CAS: 12018-19-8
分子式: ZnCr2O4
中文名稱:
鉻酸鋅
英文名稱: dichromium zinc tetraoxide
性質描述:檸檬黃色棱晶。密度3.40g/cm3。溶于酸、液氨。不溶于冷水、丙酮。遇熱水則分解。與硫酸鋅和鉻酸鉀水溶液混合則生成堿式鉻酸鋅(2ZnO·CrO3·2H2O)。
制備:工業品有K2O·4CrO3·4ZnO·3H2O和ZnCrO4·4Zn(OH)2(主成分)。前者含鉀,而且水溶性成分較后者大。由氧化鋅和鉻酸酐及重鉻酸鉀加熱反應,經過濾、水洗、離心脫水、干燥制得前者產品。用氧化鋅和鉻酸酐加熱反應,制得后者產品。
生產工藝:制法依據BRIGGS的操作步驟制取(NH4)2Zn(CrO4)2·2NH3,得到的亞鉻酸鹽含有過剩的鉻。將0.12molZnSO4·7H2O,0.18mol(NH4)2CrO4和0.18mol(NH4)2SO4加到250mL濃氨水中,使母液富集。硫酸銨用于代替硝酸銨。使鹽從母液中除去。放置溶液并蒸發。產品在1100℃點火表示有過剩的氧化鋅存在。樣品在1400℃灼燒,揮發過量的氧化鋅,計算亞鉻酸鋅余下的量。
用途:用作鋅鉻黃顏料,防銹涂料,橡皮、油毛氈和油布等的色料。
這類顏料開始出現時均作為著色顏料,如鋅鉻黃呈檸檬黃色,比較耐光,并可耐硫化氫氣體,從1860年起又有采用鋅黃同鐵藍拼成鋅綠。但是鋅鉻黃的著色力、遮蓋力均比不上鉛鉻黃。直到以后,這類顏料的真正用途才被發現。1900年,鋼鐵表面采用重鉻酸鉀溶液作預處理,使鋼鐵表面鈍化而保持在涂裝之前不生銹。Groumlger在1904年以水洗滌鋅鉻黃,發現有鉻酸根離子可洗出,一直到組成穩定,再無鉻酸根離子可洗出為止。1908年,Heckel和Cushman建議鋅鉻黃有類似于重鉻酸鉀的防蝕作用,他們推斷如鋅鉻黃配入底漆中,當水滲透過面漆而進入底層,能由鋅鉻黃供給足夠的鉻酸根離子,使金屬表面得到鈍化,從而阻止銹蝕的過程進行下去,因此鋅鉻黃可以利用水分來擴散有阻蝕作用的鉻酸根離子。實踐證明鋅鉻黃底漆確定有抗銹蝕的作用。鋅鉻黃的防銹機理可用它同鋼鐵所發生的化學和電化學反應來說明。鈍化作用是在陰極區發生的電化學過程所引起的,從而使鐵離子與鉻酸離子在鋼鐵表面形成一層金屬氧化物的水合物。由于這類鉻酸鹽都能提供鉻酸根離子,配制成涂料后,在鋼鐵表面起鈍化作用,有防銹、防腐蝕的功能,因此這類顏料已成為防銹顏料中的一個大類,主要品種有鋅鉻黃、鍶鉻黃、鋇鉻黃和鈣鉻黃。
鍶鉻黃在19世末時已開始工業化生產,當時主要用為美術顏料,因為這種顏料有帶綠相的鮮明檸檬黃色,并有良好的耐光和耐熱性能,其主要缺點是著色力較弱。從1936年開始,在美術顏料中已被相似色相的有機黃顏料所替代。據1982年不完全統計,世界年產量約3,000噸。
鍶鉻黃的新用途是用作防銹顏料,因鍶鉻黃是鉻酸鍶SrCrO4,也同鋅鉻黃一樣含有鉻酸根離子,用于涂料中也有防銹的作用。
鍶鉻黃的化學組成是鉻酸鍶,含量可以在96%以下。鍶鉻黃是針狀顆粒的檸檬黃色的顏料,色澤鮮明,相對密度為3.75,略有透明度,遮蓋力約為70~ 90 g/m2,吸油量較高,達43 ~ 47%,視比容為600 ~ 650g/L。耐酸和耐堿性均差,著色力也很弱,但是耐熱性很好,可耐溫300℃而不變色。
鍶鉻黃主要用于防銹底漆中,可配制鍶黃丙烯酸底漆,用于鋁鎂合金上,也有用于配制鍶黃環氧聚酰胺底漆,作為飛機機身涂料,也可同鋁粉拼用,使所配制的鋁粉漆外觀不受影響,而防銹性能有所提高。
由于耐熱性良好,雖然著色力很低,可用于塑料著色,并可適應近300℃的加工溫度而不變色,通常作為塑料的拼色顏料使用。
鉻酸鋅生產過程中由于工藝配方的不同,可得到三種成分不同的鉻酸鋅,主要有鹽基性鉻酸鋅(即堿式鉻酸鋅)、四鹽基鉻酸鋅(即四堿式鉻酸鋅)、鉻酸鋅(鉻酸鋅鉀),它們都俗稱鋅鉻黃或鋅黃。生產廠家時下主要有上海鉻黃顏料廠等,生產的產品系列有以下產品,應用于防腐涂料、防銹漆、卷材涂料底漆等。
時下很多廠家采用如下產品進行生產如乙烯磷化底漆(采用309或109鋅鉻黃,用作對有色金屬的表面處理和防銹);如重防腐漆之船舶漆或者集裝箱漆(采用509或者109鋅鉻黃);如卷材涂料之底漆,根據不同國家的工藝路線,有采用509鋅鉻黃和鍶鉻黃(為另一防銹顏料,特性有耐熱性好等優點,也已廣泛應用航空涂料、飛機蒙皮涂料等)配伍使用,也有采用109鋅鉻黃和磷酸鋅(為另一防銹顏料)配伍。