是否禁止使用六價(jià)鉻？
然而，在歐洲，禁止航空航天工業(yè)防腐蝕的主要武器 - 基于六價(jià)鉻的化合物，此外，美國職業(yè)安全與健康管理局承認(rèn)Cr（VI）具有致癌性。
面對迫在眉睫的六價(jià)鉻禁令
1981年8月5日，一架波音737從臺灣的臺北松山機(jī)場起飛，機(jī)上有110人，離開地面14分鐘后，飛機(jī)遭受了爆炸性減壓并解體。沒有人幸免于難。
調(diào)查人員將此事件在很大程度上歸因于機(jī)身下部的廣泛腐蝕損壞。近，2014年弗吉尼亞州一架28年歷史的F-15戰(zhàn)斗機(jī)墜毀事故部分歸咎于腐蝕。
這種失敗，非常罕見，強(qiáng)調(diào)了飛機(jī)腐蝕的危險(xiǎn)性以及防腐表面處理的重要性。
然而，在歐洲，禁止航空航天工業(yè)防腐蝕的主要武器基于六價(jià)鉻的化合物，治療配方設(shè)計(jì)師和涂料制造商正在爭先恐后尋找有效的替代品，但高管們表示，努力是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
Coventya，Lustre-On和SurTec等電鍍制造商以及PPG工業(yè)公司和阿克蘇諾貝爾公司等涂料制造商已經(jīng)知道禁令即將到來，2013年，歐盟將一些六價(jià)鉻化合物列入一系列高度關(guān)注物質(zhì)，將其歸類為致癌物質(zhì)和致突變物。
因此，根據(jù)歐洲的化學(xué)品注冊，評估，授權(quán)和限制（REACH）規(guī)定，今年9月21日之后可能不再使用重鉻酸鈉等鍍鉻化學(xué)品。耐腐蝕涂料添加劑，如鉻酸鍶，日落日期為2019年1月。
此外，美國職業(yè)安全與健康管理局認(rèn)為Cr（VI）具有致癌性。該機(jī)構(gòu)對工人接觸鍍鉻浴蒸汽和鉻噴涂粉塵的嚴(yán)重限制也迫使美國轉(zhuǎn)向替代品。
“六價(jià)鉻化合物已經(jīng)存在了90多年，”Coventya產(chǎn)品管理總監(jiān)Brad Durkin說。他說，用不太知名的替代品取代特征鮮明的舊技術(shù)，特別是在關(guān)鍵應(yīng)用中，并不容易。
因此，工業(yè)集團(tuán)已向歐洲化學(xué)品管理局申請延長使用六價(jià)化合物用于日落之后的關(guān)鍵應(yīng)用。該機(jī)構(gòu)已批準(zhǔn)通過2024年航空航天用途的Cr（VI）電鍍處理和2026年用于航空航天涂料的一些Cr（VI）添加劑。
“六價(jià)鉻在成本和性能方面優(yōu)于三價(jià)物種。”
- Lustre-On開發(fā)和技術(shù)副總裁Joe Ciejka
但Durkin指出，該機(jī)構(gòu)的決定必須得到歐盟委員會的批準(zhǔn)，而這種情況尚未發(fā)生。此外，如果開發(fā)出可接受的無Cr（VI）替代品，可以廢除7年的延期，他說。
Coventya一直致力于電鍍替代品，主要是基于危害較小的三價(jià)鉻。Durkin說，基于Cr（III）的替代品，其中許多用于裝飾性和其他不太重要的用途，自2012年以來已經(jīng)引起關(guān)注，當(dāng)時歐洲當(dāng)局明確表示將禁止使用Cr（VI）化合物。但他指出，特別難以使用Cr（III）獲得相同的性能，特別是用于重型磨損應(yīng)用（如起落架）的鍍鉻。
一種基于三價(jià)鉻的電鍍方法使用變化的電脈沖而不是穩(wěn)定的電流。法拉第科技公司的創(chuàng)始人詹寧斯·泰勒于2004年開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，并在2013年獲得了總統(tǒng)綠色化學(xué)獎。他說這個過程仍然沒有商業(yè)化。
Taylor正在與Coventya合作開發(fā)Cr（III）配方，該配方與Cr（VI）涂層的磨損特征和微觀結(jié)構(gòu)相匹配。一旦完成，他希望在適應(yīng)航空航天用途之前進(jìn)行長時間的認(rèn)證過程。
電鍍化學(xué)品供應(yīng)商Lustre-On也開發(fā)了Cr（III）替代品，在大多數(shù)情況下可替代更危險(xiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)材料。但三價(jià)鉻不是一個完美的替代品。
“六價(jià)鉻在成本和性能方面優(yōu)于三價(jià)物種，”Lustre-On開發(fā)和技術(shù)副總裁Joe Ciejka說。“性能問題是航空航天部件的一個重要考慮因素，必須持續(xù)20到40年。”
Lustre-On的一些表面處理技術(shù)基于美國海軍授權(quán)的專利。海軍開發(fā)了自己的Cr（III）配方，因?yàn)樗枰Ｗo(hù)維護(hù)人員，并且對現(xiàn)有的三價(jià)技術(shù)不滿意。
“我們的配方為鋁和鋁合金提供了出色的附著力和防腐蝕性能，”海軍航空系統(tǒng)司令部的高級材料工程師，海軍七項(xiàng)美國專利的主要發(fā)明人Craig Matzdorf說。他說，其他配方，例如基于稀土和鎂的配方，不符合海軍的標(biāo)準(zhǔn)。
電鍍專家SurTec是海軍Cr（III）表面處理專利的另一個許可證持有者。“我們的大多數(shù)客戶已經(jīng)轉(zhuǎn)向基于三價(jià)的配方，”該公司全球銷售總監(jiān)Dieter Aichert說。“我們自己轉(zhuǎn)向提供三價(jià)化學(xué)品。對于我們和我們的客戶來說，這是確保工人健康和安全的一種方式。“
然而，對于基于Cr（VI）的涂層，例如用于平面外部，轉(zhuǎn)移技術(shù)的努力要少得多。海軍開發(fā)了Cr（III）處理的鋁顆粒，以取代環(huán)氧底漆中的六價(jià)鉻。海軍的“活性富鋁底漆”系統(tǒng)“在某些情況下相當(dāng)于Cr（VI）系統(tǒng)，有些則不然，而在其他情況下則更好，”Matzdorf說。
雖然Matzdorf表示海軍正在與六家被許可人合作，但這種富含鋁的技術(shù)尚未商業(yè)化。同時，涂料制造商一直在開發(fā)自己的替代腐蝕抑制底漆和涂料。
例如，阿克蘇諾貝爾公司已經(jīng)為外部航空航天底漆和涂料申請了鋰基腐蝕抑制技術(shù)，目前一些客戶正在使用它們。對于結(jié)構(gòu)應(yīng)用，Akzo表示客戶仍然依賴Cr（VI），盡管該公司正在開發(fā)替代品。
PPG采用Aerocron電沉積環(huán)氧底漆系統(tǒng)采用不同的方法。PPG全球航空涂料研發(fā)總監(jiān)Mehran Arbab表示，依靠專有的非鉻緩蝕劑，美國海岸警衛(wèi)隊(duì)正在使用Aerocron進(jìn)行零件維護(hù)。
在Aerocron系統(tǒng)中，將組件浸入處理槽中，然后在烘箱中固化，即使對于復(fù)雜的部件也能提供均勻的覆蓋。Arbab指出，這比手工施用的基于Cr（VI）的噴涂底漆更具優(yōu)勢。他說，Aerocron系統(tǒng)也不會造成與六價(jià)鉻相關(guān)的任何健康危害。
PPG和航空航天涂料行業(yè)的其他參與者都知道他們的工作已經(jīng)完成。海軍的Matzdorf說：“取代六價(jià)鉻存在很多障礙，一直存在的時間越長，變化就越難。” 但由于六價(jià)鉻使用帶來的危害，他說改變“是我們工作的一部分”。