CN104164686B - 酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法 - Google Patents

酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法，该添加剂的组分及其重量百分比含量如下：10～90％的长链烷烃苯磺酸盐或/和杂环有机胺；10～90％的水或/和乙醇。本添加剂提高了镀锌层的光亮度和平整度，具有很好的分散能力和覆盖能力，在酸性镀液中加入该添加剂，能在较宽的温度范围和较大的电流密度范围内获得高表面性能的电镀锌层，提高了镀锌工艺的均镀能力，同时也降低了酸性镀液对电镀锌设备的腐蚀；本发明的添加剂具有用量少、效率高、无毒无异味，完全水溶，适用范围广等优点；该添加剂的应用方法简单，直接向酸性电镀锌镀液中添加50～1000ppm本添加剂进行电镀锌，即可获得表面性能好，镀层内应力小，耐蚀性高的电镀锌层，而且处理时间短。

Description

酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及电镀技术，具体地指一种酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法。
背景技术
酸性硫酸盐镀锌工艺从20世纪80年代后在我国电镀锌工业领域得到迅速发展，该工艺具有镀液流速快，电流效率高，镀液成分简单，污水处理容易等优点，但在酸性镀液中镀锌，存在均镀能力差；温度范围窄，一般在60℃范围内；且酸性镀液对设备具有腐蚀性的问题。
一般在电镀生产中，能否获得高光亮，均匀细致平滑的镀锌层，添加剂的使用十分重要，但目前，对酸性电镀锌添加剂的研发和使用还处于初级阶段，现有酸性电镀工艺中，镀液中几乎不使用添加剂，因此开展酸性电镀锌镀液中添加剂的研究，并开发出经济有效的添加剂具有十分重要的意义。
在有关电镀锌镀液添加剂的报道中，一种锌及锌铁合金光亮剂(申请号：CN201110290891.5)，该光亮剂主要用于制备钢铁零件、线材、带材、管材表面快速镀锌及锌铁合金的添加剂，其主要成分包括：苯亚甲基丙酮、苯甲酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、烟酸及亚甲基双荼磺酸钠等物质，该光亮剂温度范围窄，而且对酸性镀液没有缓作用；一种光亮耐蚀性锌铁合金电镀工艺(申请号CN200910038328.1)，该工艺在锌酸盐镀液中加入络合剂和亚铁离子，锌铁合金镀液组成为：氧化锌、氢氧化钠、三乙醇胺、硫酸亚铁、二甲胺与环氧氯丙烷的合成物、乙二胺四乙酸、香草醛、十二烷基磺酸钠及锌粉，该工艺不能解决在酸性镀液中镀锌存在的温度范围和电流密度范围窄的问题；一种锌及锌铁合金电镀光亮剂(申请号 CN200710065899.5)，主要用作钢铁零件表面电镀锌及锌铁合金的添加剂，该电镀光亮剂是由苄叉丙酮、表面活性剂(包括非离子型表面活性剂与离子型表面活性剂)、高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物、乙醇及水组成的水溶液，非离子型表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化剂中的任一种，离子型表面活性剂是十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的任一种，该光亮剂温度范围窄，而且对酸性镀液没有缓作用。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种酸性电镀锌镀液添加剂及其应用方法，该添加剂能使得酸性电镀锌镀液在较宽的温度范围、较大的电流密度范围内获得高表面性能的电镀锌层。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种酸性电镀锌镀液添加剂，该添加剂的组分及其重量百分比含量如下：
长链烷烃苯磺酸盐或/和杂环有机胺 10～90％；
水或/和乙醇 10～90％。
进一步地，所述长链烷烃苯磺酸盐与杂环有机胺的重量配比为1：9～9：1。
进一步地，所述长链烷烃苯磺酸盐为十烷基苯磺酸钠盐、十一烷基苯磺酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠盐、十三烷基苯磺酸钠盐，或十四烷基苯磺酸钠盐中的一种或几种。
进一步地，所述杂环有机胺为吡嗪、苯并三氮唑，或六次甲基四胺中的一种或几种。
进一步地，所述长链烷烃苯磺酸盐或/和杂环有机胺的重量百分比含量为80～90％。
一种上述酸性电镀锌镀液添加剂的应用方法：将所述添加剂以50～1000ppm的添加量直接添加到酸性电镀锌镀液中，在25～80℃条件下，通过20～100A/dm2的电流电镀锌层。
进一步地，所述添加剂的添加量为200～500ppm。
更进一步地，在25～55℃条件下，通过60～80A/dm2的电流电镀锌层，电镀时间为30～60s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
其一，本发明的添加剂提高了镀锌层的光亮度和平整度，具有很好的分散能力和覆盖能力，在酸性镀液中加入该添加剂，能在较宽的温度范围和较大的电流密度范围内获得高表面性能的电镀锌层，提高了镀锌工艺的均镀能力，同时也降低了酸性镀液对电镀锌设备的腐蚀。
其二，本发明的添加剂完全由有机化合物组成，避免了无机添加剂的一些固有缺点，具有用量少、效率高、制作简便、成本低廉、无毒无异味，完全水溶，适用范围广等优点。
其三，本添加剂的应用方法简单，直接向酸性电镀锌镀液中添加50～1000ppm本添加剂进行电镀锌，即可获得表面性能好，镀层内应力小，耐蚀性高的电镀锌层，而且处理时间短。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定(除另有说明外，以下实施例中的百分数均为重量百分数)。
实施例1
将50％的吡嗪和50％蒸馏水相互混合，搅拌均匀，制得电镀锌添加剂；将该添加剂以500ppm的添加量添加在酸性硫酸盐电镀锌镀液中，在25℃以碳钢为阴极，通过80A/dm2的电流处理30s；得到20μm以上的光亮、均匀的电镀锌层，同时酸性镀液对设备的腐蚀作用明显降低。
其中，该添加剂的溶剂为10～90％的水或/和乙醇，有机物为10～90％，优选80～90％的长链烷烃苯磺酸盐或/和杂环有机胺；长链烷烃苯磺酸盐与杂环有机胺的重量配比优选1：9～9：1；长链烷烃苯 磺酸盐为十烷基苯磺酸钠盐、十一烷基苯磺酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠盐、十三烷基苯磺酸钠盐，或十四烷基苯磺酸钠盐中的一种或几种；杂环有机胺为吡嗪、苯并三氮唑，或六次甲基四胺中的一种或几种。该添加剂的应用过程中，添加剂以50～1000ppm，优选200～500ppm的添加量直接添加到酸性电镀锌镀液中，在25～80℃，优选25～55℃温度条件下，通过40～80A/dm2，优选60～80A/dm2的电流电镀锌层，电镀时间为30～60s。
实施例2
将40％的十二烷基苯磺酸钠、40％的六次甲基四胺、5％的乙醇和15％的蒸馏水相互混合，搅拌均匀，制得电镀锌添加剂；将该添加剂以100ppm的添加量添加在酸性电镀锌镀液中，在25℃以碳钢为阴极，通过60A/dm2的电流处理60s；得到20μm以上的光亮、均匀的电镀锌层，同时酸性镀液对设备的腐蚀作用明显降低。
实施例3
将25％的十四烷基苯磺酸钠、25％的苯并三氮唑和50％蒸馏水相互混合，搅拌均匀，制得电镀锌添加剂；将该添加剂以200ppm的添加量添加在酸性电镀锌镀液中，在55℃以碳钢为阴极，通过40A/dm2的电流处理60s；得到20μm以上的光亮、均匀的电镀锌层，同时酸性镀液对设备的腐蚀作用明显降低。
实施例4
将25％的十烷基苯磺酸钠、25％的吡嗪和50％蒸馏水相互混合，搅拌均匀，制得电镀锌添加剂；将该添加剂以50ppm的添加量添加在酸性电镀锌镀液中，在35℃以碳钢为阴极，通过20A/dm2的电流处理50s；得到20μm以上的光亮、均匀的电镀锌层，同时酸性镀液 对设备的腐蚀作用明显降低。
实施例5
将25％的十二烷基苯磺酸钠、25％的苯并三氮唑、25％的乙醇和25％蒸馏水相互混合，搅拌均匀，制得电镀锌添加剂；将该添加剂以100ppm的添加量添加在酸性电镀锌镀液中，在55℃以碳钢为阴极，通过100A/dm2的电流处理20s；得到20μm以上的光亮、均匀的电镀锌层，同时酸性镀液对设备的腐蚀作用明显降低。

Claims (4)

1.一种酸性电镀锌镀液添加剂，其特征在于：该添加剂的组分及其重量百分比含量如下：
长链烷烃苯磺酸盐和杂环有机胺 80～90％；
水或/和乙醇 10～90％；
所述长链烷烃苯磺酸盐为十烷基苯磺酸钠盐、十一烷基苯磺酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠盐、十三烷基苯磺酸钠盐，或十四烷基苯磺酸钠盐中的一种或几种；
所述杂环有机胺为吡嗪、苯并三氮唑，或六次甲基四胺中的一种或几种；
所述长链烷烃苯磺酸盐与杂环有机胺的重量配比为1：9～9：1。
2.根据权利要求1所述酸性电镀锌镀液添加剂的应用方法，其特征在于：将所述添加剂以50～1000ppm的添加量直接添加到酸性电镀锌镀液中，在25～80℃条件下，通过20～100A/dm2的电流电镀锌层。
3.根据权利要求2所述酸性电镀锌镀液添加剂的应用方法，其特征在于：所述添加剂的添加量为200～500ppm。
4.根据权利要求2或3所述酸性电镀锌镀液添加剂的应用方法，其特征在于：在25～55℃条件下，通过60～80A/dm2的电流电镀锌层，电镀时间为30～60s。
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