金属粉对达克罗涂料性能的影响研究蔡晓兰昆明理工大学材料与冶金工程学院达克罗涂料是一个复杂的多组分体系，其主要组分有锌粉、铝粉、铬酐、还原剂以及分散剂、消泡剂、增稠剂等表面活性剂等物质其含量组成对涂层性能有着不同的影响本实验采用不同的锌粉和铝粉，对涂料性能的影响进行研究金属粉( 包括锌粉、铝粉) 是达克罗涂液的主要组成物质，其在涂料总中的用量、形状、粒度的不同对涂层的性能均有很大的影响一、涂料中锌粉用量对膜层性能的影响：涂料配方中其它因素保持不变，片状锌粉从] 2 0 9 ／L 增加到3 9 0 9 ／L ，其结果如下表1 ，锌粉含量过多或过少时涂液的分散性、粘稠度都不好，过少时锌粉容易沉降在底层，过多时涂液过于粘稠而呈果冻状；粘稠度过小或过大时，涂覆时都不均过稀时，烘烤后膜层可看出明显有些地方还未被金属粉覆盖，且颜色偏黑，结合力很差，做结合力实验，膜层几乎整片脱落；过稠时，涂液流动性太差，烘烤后的膜层可明显看出刷痕，涂层不匀，上面覆有少量干粉，以手揉搓膜层会有干粉脱落，且结合力也不好，做结合力实验时胶带上带下一层干粉涂覆量随着锌粉量的增加而增加，耐蚀性以6 、7 、8 号为佳，涂料中C ，含量先是随着锌粉的量的增加而降低，当锌粉量增加到2 1 0 9 ／L 后涂料中C r 6 + 含量变化不大，综合考虑，我们可以看出当锌粉量在2 7 0 9 ／L ．3 3 0 9 ／L 时，涂料和涂层的性能较好。
表1锌粉含量对涂料和膜层质量的影响编锌粉溶液涂液涂层涂覆量涂料中 含量分散粘稠结合涂层( m g ／d m 2 )N H 4 N 0 3C ，含量号外观一腐蚀( m i n )( g ／L )程度度力一次二次( g ／L )11 2 0一般稀很差差8 61 7 86 03 3 ．4 8 9 21 5 0一般稀很差差7 31 9 88 02 6 ．2 0 431 8 0良稀差差6 61 6 58 02 1 ．8 9 7 42 1 0良较稀良一般1 1 42 1 68 02 7 ．1 3 852 4 0良较稀好良1 0 22 1 89 02 7 ．6 6 7 62 7 0优适度良优1 3 12 5 91 0 02 6 ．1 2 6 73 0 0优适度优优1 2 43 3 91 4 02 6 ．7 1 983 3 0良较稠优优2 0 34 8 51 2 02 6 ．9 2 4 93 6 0良较稠差良2 8 47 3 8l o o2 7 ．1 0 5～8 3 —罂萋 古皇萎雪 锌粉含量 + 锌粉含最与耐蚀性曲线 + 锌粉含量与涂液中六价铬变化曲线瓮 善 ≥ 皇、一，咖l 1 测 骺02 0 04 0 06 0 0锌粉含量+ 一次涂覆量- - - - - 2 k - - 二次涂覆量锌粉含量与耐蚀性及涂料中C 一含量的影响锌粉含量与涂覆量的影响图1 锌粉含量对涂液涂层性能影响二、涂料中铝粉用量对膜层性能的影响：其它因素加入量保持不变，锌粉量选择3 0 0 e 牡，铝粉量从o g m 变到6 0 9 ／L 。
其变化结果如下表2 从表2 中我们可以看到，随着铝粉含量的增加，涂液粘度一直在增加，涂覆量也呈增加趋势，涂层颜色由暗逐渐变亮，由银灰色变到银白色由此可知铝粉主要是起改善涂层外观的作用涂料中C ，含量基本保持不变，涂层结合力逐渐变好，．耐蚀性先升高后降低表2 铝粉含量对涂液和涂层性能的影响铝粉涂覆量涂料中编号含量溶液分涂层结涂层( m g ／d m 2 )N H 4 N 0 3 腐C ，含量( g ／L )散程度合力外观蚀( r a i n )一次二次( g ／L )l0良差一般1 2 72 5 88 02 9 ．6 2 821 5优一般良1 0 72 6 28 03 2 ．5 6 333 0优良优1 2 63 0 41 2 03 0 ．4 0 044 5良优优1 3 62 7 81 0 02 9 ．8 2 156 0良良优1 4 53 1 56 03 0 ．0 1 4—一8 4 - - -一一一 ～0O0OO踟∞如加l 矧2 铅粉吊bN I - h N 0 3 腐t g d m i n 的关系 不同彤状和粒度的金属粉刈膜联性能的影响： 当保持所何的组分添加艟不变，只改变金属粉} t 度叫，其变化结果如下表3 托3 不同形状和粒度的会榍粉对膜膳性能的影响编粒度( 目)金属粉形状凉层滁屡潦覆* ( m g ／d m 2 )N t h N 0 3涂料巾c ，号锌粉铝粉钟粉钒粉一次一次含量( 叽)绦食{ l外魂腐W m i n球状球状优灰暗2 3 32球状球状优灰暗3片状球状优较灰2 7 6片状球状优较灰2 2 72 98 7 5片状H 状优山灰3 0 3进口片状锌粉、铝粉优白灰2 9 6可以发现球状金属粉得到的涂层外观蔗，颜色偏黑，随粒径的减小，涂层颜色越亮，且表面更加平整。
而对防腐性能的影响．片状粉比球状粉蚶，粒径越小防腐性也越好涂层的结合力，球状的比片状的要好，其原因有可能是钢片基体经过了喷砂处理，表面形成r 『L r | 坑，球状粉可嵌入其中而紧密结合；而片状的是层层叠加的，胶带撕下时易于呈片状扯F ～8 5 ～j l n # n ‘l ! 镕日( 2 0 0 0 0闭3 锌粉电镜幽我们可以看到涂层表面球状的投有片状的、r 整，自制的片状锌粉所得涂层没有进口锌粉的平整我们可以看到进口片状锌粉表面更加光捐．反光车更强，这就可以解释为什么加入进口锌粉涂层光亮度更好加球状粉的涂层卒隙率明显比加片状粉的要高，且可看出片状粉在涂层表面呈变错叠加，这样就更加延长的腐蚀物质进入基体的路径，阻碍了腐蚀物质的进入，便人大提高了涂层的防腐性能再就是如加入相同的量的片状、球状金属粉则所得的涂液粘稠度片状的要比球状的大很多．若要保持相同的粘稠度，则H 需加入比球状会属粉少根多的片状粉，减少了金属粉的使用量，且片状化程度越高粉的使用量越少．呵降低成本锌粉是膜层的主要组成部分，粉粒人小及形状卣接地影响着膜层的结合情况用扫描电镜对不同粒度及形状所制得锌铬膜的表面和截面进行扫描观察。
4 # # * “ ％g 自∞I U * ■( * 2 ∞×# 2 0 0 ×H # 镕自* ■镕聃* 自* 目( { 啪×，s ∞∞×～8 6 —十H # # Ⅲ# } # ■n ％自＆目5 0 0 D ×r E ∞# # s ^ ¨n罔4 小H 锌粉涂层的电镜罔由片状锌粉制得的锌铬膜表而是¨“ 重叠起来的，而球状锌粉所制得的锌铬膜的表而是颗粒2 问仅仅地粘台在一起的，球状锌粉的涂层表面没有片状的平整，3 2 5 目的片状锌粉的涂层没有2 0 01 7 的片状锌粉的平糕、光滑从阻上图还可以得知，加球状锌粉的涂层空隙率明显L g , 自l l 片状锌粉的要高，且可看出片状粉在涂层表面呈交错叠加，这样就更加延长了腐蚀物质进入基体的路径，阻碍了腐蚀物质的进入，便大大提高丫涂层的防腐性能四、达克罗涂料的膜层的断面形貌分析：陶5 达兜掣涂抖膜屡的截而罔～8 7 —图6 膜层表面能谱图图7 膜层的的X P S 图谱膜层点扫描能普图分析表试位c Ko KA l KC r KF e K历K样置( W t ％)( W t ％)( W t ％)( W t ％)( W t ％)( W t ％)A13 ．5 45 ．8 61 8 ．4 73 ．8 04 ．1 96 4 ．1 4片24 ．6 05 ．8 91 7 ．2 63 ．5 25 ．5 16 3 ．2 2状34 ．6 55 ．4 91 7 ．4 53 ．7 35 ．2 96 3 ．3 9～8 8 ～从图可以看出膜层中的主要元素为Z n 、A 1 、C r ，还有一些F e 、O 、C 等元素，膜层中金属元素占着绝大部分，约在8 0 ％左右。
C r 元素在试样A 中平均占有4 ％，在试样B 中平均占有约6 ．7 ％，O 含量在B 试样中的比在A 试样中的高，有可能是B 试样使用的球状粉氧化程度比A 试样使用的片状粉氧化程度大，片状金属粉所得膜层中F e 元素的含量明显少于球状粉所制得的膜层中F e 元素的含量，片状粉所制得的涂层耐腐蚀性能明显优于球状粉所制得的涂层从光电子能谱分析及用X 衍射进行物相分析可知，膜层中主要是金属Z n 、A 1 ，而并非是Z n 、趾的氧化物对试样进行低温断裂，用扫描电镜对断面进行观察，并对膜层进行点扫描能普分析，明显地显示了锌铬膜的截面形貌，同样可以观察到有许多片状粉存在于膜层之中，片状与片状之间存在着一些物质把他们仅仅地连在一起，经点扫描能谱图及后面的X P S 可知，片状与片状之间存在的物质为铬的氧化物～8 9 ^ 一。