专利名称：热浸镀用无铵盐助镀剂及其制备和使用工艺方法
技术领域：
本发明提出一种热浸镀专用的助镀剂及使用方法，属于钢铁材料的表面镀覆工 艺技术领域。
背景技术：
助镀就是将酸洗后的钢铁制件再浸入一定成分的氯化锌铵助镀液中，提出后在 制件表面形成一层薄的氯化锌铵盐膜的过程。助镀工序对钢铁制件表面起到清洁的 作用，去除酸洗清洗后残留在制件表面的铁盐或氧化物，使钢铁制件在进入锌浴时 具有更大的表面活性。在钢铁制件表面沉积上一层盐膜，可防止钢铁制件从助镀池 到进入锌锅这一段时间内在空气中锈蚀。当助镀处理过的钢铁制件浸入锌液时，钢 铁制件表面的助镀液盐膜中的氯化铵会在较高温度下分解成氨气和氯化氢气体，此 时氯化氢对钢基体的侵蚀占了主导，使钢基体表面不能形成氧化物，保持钢基体的 活化状态。故在传统的热浸镀锌用助镀剂中均含有一定含量的氯化铵。
氯化锌+氯化铵助镀液已被热浸镀锌企业广泛采用，但在使用过程中，助镀后 钢铁制件表面形成氯化锌氨盐膜，由于盐膜中的氯化氨分解温度低，远低于常规热
浸镀锌纟显度45(TC。故浸镀时氯化氨受热分解会形成氨气和氯化氢气体，这两种气 #^锌纟谷的上方又可以结合成微米级或纳米级晶体颗粒，导致锌、浴上方产生大量的 烟尘，影响镀锌工艺的操作环境和周边生态环境。
对于热浸镀锌过程因助镀后浸镀时产生的大量烟尘，国内大多数企业并未采用 适当措施进行处理。而在欧美国家，普遍采用了烟尘收集过滤处理的方式，将所产 生的烟尘,抽气系统收集后在过滤器中进行处理。这种烟尘收集处理系统设备庞 大、运行能耗较高，可将75% 95%的烟尘抽取并去除，较夂 {氏改善了镀锌操作环 境。
为了免去庞大的吸烟过滤系统及因运行此系统所造成的巨大能耗,开发无氯铵助镀剂无疑有着巨大的应用前景，但研究的成果并不多，目前已开发出了氯化锌、
氯化钾(氯化钠)系、铜/锡系、植酸锌系等。如，中国专利(CN 101122000A)中 发明了一种热镀锌用植酸盐助镀剂，助镀剂由植酸锌、硼砂、氟化钠、柠檬酸、草酸、 盐酸胼组成，助镀剂中不含有氯化铵，有利于工作环境的改善；又如，中国专利(CN 101328568A)中发明了热浸镀用多功能助镀剂添加剂，将由季铵根阳离子表面活性 剂和聚氧乙烯基非离子表面活性剂组成的添加剂添加到由氟化钠、氟化铝、氯化锌、 氯化铵、锆氟酸钾、氟化钾、氯化钠组成的助镀齐忡改善热浸镀鋅、热浸镀锌一铝 时助镀效果。这些助镀剂并没有将氯化铵完全去掉，只是添加氟化物或稀土盐改善热 浸镀锌 一 铝时的助镀效果;或以氯化钾或氯化钠完全代替氯化铵，虽然减少了烟尘， 但助镀效果并不理想，容易产生漏镀。为此，研究一种新型的无氯化铵的助镀剂，在 满足助镀效果盼瞎况下减少烟尘，改善工作环i竟，是热浸镀锌技术领域迫切需要解决 的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热浸镀用无铵盐助镀剂及其制备和使用工艺方法，其 助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀时烟尘的产生，减小对环境的污染，改 善工作环境。
本发明热浸镀用无铵盐的助镀剂技术方案为助镀剂水溶液由氯化锌、氯化钠、
非离子型表面活性剂和全氟碳型表面活性剂组成；配比组成为氯化锌80 350 g/L， 氯化钠30 100 g/L，非离子型表面活性剂2 4 g/L，全氟碳表面活性剂0.1 2 g/L， 其余为水。
所述助镀剂水溶液中的全氟碳型表面活性剂是不含有铵根离子的阳离子型、阴 离子型和非离子型；助镀剂水溶液中的非离子型表面活性剂是椰子油酸烷醇酰胺、或 脂肪酸烷醇醐安、離醇醐安磷酸脂。
采用无铵盐助镀剂进行热浸镀使用工艺是先将除油、除锈后的钢铁制品浸入 无铵盐的助镀剂中助镀处理，MJt控制在40。C 80。C范围内，然后在40。C 140。C温度下干燥或烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再浸入熔融锌液中进行热浸镀。
助镀时助镀液的Mit最佳为6(TC-7(TC。 助镀后钢铁之间的烘干^^最佳为70°C-110°C。
本发明的优点在于助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀时烟尘的产生， 减小对环境的污染，改善工作环境。
具体实施例方式
以下结合实例对本发明作进一步详述。
本发明助镀剂水溶液由氯化锌、氯化钠、非离子型表面活性剂(椰子油酸烷醇酰 胺、或脂肪酸烷醇酉划安、，醇mi安磷酸脂)和全氟碳型表面活性剂组成；酉己比组成 为氯化锌80 350 g/L，氯化钠30 100g/L，非离子型表面活性剂(椰子油酸^烷醇 酉爐、或脂肪酸烷醇酰胺、或烷醇,磷酸脂)2 4g/L，全氟碳表面活性剂0.卜2 g/L，其余为水。使用本发明进行热浸镀时先将除油、除锈后的钢铁制品浸入无铵 盐的助镀剂中助镀处理，温度控帝依40。C 8(TC范围内，然后在4(TC 14(TC温度下
干燥鄉干，使其表面附着一层均匀的助镀齐鹏，再mx熔融锌液中进行热浸镀。本
发明目的在于克服现有技术的不足，M:添加氟碳、非离子型表面活性剂(椰子油酸 烷醇酉划安、或脂肪^^烷醇^M安、或烷醇酉划安磷酸脂)在保证助镀效果的前提下将传统 助镀剂中氯化铵完全去除。其优点在于助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀 锌时锌浴表面产生的烟尘，且助镀过程操作简单。
上述无铵盐助镀剂中复合表面活性剂中的氟碳表面活性剂的特征为氟碳表面活 性剂的制备过程是将碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分用氟原子取代， 即氟,代替了碳氢链。氟碳表面活性齐何以为阳离子型、阴离子型或非离子型，但 表面活性剂中不能含有铵根离子。
上述无铵盐助镀剂的助镀工艺为先将除油、除锈后的钢铁制品浸入无铵盐的助 镀剂中助镀处理，鹏控制在40。C 80。C范围内，然后在40。C 140。C温度下干燥或 烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再^A熔融锌或锌铝合金液中进行热mf度。 助镀液的温度控制为40。C 8(TC，若温度低于40。C，复合表面活性剂溶解不彻底，影响助镀效果；若温度高于80°C,复合表面活性剂溶解彻底，影响助镀效果，但助 镀剂挥发过快，助镀池中助镀液成分不易控制。钢铁制件助镀后的烘干温度为40°C 140°C，烘干温度不宜超过140°C，否则因钢铁制件表面的助镀剂盐膜部分失效造成 漏镀；当烘干温度低于4(TC时，需要长时间烘干，否则烘干不彻底且易引起助镀剂 盐膜中氯化锌吸潮造成爆锌。
实施例1:取氟碳表面活性剂如全氟辛基磺酸钾1 Kg,椰子油酸烷醇酉划安20Kg， 氯化锌800Kg，氯化钠300Kg， 10000L自来水配成助镀剂溶液，充分搅拌均匀，将 助镀液加热到40。C。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长400 mm的75X75X6角 钢480Kg MA助镀液中，角钢从助镀液中提出后在温度40。C烘床上烘干22min，然 后角钢浸入锌浴中镀锌，浸入时锌液表面仅有少量烟尘产生，浸镀lmin后角钢从锌 液中提出经水浴冷却后，发现角钢表面无漏镀3im，镀层色泽均匀。
实施例2:取氟碳表面活性剂如N—丙g氟辛基磺酰基季胺碘化物20Kg，月旨肪 酸烷醇酰胺40Kg，氯化锌3500Kg，氯化钠1000Kg， 10000L自来水配成助镀剂溶 液，充分搅拌均匀，将助镀液加热到7(TC。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长400 mm的75X75X8角钢600 Kg mX助镀液中，角钢从助镀液中提出后在温度140°C 烘床上烘干5min，然后角钢mA锌浴中镀锌，mA时锌液表面仅有少量烟尘产生， 浸镀lmin后角钢从锌液中提出经水浴冷却后，发现角钢表面无漏镀现象，镀层色泽 均匀。
实施例3:取氟碳表面活性剂如N—甲基全氟辛基磺酰基氨基乙醇12Kg，垸 醇酉爐磷酸月旨60Kg，氯化锌2400Kg，氯化钠1600Kg， 20000 L自来水配成助镀剂 溶液，充分搅拌均匀，将助镀液加热到8(TC。将经过脱脂、酸洗除锈、漂洗过的长 360mm的50X50X4角钢880 Kg浸A^]镀液中，角钢从助镀液中提出后在温度110 。C烘床上烘干5 min，然后角钢浸入锌浴中镀锌，浸入时锌液表面产生的烟尘量甚少， 浸镀lmin后角钢从锌液中提出经水浴冷却后，发现角钢表面无漏镀现象，镀层色泽 均匀。
权利要求
1.一种热浸镀用无铵盐的助镀剂，其特征在于助镀剂水溶液由氯化锌、氯化钠、非离子型表面活性剂和全氟碳型表面活性剂组成；配比组成为氯化锌80～350g/L，氯化钠30～100g/L，非离子型表面活性剂2～4g/L，全氟碳表面活性剂0.1～2g/L，其余为水。
2. 根据权利要求1所述的热浸镀用无铵盐的助镀剂，其特征在于所述助镀剂 水溶液中的全氟碳型表面活性剂是不含有铵根离子的阳离子型、阴离子型和非离子 型；助镀剂水溶液中的非离子型^面活性剂是椰子油酸烷醇酰胺、或脂肪酸烷醇酰 胺、或烷醇醐安磷酸脂。
3. 根据权利要求1所述的热浸镀用无铵盐的助镀剂及其制备和使用工艺方法， 其特征在于采用无铵盐助镀剂进行热浸镀使用工艺是先将除油、除锈后的钢铁制 品浸入无铵盐的助镀剂中助镀处理，温度控帝赃4(TC 8(TC范围内，然后在40。C 14(TC温度下干燥或烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再浸入熔融锌液中 进行热浸镀。
4. 根据权利要求3所述的无铵盐的助镀剂，其特征在于助镀时助镀液的纟鹏 最佳为60°C-70°C。
5. 根据权利要求3或4所述的无铵盐的助镀剂，其特征在于助镀后钢铁之间 的烘干温度最佳为70°C-110°C。
全文摘要
本发明提供一种用于热浸镀锌的无铵盐的助镀剂及其制备和使用工艺方法，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。其技术方案是助镀剂水溶液的组分由氯化锌、氯化钠、非离子型表面活性剂(椰子油酸烷醇酰胺、或脂肪酸烷醇酰胺、或烷醇酰胺磷酸脂)和全氟碳型表面活性剂组成，配比组成为氯化锌80～350g/L，氯化钠30～100g/L，非离子型表面活性剂(椰子油酸烷醇酰胺、或脂肪酸烷醇酰胺、或烷醇酰胺磷酸脂)2～4g/L，全氟碳表面活性剂0.1～2g/L，其余为水。使用无铵盐助镀剂进行热浸镀时先将除油、除锈后的钢铁制品浸入无铵盐的助镀剂中助镀处理，温度控制在40℃～80℃范围内，然后在40℃～140℃温度下干燥或烘干，使其表面附着一层均匀的助镀剂膜，再浸入熔融锌液中进行热浸镀。本发明的优点在于助镀剂组分中无铵盐加入可大幅度降低热浸镀时烟尘的产生，减小对环境的污染，改善工作环境。
文档编号C23C2/06GK101575692SQ200910094499
公开日2009年11月11日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者何明奕, 吴备军, 桑琴华, 王胜民, 范立义, 赵晓军, 赵月华 申请人:常熟市铁塔有限公司;昆明理工大学