是否禁止使用六價鉻?

 點擊:1125     |      2019-06-09
是否禁止使用六價鉻?
      然而,在歐洲,禁止航空航天工業防腐蝕的主要武器 - 基于六價鉻的化合物,此外,美國職業安全與健康管理局承認Cr(VI)具有致癌性。
 
面對迫在眉睫的六價鉻禁令
1981年8月5日,一架波音737從臺灣的臺北松山機場起飛,機上有110人,離開地面14分鐘后,飛機遭受了爆炸性減壓并解體。沒有人幸免于難。
 
調查人員將此事件在很大程度上歸因于機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戰斗機墜毀事故部分歸咎于腐蝕。
 
這種失敗,非常罕見,強調了飛機腐蝕的危險性以及防腐表面處理的重要性。
六價鉻
 
然而,在歐洲,禁止航空航天工業防腐蝕的主要武器基于六價鉻的化合物,治療配方設計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,努力是一項挑戰。
 
Coventya,Lustre-On和SurTec等電鍍制造商以及PPG工業公司和阿克蘇諾貝爾公司等涂料制造商已經知道禁令即將到來,2013年,歐盟將一些六價鉻化合物列入一系列高度關注物質,將其歸類為致癌物質和致突變物。
 
因此,根據歐洲的化學品注冊,評估,授權和限制(REACH)規定,今年9月21日之后可能不再使用重鉻酸鈉等鍍鉻化學品。耐腐蝕涂料添加劑,如鉻酸鍶,日落日期為2019年1月。
 
軍用噴氣式飛機
 
此外,美國職業安全與健康管理局認為Cr(VI)具有致癌性。該機構對工人接觸鍍鉻浴蒸汽和鉻噴涂粉塵的嚴重限制也迫使美國轉向替代品。
 
“六價鉻化合物已經存在了90多年,”Coventya產品管理總監Brad Durkin說。他說,用不太知名的替代品取代特征鮮明的舊技術,特別是在關鍵應用中,并不容易。
 
因此,工業集團已向歐洲化學品管理局申請延長使用六價化合物用于日落之后的關鍵應用。該機構已批準通過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。


 
 
“六價鉻在成本和性能方面優于三價物種。”
- Lustre-On開發和技術副總裁Joe Ciejka
 
但Durkin指出,該機構的決定必須得到歐盟委員會的批準,而這種情況尚未發生。此外,如果開發出可接受的無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年以來已經引起關注,當時歐洲當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用(如起落架)的鍍鉻。

 
 
一種基于三價鉻的電鍍方法使用變化的電脈沖而不是穩定的電流。法拉第科技公司的創始人詹寧斯·泰勒于2004年開發了這項技術,并在2013年獲得了總統綠色化學獎。他說這個過程仍然沒有商業化。
 
Taylor正在與Coventya合作開發Cr(III)配方,該配方與Cr(VI)涂層的磨損特征和微觀結構相匹配。一旦完成,他希望在適應航空航天用途之前進行長時間的認證過程。
 
 
電鍍化學品供應商Lustre-On也開發了Cr(III)替代品,在大多數情況下可替代更危險的標準材料。但三價鉻不是一個完美的替代品。
 
“六價鉻在成本和性能方面優于三價物種,”Lustre-On開發和技術副總裁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20到40年。”
 
Lustre-On的一些表面處理技術基于美國海軍授權的專利。海軍開發了自己的Cr(III)配方,因為它需要保護維護人員,并且對現有的三價技術不滿意。

 
 
“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,”海軍航空系統司令部的高級材料工程師,海軍七項美國專利的主要發明人Craig Matzdorf說。他說,其他配方,例如基于稀土和鎂的配方,不符合海軍的標準。
 
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。“我們的大多數客戶已經轉向基于三價的配方,”該公司全球銷售總監Dieter Aichert說。“我們自己轉向提供三價化學品。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,轉移技術的努力要少得多。海軍開發了Cr(III)處理的鋁顆粒,以取代環氧底漆中的六價鉻。海軍的“活性富鋁底漆”系統“在某些情況下相當于Cr(VI)系統,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尚未商業化。同時,涂料制造商一直在開發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為外部航空航天底漆和涂料申請了鋰基腐蝕抑制技術,目前一些客戶正在使用它們。對于結構應用,Akzo表示客戶仍然依賴Cr(VI),盡管該公司正在開發替代品。
 
PPG采用Aerocron電沉積環氧底漆系統采用不同的方法。PPG全球航空涂料研發總監Mehran Arbab表示,依靠專有的非鉻緩蝕劑,美國海岸警衛隊正在使用Aerocron進行零件維護。
 
在Aerocron系統中,將組件浸入處理槽中,然后在烘箱中固化,即使對于復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)的噴涂底漆更具優勢。他說,Aerocron系統也不會造成與六價鉻相關的任何健康危害。
 
PPG和航空航天涂料行業的其他參與者都知道他們的工作已經完成。海軍的Matzdorf說:“取代六價鉻存在很多障礙,一直存在的時間越長,變化就越難。” 但由于六價鉻使用帶來的危害,他說改變“是我們工作的一部分”。