CAS: 12018-19-8
分子式: ZnCr2O4
中文名称: 铬酸锌
英文名称: dichromium zinc tetraoxide
性质描述:柠檬黄色棱晶。密度3.40g/cm3。溶于酸、液氨。不溶于冷水、丙酮。遇热水则分解。与硫酸锌和铬酸钾水溶液混合则生成碱式铬酸锌(2ZnO·CrO3·2H2O)。
制备:工业品有K2O·4CrO3·4ZnO·3H2O和ZnCrO4·4Zn(OH)2(主成分)。前者含钾,而且水溶性成分较后者大。由氧化锌和铬酸酐及重铬酸钾加热反应,经过滤、水洗、离心脱水、干燥制得前者产品。用氧化锌和铬酸酐加热反应,制得后者产品。
生产工艺:制法依据BRIGGS的操作步骤制取(NH4)2Zn(CrO4)2·2NH3,得到的亚铬酸盐含有过剩的铬。将0.12molZnSO4·7H2O,0.18mol(NH4)2CrO4和0.18mol(NH4)2SO4加到250mL浓氨水中,使母液富集。硫酸铵用于代替硝酸铵。使盐从母液中除去。放置溶液并蒸发。产品在1100℃点火表示有过剩的氧化锌存在。样品在1400℃灼烧,挥发过量的氧化锌,计算亚铬酸锌余下的量。
用途:用作锌铬黄颜料,防锈涂料,橡皮、油毛毡和油布等的色料。
这类颜料开始出现时均作为着色颜料,如锌铬黄呈柠檬黄色,比较耐光,并可耐硫化氢气体,从1860年起又有采用锌黄同铁蓝拼成锌绿。但是锌铬黄的着色力、遮盖力均比不上铅铬黄。直到以后,这类颜料的真正用途才被发现。1900年,钢铁表面采用重铬酸钾溶液作预处理,使钢铁表面钝化而保持在涂装之前不生锈。Groumlger在1904年以水洗涤锌铬黄,发现有铬酸根离子可洗出,一直到组成稳定,再无铬酸根离子可洗出为止。1908年,Heckel和Cushman建议锌铬黄有类似于重铬酸钾的防蚀作用,他们推断如锌铬黄配入底漆中,当水渗透过面漆而进入底层,能由锌铬黄供给足够的铬酸根离子,使金属表面得到钝化,从而阻止锈蚀的过程进行下去,因此锌铬黄可以利用水分来扩散有阻蚀作用的铬酸根离子。实践证明锌铬黄底漆确定有抗锈蚀的作用。锌铬黄的防锈机理可用它同钢铁所发生的化学和电化学反应来说明。钝化作用是在阴极区发生的电化学过程所引起的,从而使铁离子与铬酸离子在钢铁表面形成一层金属氧化物的水合物。由于这类铬酸盐都能提供铬酸根离子,配制成涂料后,在钢铁表面起钝化作用,有防锈、防腐蚀的功能,因此这类颜料已成为防锈颜料中的一个大类,主要品种有锌铬黄、锶铬黄、钡铬黄和钙铬黄。
锶铬黄在19世末时已开始工业化生产,当时主要用为美术颜料,因为这种颜料有带绿相的鲜明柠檬黄色,并有良好的耐光和耐热性能,其主要缺点是着色力较弱。从1936年开始,在美术颜料中已被相似色相的有机黄颜料所替代。据1982年不完全统计,世界年产量约3,000吨。
锶铬黄的新用途是用作防锈颜料,因锶铬黄是铬酸锶SrCrO4,也同锌铬黄一样含有铬酸根离子,用于涂料中也有防锈的作用。
锶铬黄的化学组成是铬酸锶,含量可以在96%以下。锶铬黄是针状颗粒的柠檬黄色的颜料,色泽鲜明,相对密度为3.75,略有透明度,遮盖力约为70~ 90 g/m2,吸油量较高,达43 ~ 47%,视比容为600 ~ 650g/L。耐酸和耐碱性均差,着色力也很弱,但是耐热性很好,可耐温300℃而不变色。
锶铬黄主要用于防锈底漆中,可配制锶黄丙烯酸底漆,用于铝镁合金上,也有用于配制锶黄环氧聚酰胺底漆,作为飞机机身涂料,也可同铝粉拼用,使所配制的铝粉漆外观不受影响,而防锈性能有所提高。
由于耐热性良好,虽然着色力很低,可用于塑料着色,并可适应近300℃的加工温度而不变色,通常作为塑料的拼色颜料使用。
铬酸锌生产过程中由于工艺配方的不同,可得到三种成分不同的铬酸锌,主要有盐基性铬酸锌(即碱式铬酸锌)、四盐基铬酸锌(即四碱式铬酸锌)、铬酸锌(铬酸锌钾),它们都俗称锌铬黄或锌黄。生产厂家时下主要有上海铬黄颜料厂等,生产的产品系列有以下产品,应用于防腐涂料、防锈漆、卷材涂料底漆等。
时下很多厂家采用如下产品进行生产如乙烯磷化底漆(采用309或109锌铬黄,用作对有色金属的表面处理和防锈);如重防腐漆之船舶漆或者集装箱漆(采用509或者109锌铬黄);如卷材涂料之底漆,根据不同国家的工艺路线,有采用509锌铬黄和锶铬黄(为另一防锈颜料,特性有耐热性好等优点,也已广泛应用航空涂料、飞机蒙皮涂料等)配伍使用,也有采用109锌铬黄和磷酸锌(为另一防锈颜料)配伍。