众所周知，达克罗技术（锌铬涂层技术）源自西方的汽车工业领域，是一种工艺简单方便、防护效果良好的表面涂覆技术。日本是达克罗技术应用最广泛的国家之一，1993年航空部南京宏光空降装备厂为了解决汽车安全带国产化，从日本引进了国内第一条达克罗生产线，截止到目前，我国己成功地将达克罗技术应用在汽车工业、地铁铁路、桥梁、高架轻轨、船舶、家电、通信、军事等方面。

图1 达克罗技术工艺流程图

进入21世纪以来，环境能源问题已经不可避免，涂料工业向环保型发展已经成为定局。由于锌铬涂料中六价铬的毒性，目前世界各国都逐渐停止生产使用含铬的涂料，无铬达克罗技术是一种新型的“绿色”表面处理技术，它是一种新型的锌铝涂料，应用性能良好并且符合环保要求，取代锌铬涂料已是大势所趋。无铬达克罗涂料的生产需要多种原料，片状锌粉是最主要的一种。

1.锌粉的性质

锌是银灰色的金属，断面呈现金属光泽，在常温下表面生成致密的碳酸锌薄膜，有保护的作用。锌的熔点为419.8℃，密度为701g/m1，在常温下较脆，100-150℃变软，超过200℃又变脆。锌有α、β、γ三种晶态，其转化温度为170℃与330℃。锌的导电性为银的27.8%，导热性为银的24.3%。

锌粉的种类很多，按形状和用途可以分为球状锌粉、片状锌粉、电池用锌粉，不同的生产方法可以生产出不同形状、不同成份、不同用途的锌粉。

图2 国产片状锌粉的2500倍SEM照片[1]

大多数金属颜料都采用片状金属粉体，将片状锌粉配制成涂料，然后进行涂装，涂料会在基体表面成膜，其中片状金属粉体与涂装面呈平行方向多层排列，产生屏蔽效应，片状金属粉体由于其特殊二维平面结构，具有良好的遮盖力、附着力、反射能力和较大的径厚比（50~200）等。

（1）光学特性  大部分的金属粉体都具有良好的光学性能，光反射能力即是其中一种，例如锌铝涂料具有金属光泽效应。

（2）屏蔽特性  将片状锌粉配制成涂料并涂装成膜后，片状金属粉体与涂装面呈平行方向多层排列，产生屏蔽。

（3）漂浮特性  片状锌粉的另一大特性是漂浮性，其特点是它有漂浮在载体表面的能力。

（4）特殊特性  片状锌粉由于其特殊的二维平面结构，具有良好的遮盖力和附着力以及显著的屏蔽效应和反射能力，防腐蚀性能优良。

2.片状锌粉的制备

目前国内外制备锌粉的方法有许多种，大致可以分为以下几类。

（1）高能球磨法

在一个封闭的研磨仓内，将原料锌粉放入其中。开始研磨。当转轴高速转动时产生巨大的动能。动能传递给球磨介质。再通过球磨介质之间的相互碰撞把动能传给被研磨的金属粉体。高能球磨的研磨效果较好，一般可得到有效的片状金属粉体，通过高能球磨技术，可在较短时间内，并且是在无液体介质的条件下，迅速得到厚度小于1μm，直径10-500μm的片状粉末。

图3 片状锌粉干法高能球磨工艺流程图[2]

优点：生产成本低；

缺点：生产周期长，杂质含量高。

（2）蒸发-冷凝法

蒸发-冷凝法是制备片状锌粉的有效方法，它的主要原理是先在基片上镀上光滑的有机膜或无机膜，然后利用蒸镀法在己镀膜的基片上沉积锌膜，经洗脱、收集褪下锌膜，经破碎得到片状锌粉。该法制得的片状锌粉光泽明亮，粒径均匀，遮盖率高，所以性能较好。

图4 片状锌粉蒸发-冷凝法工艺流程图

优点：方法简单，操作流程短，易于控制粉体粒度；

缺点：能耗太大，锌粉收集较为困难。

（3）蒸馏法

锌粉具有低沸点和高蒸气压的特性，蒸馏法是在常压下加热锌，升温至约1000℃而气化，然后将锌蒸气真空的密闭容器中，迅速冷却，便可得到高纯度锌粉。

优点：锌粉较细，活泼金属含量高；

缺点：若处理不好易氧化。

（4）电解法

优点：成本较低，生产周期短，产品纯度高。

缺点：锌粉的尺寸及形状控制困难，由于析氢严重，导致电流利用率不高，不利于产品收集。

（5）爆炸法

优点：产品纯度高；

缺点：生产效率低，成本高，能耗大。

3.片状锌粉的应用

（1）用于达克罗涂料

在无铬达克罗涂料的制备中，片状锌粉的质量分数比例很大，在整个涂料的防腐性能中起到极为重要的作用，因此片状锌粉的质量是决定无铬达克罗涂料性能优劣的关键因素。粉末在经过一些特殊的表面处理后，在水性溶液中发氢量少，最终处理液中应含几以上的锌粉。

图5 无铬达克罗涂料和无铬达克罗处理的螺丝

（2）用于水性无机、有机富锌底漆

富锌底漆广泛应用于防腐工业，过去富锌底漆填料大多是颗粒状锌粉，含锌量大，使得底漆成本昂贵，漆膜虽厚但限制了改变颜色的可能性及配方的变化。这些年来，国内外先后成功研发采用片状锌粉为原料的环氧富锌底漆和无机硅酸锌涂料。研究表明，采用片状锌粉，可以极大地降低锌含量，使锌可以发挥阴极保护和屏蔽的双重功能，同时克服富锌底漆储存时伴有严重沉淀的弊病，不但如此，富锌底漆对片状锌粉的片径要求不高。综合以上优点，使得这类涂料应用更有前景。

图6 环氧富锌底漆和水性无机有机富锌底漆防腐钢管

（3）用于喷雾式防腐装饰涂料

片状锌粉可用于喷雾式防腐装饰涂料。除此之外，它还可以用于耐热涂料，也可以用于钢件表面的翻新、修补。

（4）作为橡胶制品的性能改良剂

片状锌粉是对紫外线具有很高的吸收性能，可以替代橡胶制品中的纳米氧化锌，例如在生产橡胶的工艺中加入片状锌粉，不但增强了轮胎的耐蚀性、耐磨性，而且由于超细粉体本身所具有的高性能，加入的量要远远少于氧化锌，从而降低轮胎的生产成本，节省了能源。

（5）用于化妆品

化妆品中一般都添加有不同种类的金属，其中就包括片状锌，根据所添加的其他种类金属的量的不同，化妆品可以呈现从银白色到灰黑色，不仅如此，它在分级和解碎阶段就可以改变颜色。

（6）用于塑料制品

片状锌粉可替代塑料制品中的水系高级铝粉浆。水系高级铝粉浆价格昂贵，片状锌粉的应用可以降低塑料制品的生产成本。

（7）用于电池电极

片状锌粉的导电性良好，将它应用在电池电极上，可以提高并改善电池状态，增大商品附加价值。

参考文献

[1]金文峰. 片状锌粉制备及锌基水性耐蚀涂层的研究[D]. 西安理工大学, 2006.

[2]徐毅. 片状锌粉制备研究[D]. 中南大学, 2004.

[3]徐勇. 片状锌粉的制备及其研究[D]. 华中师范大学, 2011.

作者：L-things