國產化，從日本引進了國內第一條達克羅生產線，截止到目前，我國己成功地將達克羅技術應用在汽車工業、地鐵鐵路、橋梁、高架輕軌、船舶、家電、通信、軍事等方面。

圖1 達克羅技術工藝流程圖

進入21世紀以來，環境能源問題已經不可避免，涂料工業向環保型發展已經成為定局。由于鋅鉻涂料中六價鉻的毒性，目前世界各國都逐漸停止生產使用含鉻的涂料，無鉻達克羅技術是一種新型的“綠色”表面處理技術，它是一種新型的鋅鋁涂料，應用性能良好并且符合環保要求，取代鋅鉻涂料已是大勢所趨。無鉻達克羅涂料的生產需要多種原料，片狀鋅粉是最主要的一種。

1.鋅粉的性質

鋅是銀灰色的金屬，斷面呈現金屬光澤，在常溫下表面生成致密的碳酸鋅薄膜，有保護的作用。鋅的熔點為419.8℃，密度為701g/m1，在常溫下較脆，100-150℃變軟，超過200℃又變脆。鋅有α、β、γ三種晶態，其轉化溫度為170℃與330℃。鋅的導電性為銀的27.8%，導熱性為銀的24.3%。

鋅粉的種類很多，按形狀和用途可以分為球狀鋅粉、片狀鋅粉、電池用鋅粉，不同的生產方法可以生產出不同形狀、不同成份、不同用途的鋅粉。

圖2 國產片狀鋅粉的2500倍SEM照片[1]

大多數金屬顏料都采用片狀金屬粉體，將片狀鋅粉配制成涂料，然后進行涂裝，涂料會在基體表面成膜，其中片狀金屬粉體與涂裝面呈平行方向多層排列，產生屏蔽效應，片狀金屬粉體由于其特殊二維平面結構，具有良好的遮蓋力、附著力、反射能力和較大的徑厚比（50~200）等。

（1）光學特性  大部分的金屬粉體都具有良好的光學性能，光反射能力即是其中一種，例如鋅鋁涂料具有金屬光澤效應。

（2）屏蔽特性  將片狀鋅粉配制成涂料并涂裝成膜后，片狀金屬粉體與涂裝面呈平行方向多層排列，產生屏蔽。

（3）漂浮特性  片狀鋅粉的另一大特性是漂浮性，其特點是它有漂浮在載體表面的能力。

（4）特殊特性  片狀鋅粉由于其特殊的二維平面結構，具有良好的遮蓋力和附著力以及顯著的屏蔽效應和反射能力，防腐蝕性能優良。

2.片狀鋅粉的制備

目前國內外制備鋅粉的方法有許多種，大致可以分為以下幾類。

（1）高能球磨法

在一個封閉的研磨倉內，將原料鋅粉放入其中。開始研磨。當轉軸高速轉動時產生巨大的動能。動能傳遞給球磨介質。再通過球磨介質之間的相互碰撞把動能傳給被研磨的金屬粉體。高能球磨的研磨效果較好，一般可得到有效的片狀金屬粉體，通過高能球磨技術，可在較短時間內，并且是在無液體介質的條件下，迅速得到厚度小于1μm，直徑10-500μm的片狀粉末。

圖3 片狀鋅粉干法高能球磨工藝流程圖[2]

優點：生產成本低；

缺點：生產周期長，雜質含量高。

（2）蒸發-冷凝法

蒸發-冷凝法是制備片狀鋅粉的有效方法，它的主要原理是先在基片上鍍上光滑的有機膜或無機膜，然后利用蒸鍍法在己鍍膜的基片上沉積鋅膜，經洗脫、收集褪下鋅膜，經破碎得到片狀鋅粉。該法制得的片狀鋅粉光澤明亮，粒徑均勻，遮蓋率高，所以性能較好。

圖4 片狀鋅粉蒸發-冷凝法工藝流程圖

優點：方法簡單，操作流程短，易于控制粉體粒度；

缺點：能耗太大，鋅粉收集較為困難。

（3）蒸餾法

鋅粉具有低沸點和高蒸氣壓的特性，蒸餾法是在常壓下加熱鋅，升溫至約1000℃而氣化，然后將鋅蒸氣真空的密閉容器中，迅速冷卻，便可得到高純度鋅粉。

優點：鋅粉較細，活潑金屬含量高；

缺點：若處理不好易氧化。

（4）電解法

優點：成本較低，生產周期短，產品純度高。

缺點：鋅粉的尺寸及形狀控制困難，由于析氫嚴重，導致電流利用率不高，不利于產品收集。

（5）爆炸法

優點：產品純度高；

缺點：生產效率低，成本高，能耗大。

3.片狀鋅粉的應用

（1）用于達克羅涂料

在無鉻達克羅涂料的制備中，片狀鋅粉的質量分數比例很大，在整個涂料的防腐性能中起到極為重要的作用，因此片狀鋅粉的質量是決定無鉻達克羅涂料性能優劣的關鍵因素。粉末在經過一些特殊的表面處理后，在水性溶液中發氫量少，最終處理液中應含幾以上的鋅粉。

圖5 無鉻達克羅涂料和無鉻達克羅處理的螺絲

（2）用于水性無機、有機富鋅底漆

富鋅底漆廣泛應用于防腐工業，過去富鋅底漆填料大多是顆粒狀鋅粉，含鋅量大，使得底漆成本昂貴，漆膜雖厚但限制了改變顏色的可能性及配方的變化。這些年來，國內外先后成功研發采用片狀鋅粉為原料的環氧富鋅底漆和無機硅酸鋅涂料。研究表明，采用片狀鋅粉，可以極大地降低鋅含量，使鋅可以發揮陰極保護和屏蔽的雙重功能，同時克服富鋅底漆儲存時伴有嚴重沉淀的弊病，不但如此，富鋅底漆對片狀鋅粉的片徑要求不高。綜合以上優點，使得這類涂料應用更有前景。

圖6 環氧富鋅底漆和水性無機有機富鋅底漆防腐鋼管

（3）用于噴霧式防腐裝飾涂料

片狀鋅粉可用于噴霧式防腐裝飾涂料。除此之外，它還可以用于耐熱涂料，也可以用于鋼件表面的翻新、修補。

（4）作為橡膠制品的性能改良劑

片狀鋅粉是對紫外線具有很高的吸收性能，可以替代橡膠制品中的納米氧化鋅，例如在生產橡膠的工藝中加入片狀鋅粉，不但增強了輪胎的耐蝕性、耐磨性，而且由于超細粉體本身所具有的高性能，加入的量要遠遠少于氧化鋅，從而降低輪胎的生產成本，節省了能源。

（5）用于化妝品

化妝品中一般都添加有不同種類的金屬，其中就包括片狀鋅，根據所添加的其他種類金屬的量的不同，化妝品可以呈現從銀白色到灰黑色，不僅如此，它在分級和解碎階段就可以改變顏色。

（6）用于塑料制品

片狀鋅粉可替代塑料制品中的水系高級鋁粉漿。水系高級鋁粉漿價格昂貴，片狀鋅粉的應用可以降低塑料制品的生產成本。

（7）用于電池電極

片狀鋅粉的導電性良好，將它應用在電池電極上，可以提高并改善電池狀態，增大商品附加價值。

參考文獻

[1]金文峰. 片狀鋅粉制備及鋅基水性耐蝕涂層的研究[D]. 西安理工大學, 2006.

[2]徐毅. 片狀鋅粉制備研究[D]. 中南大學, 2004.

[3]徐勇. 片狀鋅粉的制備及其研究[D]. 華中師范大學, 2011.

作者：L-things