一种新型热镀锌助镀剂及其使用方法与流程

文档序号:20917061发布日期:2020-05-29 13:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热镀锌用助镀剂,其特征在于:以氯化锌、氯化钾、氟化镍、钝化剂、除氧剂、络合剂、助镀膜厚度控制剂和水为组分,配制成助镀剂;每1l(升)助镀剂中,含各组分重量配比如下:氯化锌50-100g,氯化钾10-40g,氟化镍5-30g,钝化剂0.05-0.50g,除氧剂0.5-2.0g,络合剂0.5-1.0g,助镀膜厚度控制剂0.2-1.0g,其余为水;配制方法为:先向搅拌釜中加入500g水,开启搅拌器,依次加入其他组分,搅拌15分钟使各组分完全溶解,然后再加水,使溶液总量为1升,形成助镀剂。

2.如权利要求1所述的热镀锌用助镀剂,其特征在于:所述的氟化物为氟化镍;所述钝化剂是一种吉米奇(gemini)季铵盐阳离子表面活性剂,分子中具有两个疏水基和两个亲水基,亲水基依靠联接基团通过化学键而联接,利用双季铵盐与带负电的铁基体形成螯合型吸附,在中间连接基的化学键作用下,避免了采用单季铵盐时分子间相互静电排斥的问题,保证吸附分子之间的紧密排列;所述除氧剂为水合肼、肼及肼盐、羟胺及其盐、硼氢化钠、六次甲基四胺中的至少一种;所述络合剂为柠檬酸及其盐、洒石酸及其盐的至少一种,利用络合剂与fe2+离子形成络合物,防止铁氧化物在钢铁基体表面的沉积;所述助镀膜厚度控制剂为全氟丁基三甲基季铵碘、fci-2中至少一种。

3.如权利要求2所述的热镀锌用助镀剂,其特征在于:所述的吉米奇(gemini)季铵盐阳离子表面活性剂具有如下分子结构:cl-[cmh2m+1(ch3)2n+(ch2)nn+(ch3)2cmh2m+1]cl-,记做gemini-m-n-m,其中,m=12-18;n=2-6。

4.如权利要求2所述的热镀锌用助镀剂,其特征在于:所述的助镀膜厚度控制剂的全氟丁基三甲基季铵碘的分子结构为c4f9n(ch3)3i;fci-2的分子结构为:f[cf(cf3)cf2o]2cf(cf3)conh(ch2)3n(c2h5)2ch3i。

5.如权利要求1所述的热镀锌用助镀剂,其特征在于:所述的助镀剂的ph值控制在2-4。

6.如权利要求1所述的热镀锌用助镀剂,其特征在于:所述的助镀剂使用温度控制在65-85℃。

7.一种使用上述热镀锌用助镀剂的使用方法,是将待镀锌件除油、除锈、水洗后浸入以氯化锌、氯化钾、氟化镍、钝化剂、除氧剂、络合剂、助镀膜厚度控制剂和水组成的助镀剂溶液中,浸泡3-6分钟,然后取出置于空气中,自然干燥5-15分钟后进行镀锌。

8.如权利要求7所述的助镀方法,其特征在于:所述的助镀剂溶液的ph值控制在2-4。

9.如权利要求7所述的助镀方法,其特征在于:所述的助镀剂溶液浸泡温度控制在65-85℃。

10.如权利要求7所述的助镀方法,其特征在于:所述的进行镀锌是通过助镀剂中的氯化锌、氯化钾、氟化镍、钝化剂、除氧剂、络合剂、助镀膜厚度控制剂改善待镀锌钢铁材料的表面状况,提高镀锌质量,其中:

采用除氧剂,利用除氧剂的强还原性,能清除助镀剂中的氧,大幅度减少了助镀剂膜中氧含量,并能在镀锌的高温下分解成还原性气氛,防止钢铁基体的高温氧化;

再配合使用钝化剂,在钢铁基体上形成一层相当于金属钝化膜的致密吸附膜,高效阻隔氧分子向钢铁基体表面的渗透扩散;所述钝化剂是一种吉米奇(gemini)季铵盐阳离子表面活性剂,分子中具有两个疏水基和两个亲水基,亲水基依靠联接基团通过化学键而联接;利用双季铵盐与带负电的铁基体形成螯合型吸附,在中间连接基的化学键作用下,避免了采用单季铵盐时分子间相互静电排斥的问题,保证吸附分子之间的紧密排列;

然后使用络合剂,配合弱酸性环境,利用络合剂与fe2+离子形成络合物,使本来就极少量的铁离子,形成络合物存在于助镀膜中,不至于形成铁氧化物沉积于钢铁基体表面而形成漏镀;

以氯化钾为镀膜增强剂,促进助镀剂膜的干燥,氯化钾随着助镀剂膜中水分的挥发而析出大量细小晶体,成为膜层的坚硬固定点,防止助镀膜在干燥过程中因表面张力增大而收缩,出现膜层破裂,形成无助镀膜的钢基体;

以氟化镍为氧化铝溶解剂及镀锌层厚度控制剂,一是利用氟离子能与氧化铝反应形成六氟铝酸盐,使液态锌表面的坚硬氧化铝膜破裂,保证液态锌对钢基体的润湿作用不受阻碍;二是利用镍离子能被锌还原为单质镍,镍锌化合物吸附在镀锌层的ζ相与η相之间,阻碍锌铁原子的相互扩散,减慢铁锌反应;

以c4以下氟碳链表面活性剂为助镀膜厚度控制剂,利用氟碳表面活性剂水溶液表面张力低的特点,能减小助镀剂与钢铁基体间的润湿角,使助镀剂膜层变薄,且c4以下氟碳链表面活性剂基本没有生物积累性,属于环保型助剂;

在助镀剂制作和使用过程中,控制ph值为2-4,是因为弱酸性环境有利于防止铁氧化物沉积于钢铁基体表面,并强化助镀剂对基体表面的活化作用;控制温度在65-85℃,是利用助镀剂对钢铁材料进行加热,使助镀剂膜在不需要烘干的条件下能利用钢铁基体自身的热量挥发水分;控制助镀时间3-6分钟,一是让钢铁基材有足够的时间从助镀剂中吸收热量,二是使助镀剂中的活性成分与钢铁表面有充分的时间进行吸附反应;以此提高助镀剂效果。


技术总结
一种新型热镀锌助镀剂及其使用方法,以氯化锌、氯化钾、氟化镍、钝化剂、除氧剂、络合剂、助镀膜厚度控制剂和水为组分,配制成助镀剂;每1L(升)助镀剂中,含各组分重量配比如下:氯化锌50‑100g,氯化钾10‑40g,氟化镍5‑30g,钝化剂0.05‑0.50g,除氧剂0.5‑2.0g,络合剂0.5‑1.0g,助镀膜厚度控制剂0.2‑1.0g,其余为水;将上述组分混合配制成1升溶液,形成助镀剂。本发明通过助镀剂的各组分及工艺条件的协同作用,达到良好的助镀效果;在使用中不需加热干燥,用量仅氯化锌铵助镀剂的一半以下,烟雾少,且解决了镀锌层超厚的难题,镀锌层表面光洁、不漏镀,成本低、质量好。

技术研发人员:周林;李实秾;周业翔
受保护的技术使用者:湖南创林新材料科技有限公司
技术研发日:2019.12.18
技术公布日:2020.05.29
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