一种镀锌电镀液及其制备方法和应用与流程

本技术涉及电镀，尤其是涉及一种镀锌电镀液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起光亮、防锈等作用的表面处理技术。镀锌原理，在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。镀锌液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、ph值缓冲剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。

2、ph值缓冲剂可调节电镀液的ph值，控制电极反应的速度和方向，调整离子的沉积速度，以保证镀层的均匀性和良好的附着力。ph值缓冲剂可以分为酸性缓冲剂、碱性缓冲剂和配位缓冲剂。从市场上看，酸性缓冲剂较受到欢迎，而酸性缓冲剂中需添加硼酸，且硼酸的添加量为20-50g/l，以稳定电镀液ph值在4.5-6之间，从而较好地保证镀锌层的均匀性，提高镀层的质量。

3、玩具表面常常需要镀锌，以增加其耐用性和防止金属表面生锈，所采用的电镀液一般是上述的含硼酸的电镀液。然而，欧盟发布了最新的《玩具安全指令》，对可迁移元素的限制从8种增加到了19种，新增了铝、硼、钴、铜、锰、镍、锡、锶和锌等九种迁移元素的限制，因而上述的含硼酸的电镀液无法满足欧盟的这个指令要求，因此，亟需一种不添加硼酸的酸性镀锌电镀液。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种不添加硼酸且可较好地保证镀锌层厚度的均匀性和镀锌层光泽度的酸性镀锌电镀液，本技术提供一种镀锌电镀液及其制备方法和应用。

2、一方面，本技术提供的一种镀锌电镀液，包括：基础液、缓冲液、柔软剂和光亮剂，所述基础液、所述缓冲液、所述柔软剂和所述光亮剂的体积比为900：（40-60）：（30-40）：（0.5-2）；

3、所述基础液由包括氯化锌和氯化钾的水溶液制成；

4、所述缓冲液由包括磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂的水溶液制成，所述

5、酸性添加剂包括丁二酸、α-氨基丁酸、甘氨酸和马来酸酐中的至少一种；

6、所述柔软剂由包括苯甲酸钠和对甲苯磺酸钠的水溶液制成；

7、所述光亮剂由包括乙二醇单丁醚和异丙苯磺酸钠的水溶液制成。

8、通过采用上述技术方案，本技术将基础液、缓冲液、柔软剂和光亮剂按照特定的比例进行复配，所制得的镀锌电镀液既满足无硼的要求，且可保证镀锌层厚度的均匀性和镀锌层的光泽度。本技术以氯化锌作为主盐，氯化钾作为导电盐，并以磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂的水溶液作为缓冲液，添加柔软剂和光亮剂，制得镀锌电镀液稳定，镀锌层厚度均匀且镀锌层光亮。

9、本技术摒弃了现有的硼酸水溶液作为缓冲液，而采用无硼的缓冲液，即以磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂的水溶液作为缓冲液，且缓冲液须与基础液等其他成分按照特定的配比混合，才能保证镀锌层厚度的均匀性和镀锌层的光泽度。

10、可选的，所述缓冲液中，磺化聚乙烯亚胺由包括聚乙烯亚胺和氨基磺酸制备而成。

11、可选的，所述缓冲液中，磺化聚乙烯亚胺的浓度为80-90g/l，酸性添加剂的浓度为85g/l。

12、通过采用上述技术方案，本技术的磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂按照特定的比例复配，在保证镀层光泽度的同时，还可改善镀锌层厚度的均匀性。

13、所述缓冲液中，磺化聚乙烯亚胺的浓度为85g/l，酸性添加剂的浓度为85g/l。

14、通过采用上述技术方案，本技术进一步优化磺化聚乙烯亚胺的浓度和酸性添加剂的浓度，可进一步改善镀锌层厚度的均匀性。

15、可选的，所述缓冲液的原料还包括表面活性剂，且所述缓冲液中，表面活性剂的浓度为4.0-5.5g/l。

16、可选的，所述柔软剂的原料还包括磺化乙烯共聚物乳浊液，且所述柔软剂中，磺化乙烯共聚物乳浊液的浓度为100-150g/l。

17、通过采用上述技术方案，本技术在柔软剂的原料中增加磺化乙烯共聚物乳浊液，可较好地保证镀锌层厚度的均匀性和光泽度。

18、可选的，所述磺化乙烯共聚物乳浊液由包括乙烯共聚物乳浊液和氨基磺酸制备而成。

19、可选的，所述光亮剂的原料还包括磺化乙烯共聚物乳浊液，所述光亮剂中，磺化乙烯共聚物乳浊液的浓度为80-120g/l。

20、第二方面，本技术提供了上述镀锌电镀液的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、将磺化聚乙烯亚胺加入水中，再加入酸性添加剂和表面活性剂，充分搅拌后，制得缓冲液，备用；

22、s2、制备基础液、柔软剂和光亮剂，备用；

23、s3、将步骤s1制得的缓冲液与步骤s2制得的基础液、柔软剂和光亮剂按照配比混合，制得所述镀锌电镀液。

24、第三方面，本技术提供了上述镀锌电镀液应用在滚镀锌或挂镀锌领域的镀锌层。

25、通过采用上述技术方案，本技术所制得的镀锌电镀液适用于滚镀和对电流密度要求宽广的挂镀生产。

26、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

27、1. 本技术将基础液、缓冲液、柔软剂和光亮剂按照特定的比例进行复配，所制得的镀锌电镀液既满足无硼的要求，且可保证镀锌层厚度的均匀性和光泽度。

28、2.本技术以氯化锌作为主盐，氯化钾作为导电盐，并以磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂的水溶液作为缓冲液，添加柔软剂和光亮剂，制得镀锌电镀液稳定，镀锌层均匀且光亮。

29、3. 本技术摒弃了现有的硼酸水溶液作为缓冲液，而采用无硼的缓冲液，即以磺化聚乙烯亚胺和酸性添加剂的水溶液作为缓冲液，且缓冲液须与基础液等其他成分按照特定的配比混合，才能较好地保证镀锌层厚度的均匀性和光泽度。

30、具体实施方式

31、以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。

32、原料说明

33、氯化锌，cas编号7646-85-7，纯度98%，20℃的水溶性为395g/l；

34、氯化钾，cas编号7447-40-7，纯度98%，20℃的水溶性为342g/l；

35、纯水，cas编号9002-88-4，工业级；

36、聚乙烯亚胺，cas编号25987-06-8，分子式（c2h8n2）n.（c2h5n）n，分子量1800；

37、氨基磺酸，cas编号5329-14-6，分子式h3no3s；

38、无水乙醇，cas编号64-17-5，纯度99.5%；

39、丁二酸，cas编号110-15-6，纯度99%；

40、α-氨基丁酸，cas编号2835-81-6，纯度99%；

41、甘氨酸，cas编号56-40-6，纯度99%；

42、马来酸酐，cas编号108-31-6，纯度99.5%；

43、表面活性剂synfac 8120，milliken，纯度60%；

44、2-奈酚聚氧乙烯醚，cas编号35545-57-4，分子式c12h1202；

45、浓硫酸，重量份数为80%的硫酸水溶液；

46、苯甲酸钠，cas编号532-32-1，纯度98%；

47、对甲苯磺酸钠，cas编号657-84-1，纯度98%；

48、分散剂，巴斯夫tamol nn8906，纯度99%；

49、丙二醇嵌段聚醚l-62表面活性剂，cas编号9003-11-6，纯度99%；

50、烟酸，cas编号59-67-6，纯度99%；

51、甘氨酸，cas编号56-40-6，纯度99%；

52、乙二醇单丁醚，cas编号111-76-2，纯度≥99%；

53、邻氯苯甲醛，cas编号89-98-5，纯度99%；

54、异丙苯磺酸钠，cas编号28348-53-0，纯度90%；

55、hs1000硫二甘醇乙氧基化物，羟值（mg koh/g）113.7，有效成分含量99%，ph（1%水溶液）6.2；

56、乙烯共聚物乳浊液，巴斯夫lugalvan dc，固体含量20~22%；

57、硼酸，cas编号11113-50-1，纯度98.5%。