CN106801208A - 一种钢材用助镀剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢材用助镀剂，属于金属表面处理技术领域，具体由下列物质制成：氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙、高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱、植酸、助剂、去离子水。本发明助镀剂不含铵和氟化物，实现了无烟助镀，根除了铵、氟化物对于环境的污染，实现了环保助镀的目的，并避免了漏渡情况的发生，提升了镀层的光滑、均匀、连续性，并有效降低了镀层的厚度，防止了镀层超厚现象的发生，并能保证镀层与钢材基体的粘附效果。此外，本发明助镀剂在常温下即可使用，显著降低了传统高温生产的制造成本，推广使用价值较高。

Description

一种钢材用助镀剂

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种钢材用助镀剂。

背景技术

热浸镀锌是一种将被镀的钢铁工件（如钢板、钢结构件或其它钢铁零部件等）浸入熔化的锌液中保持一段时间，在此过程中铁与锌液之间通过溶解，化学反应和扩散等方式在表面粘附一层锌的保护方法。它一直是防止钢铁在自然环境中腐蚀的最为经济、有效的表面处理方法，被广泛应用于钢铁材料各类结构的防护上，全球金属锌消耗量的 50% 以上都用于钢铁的防护镀层到目前为止，钢铁零部件的热镀锌基本上都采用溶剂法工艺进行，将待镀的钢铁工件通过除油、酸洗、活化、涂溶剂助镀等工序再进行热浸镀锌处理。助镀剂对镀件表面能否形成完整、均匀平滑的耐蚀镀层起着至关重要的作用，传统的助镀剂基本上采用氯化锌/氯化铵双盐助镀，氯化铵在浸镀过程中会分解生成氨气和氯化氢气体，往往会产生较大的烟尘，不仅影响工厂的操作环境，而且对周边环境的水质和大气造成污染。尽管可以采用烟尘收集过滤的方式来处理，可将 75％以上的烟尘抽取并去除，但是仍属于非根除污染源的被动式处理，且设备投资大、运行能耗较高。因此，传统助镀剂已难以满足环境可持续发展和镀层合金化的发展需求，需要研发无害化、污染小的新型助镀剂。此外，现有的多数助镀剂需要较高的温度环境，通常为60℃以上，无疑增加了生产成本，且镀层的品质参差不齐，性能仍需进一步完善。

发明内容

本发明旨在提供一种钢材用助镀剂，具有使用效果好，可在常温下使用的特点。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种钢材用助镀剂，由如下重量份的物质制成：

8~11份氯化锌、3~5份氯化钠、0.2~0.4份氯化镁、0.3~0.5份氯化钾、0.1~0.3份氯化钙、0.1~0.15份高锰酸钾、0.15~0.25份磷酸二氢钾、0.1~0.2份四硼酸钠、0.05~0.1份硝酸镧、0.05~0.1份硝酸镱、0.05~0.1份硫酸铈、0.05~0.1份硫酸镱、0.3~0.5份植酸、0.25~0.35份助剂、100~110份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：15~18份十二烷基磺酸钠、8~11份辛基酚聚氧乙烯醚、7~10份溴化十六烷基吡啶、5~7份丙三醇、3~6份异丙醇胺、2~4份脂肪酸烷醇酰胺、1~3份乌洛托品。

优选的，由如下重量份的物质制成：

10份氯化锌、4份氯化钠、0.3份氯化镁、0.4份氯化钾、0.2份氯化钙、0.12份高锰酸钾、0.2份磷酸二氢钾、0.15份四硼酸钠、0.08份硝酸镧、0.07份硝酸镱、0.08份硫酸铈、0.07份硫酸镱、0.4份植酸、0.3份助剂、105份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：17份十二烷基磺酸钠、10份辛基酚聚氧乙烯醚、8份溴化十六烷基吡啶、6份丙三醇、5份异丙醇胺、3份脂肪酸烷醇酰胺、2份乌洛托品。

一种钢材用助镀剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为35~38℃，以400~500转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；

（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至43~46℃，以700~800转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；

（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1000~ 1200转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。

本发明具有如下有益效果：

本发明助镀剂不含铵和氟化物，实现了无烟助镀，根除了铵、氟化物对于环境的污染，实现了环保助镀的目的。合理搭配了氯化盐、硝酸稀土、硫酸稀土、助剂等成分，很好的提升了镀层的质量，避免了漏渡情况的发生，提升了镀层的光滑、均匀、连续性，并有效降低了镀层的厚度，防止了镀层超厚现象的发生，并能保证镀层与钢材基体的粘附效果。此外，本发明助镀剂在常温下即可使用，显著降低了传统高温生产的制造成本，推广使用价值较高。

具体实施方式

实施例1

一种钢材用助镀剂，由如下重量份的物质制成：

8份氯化锌、3份氯化钠、0.2份氯化镁、0.3份氯化钾、0.1份氯化钙、0.1份高锰酸钾、0.15份磷酸二氢钾、0.1份四硼酸钠、0.05份硝酸镧、0.05份硝酸镱、0.05份硫酸铈、0.05份硫酸镱、0.3份植酸、0.25份助剂、100份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：15份十二烷基磺酸钠、8份辛基酚聚氧乙烯醚、7份溴化十六烷基吡啶、5份丙三醇、3份异丙醇胺、2份脂肪酸烷醇酰胺、1份乌洛托品。

一种钢材用助镀剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为37℃，以450转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；

（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至45℃，以750转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；

（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1100转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。

实施例2

一种钢材用助镀剂，由如下重量份的物质制成：

10份氯化锌、4份氯化钠、0.3份氯化镁、0.4份氯化钾、0.2份氯化钙、0.12份高锰酸钾、0.2份磷酸二氢钾、0.15份四硼酸钠、0.08份硝酸镧、0.07份硝酸镱、0.08份硫酸铈、0.07份硫酸镱、0.4份植酸、0.3份助剂、105份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：17份十二烷基磺酸钠、10份辛基酚聚氧乙烯醚、8份溴化十六烷基吡啶、6份丙三醇、5份异丙醇胺、3份脂肪酸烷醇酰胺、2份乌洛托品。其余方法步骤同实施例1。

实施例3

一种钢材用助镀剂，由如下重量份的物质制成：

11份氯化锌、5份氯化钠、0.4份氯化镁、0.5份氯化钾、0.3份氯化钙、0.15份高锰酸钾、0.25份磷酸二氢钾、0.2份四硼酸钠、0.1份硝酸镧、0.1份硝酸镱、0.1份硫酸铈、0.1份硫酸镱、0.5份植酸、0.35份助剂、110份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：18份十二烷基磺酸钠、11份辛基酚聚氧乙烯醚、10份溴化十六烷基吡啶、7份丙三醇、6份异丙醇胺、4份脂肪酸烷醇酰胺、3份乌洛托品。其余方法步骤同实施例1。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，其成分中不含有硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈和硫酸镱，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，其成分中不含有助剂，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有市售的钢材用含铵助镀剂。

为了对比本发明效果，选用同一批钢铁制件试片，随机分为六组，分别用上述六种方式对应的助镀剂进行助镀处理，助镀时间均为40s，处理完成后取出风干，记录助镀剂在试片上的状态，具体对比数据如下表1所示：

表1

	助镀温度（℃）	10min时试片表面状态	20min时试片表面状态	30min时试片表面状态
					实施例1	25	青色，膜层完整	青色，膜层完整	灰色，膜层完整
实施例2	25	青色，膜层完整	青色，膜层完整	青色，膜层完整
					实施例3	25	青色，膜层完整	青色，膜层完整	灰色，膜层完整
对比实施例1	55	灰色，膜层完整	8%黄锈	75%黄锈
					对比实施例2	55	灰色，膜层完整	13%黄锈	85%黄锈
对照组	65	灰色，膜层完整	30%黄锈	红锈

由上表1可以看出，本发明助镀剂工作要求温度较低，且对于钢铁制件进入锌液前的保护时间较长，而现有助镀剂在30min后即出现了红锈，则其在浸镀后通常不能得到完整连续的镀层，因此使用效果不佳，表明本发明助镀剂的品质更好。

Claims (3)

1.一种钢材用助镀剂，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

8~11份氯化锌、3~5份氯化钠、0.2~0.4份氯化镁、0.3~0.5份氯化钾、0.1~0.3份氯化钙、0.1~0.15份高锰酸钾、0.15~0.25份磷酸二氢钾、0.1~0.2份四硼酸钠、0.05~0.1份硝酸镧、0.05~0.1份硝酸镱、0.05~0.1份硫酸铈、0.05~0.1份硫酸镱、0.3~0.5份植酸、0.25~0.35份助剂、100~110份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：15~18份十二烷基磺酸钠、8~11份辛基酚聚氧乙烯醚、7~10份溴化十六烷基吡啶、5~7份丙三醇、3~6份异丙醇胺、2~4份脂肪酸烷醇酰胺、1~3份乌洛托品。

2.根据权利要求1所述的一种钢材用助镀剂，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

10份氯化锌、4份氯化钠、0.3份氯化镁、0.4份氯化钾、0.2份氯化钙、0.12份高锰酸钾、0.2份磷酸二氢钾、0.15份四硼酸钠、0.08份硝酸镧、0.07份硝酸镱、0.08份硫酸铈、0.07份硫酸镱、0.4份植酸、0.3份助剂、105份去离子水，所述助剂由如下重量份的物质组成：17份十二烷基磺酸钠、10份辛基酚聚氧乙烯醚、8份溴化十六烷基吡啶、6份丙三醇、5份异丙醇胺、3份脂肪酸烷醇酰胺、2份乌洛托品。

3.一种如权利要求1或2所述的钢材用助镀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）先将氯化锌、氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化钙与去离子水共同混合，加热保持溶液温度为35~38℃，以400~500转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液A备用；

（2）将高锰酸钾、磷酸二氢钾、四硼酸钠、硝酸镧、硝酸镱、硫酸铈、硫酸镱加入到步骤（1）所得的混合液A中，升温至43~46℃，以700~800转/分钟的转速不断搅拌均匀后得混合液B备用；

（3）将植酸和助剂加入到步骤（2）所得的混合液B中，降至常温后，再以1000~ 1200转/分钟的转速不断搅拌至均匀即可。