一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]电镀锌的种类有很多，根据有关文献记载，应用于生产实践的就达十几种。目前国内生产上常用的电镀锌溶液主要有4种，氰化镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌。
[0003]氰化镀锌有很多优点，如镀层结晶细致、电镀液分散能力和覆盖能力好、活化能力及抗杂质能力强，镀层厚度达30微米仍然能与基体保持良好的结合力，而且脆性较小等。但氰化镀锌的缺点也是众所周知的。氰化钠是剧毒物质，人只要服下0.3g就会有生命危险。电镀过程中还有含氰气雾逸出，吸入人体后会造成慢性中毒。电镀废水如处理不彻底，排入江河后对水体危害性极大。我国有关部委于2006年底就已下达指令，除少数特殊产品需要经过特别批准外，其余一律不能采用氰化镀锌工艺。
[0004]锌酸盐镀锌镀层晶格结构为柱状，结晶细密，光泽、耐蚀性较好，适合彩色钝化。镀液的分散能力和深镀能力接近于氰化镀液，适合于形状复杂的零件电镀，而且镀液稳定，操作维护方便，对设备无腐蚀性，可与氰化镀锌一样采用钢板制作镀槽，其综合经济效益好，但锌酸盐镀锌沉积速度慢，温度范围窄(通常不高于40°C )，镀层超过15微米时有脆性，镀铸铁件较难。另外，锌酸盐镀锌工艺的成功与质量的好坏关键在于添加剂。
[0005]氯化物镀锌液为单盐镀液，废水易处理，镀层的光亮性和整平性优于其他镀锌工艺，镀件适合于白色钝化，另外镀液的阴极电流效率可达95%以上，沉积速度快，且能在高碳钢、锻铸件上镀锌，此点比氰化镀锌和锌酸盐镀锌具有明显优势。由于近年来氯化物镀锌添加剂的开发进展显著，此工艺的分散能力和深镀能力已于锌酸盐镀锌相当。
[0006]硫酸盐镀锌配方简单，成本低廉，可采用较大电流密度和镀后一般不进行钝化处理等优点，但由于镀液为单盐电镀，分散能力和深镀差，镀层结晶粗糙。此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零部件)。为改善镀液性能，细化结晶，常加入明胶、糊精等分子量较大的物质，但镀层易发黄，耐蚀性下降。近年来开发了由芳香醛或芳香酮、聚醚化合物以及含苯环的脂肪酸、含氮杂环化合物的电镀添加剂，使镀层外观光亮、结晶细致、色泽银白。但该镀液的PH值较低，有的还有氮化物，所以对设备有腐蚀性。
[0007]鉴于目前锌酸盐镀锌占比较高，为解决其沉积速度慢、温度范围窄(通常不高于40°C)、镀层超过15微米时有脆性及锻铸件较难电镀等难题，研发一种新型添加剂已成为当务之急。因为锌酸盐镀锌工艺的成功与质量的好坏关键在于添加剂。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种碱性无氰镀锌剂，该碱性无氰镀锌剂可以在锌酸盐镀锌中，使其沉积速度提高一倍，镀层表面结晶细致、光亮；提高镀液耐温性，40°C以上仍能得到银白光亮的镀层；提高镀层耐蚀性能，中性盐雾试验可达130小时以上；提高镀层结合力，镀层超过15微米无脆性，20(TC烘烤不起泡；使生铁铸件能直接镀锌。
[0009]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
一种碱性无氰镀锌剂，包括以下百分比的物质: pH调节剂I?15%
电流稳定剂70?90%
走位剂I?10%
络合剂I?20%。
[0010]作为优选的技术方案，所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。
[0011]作为优选的技术方案，所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化锌、氯化铵、碘化钠的一种或两种以上的混合物。
[0012]作为优选的技术方案，所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。
[0013]作为优选的技术方案，所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。
[0014]作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂为细微颗粒及粉末状物质。
[0015]一种碱性无氰镀锌剂的使用方法，包括以下用量及步骤:
O取碱性无氰镀锌剂20?50g/l ；
2)将步骤I)所取的碱性无氰镀锌剂用电镀溶液溶解彻底；
3)将步骤2)所得到的碱性无氰镀锌剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀。
[0016]作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂应用于锌酸盐镀锌，其M比值为10左右，即氧化锌与氢氧化钠的比例为1:10左右。
[0017]作为优选的技术方案，电镀槽内的电流密度为:0.5?7A/dm2。
[0018]作为优选的技术方案，电镀槽中的阳极与阴极的面积比为:1:1?2:1。
[0019]作为优选的技术方案，电镀槽中的阳极的锌板(99.9%)与铁板的比为1:2。
[0020]作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂应用于锌酸盐镀锌，既可以用于挂镀，也可以用于滚镀；还可以用于氰化镀锌中替代氰化钠。
[0021]本发明的有益效果是:使用本发明碱性无氰镀锌剂无需改变原有的锌酸盐镀锌工艺，解决了现有锌酸盐镀锌工艺中一直存在的诸多不足，使锌酸盐镀锌达到和超过了氰化镀锌，且环保、无毒，废水容易处理。其突出特点为:
①导电性能超常，故而电流效率高，沉积速度能提高一倍左右，而且镀层结晶细致、光見；
②镀液耐温性能好，40°C以上仍能得到银白光亮的镀层；
③镀层耐蚀性能大幅提高，中性盐雾试验可达130小时以上；
④镀层结合力好，镀层超过15微米无脆性，20(TC烘烤不起泡；
⑤生铁铸件可直接镀锌；
⑥分散能力和覆盖能力达到和超过氰化镀锌；
⑦环保、无毒，废水容易处理。
[0022]本发明填补了国内空白，使锌酸盐镀锌的工艺与质量有了质的飞跃，镀液稳定，易于维护，完全可与氰化镀锌相媲美，且成本远低于氰化镀锌，给电镀企业带来了实实在在的效益。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0024]实施例1
配制100kg碱性无氰镀锌剂，取碳酸钠30kg、碳酸钾40kg、氯化钾500kg、氯化钠300kg、酒石酸钠15kg、乙醇酸15kg、葡萄糖酸钠100kg，将以上各成分充分混合，按20g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均勾，其M比值为1:10左右；将电流密度设为IA/ dm2，阳极与阴极比为1.5:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、15微米无脆性，200°C烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
[0025]实施例2
配制100kg碱性无氰镀锌剂，取氢氧化钠50kg、柠檬酸钠30kg、氯化钾400kg、氯化铵200kg、碘化钠180kg、苯甲酸钠20kg、草酸钾30kg、植酸钠50kg、酒石酸钾钠40kg，将以上各成分充分混合，按25g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均勾，其M比值为1:10左右；将电流密度设为2A/ dm2，阳极与阴极比为1.8:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、18微米无脆性，200°C烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
[0026]实施例3
配制100kg碱性无氰镀锌剂，碳酸钠60kg、梓檬酸钾60kg、氯化钾700kg、酒石酸钠30kg、苯甲酸钠30kg、草酸钾30kg、植酸钠20kg、酒石酸钾钠30kg、乙醇酸40kg，将以上各成分充分混合，按30g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均勾，其M比值为1:10左右；将电流密度设为IA/ dm2，阳极与阴极比为1.5:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、20微米无脆性，200°C烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
[0027]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种碱性无氰镀锌剂，其特征在于:包括以下百分比的物质: pH调节剂I?15% 电流稳定剂70?90% 走位剂I?10% 络合剂I?20%。2.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于:所述PH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于:所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化锌、氯化铵、碘化钠的一种或两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于:所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于:所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。6.一种如权利要求1?5中任一项所述的碱性无氰镀锌剂的使用方法，其特征在于，包括以下用量及步骤: O取碱性无氰镀锌剂20?50g/l ； 2)将步骤I)所取的碱性无氰镀锌剂用电镀溶液溶解彻底； 3)将步骤2)所得到的碱性无氰镀锌剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀。7.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于:电镀槽内的电流密度为:0.5?7A/dm2。8.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于:电镀槽中的阳极与阴极的面积比为:1:1?2:1。9.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于:电镀槽中的阳极的锌板(99.9%)与铁板的比为1:2。
【专利摘要】本发明公开了一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法，包括以下百分比的物质：pH调节剂1～15%、电流稳定剂70～90%、走位剂1～10%、络合剂；1～20%；该碱性无氰镀锌剂可以在锌酸盐镀锌中，使其沉积速度提高一倍，镀层表面结晶细致、光亮；提高镀液耐温性，40℃以上仍能得到银白光亮的镀层；提高镀层耐蚀性能，中性盐雾试验可达130小时以上；提高镀层结合力，镀层超过15微米无脆性，200℃烘烤不起泡；使生铁铸件能直接镀锌。
【IPC分类】C25D3/22
【公开号】CN104911645
【申请号】CN201510414747
【发明人】钱宏彬
【申请人】钱宏彬
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月15日