CN108179368A - 不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂 - Google Patents

不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂 Download PDF

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Abstract

一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，包括：碱土金属氯化物100～210g/L，碱金属氯化物10～40g/L，氯化铈20～60g/L，碱金属氟化物5～20g/L，盐酸羟胺5～10g/L，碱金属氢氧化物0～30g/L，阴离子表面活性剂1～10g/L，非离子表面活性剂1～5g/L，并且余量为水。本发明工艺配方中不含氯化锌和氯化铵，经助镀剂处理后，热浸镀锌过程没有烟雾挥发，且能明显减少锌锭消耗，对改善生产环境，降低生产成本有积极促进作用。

Description

不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂
技术领域
本发明属于金属表面预处理技术领域，尤其涉及一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂。
背景技术
热浸镀锌因技术成熟、成本低廉成为了应用最为广泛的钢铁材料防腐技术。热浸镀锌前，为保证铁与锌的结合，需采用助镀剂对镀件进行表面处理，传统助镀剂主要成分为氯化锌和氯化铵，它可进一步净化镀件，降低镀件与锌液间的表面张力，同时对镀件起到活化作用，促进铁锌间的合金反应，助镀剂的效果直接影响了镀锌质量与镀锌成本。氯化铵的活化助镀机理是通过其分解产物实现的，但氯化铵在338℃会受热离解，产生大量的氯化氢和氨气，不仅会严重污染热浸镀锌操作环境和生态环境，更会对操作工人的身体健康带来重大危害。助镀剂中起主要作用的是氯化铵，但是它与氯化锌共用时才有较好效果。这是因为氯化锌与氯化铵共溶时，对氧化铁的溶解能力要比各自单独使用时高出许多。氯化锌在283℃时熔化，在720℃时沸腾；氯化铵分解产生的氯化氢和氨气会与熔融锌液产生微细颗粒结晶，随着烟雾一起排出，氯化锌的存在会加速这一过程，特别是在高温镀锌时，此现象更加严重；另外，大量熔融氯化锌会增加浸镀过程的锌灰产量，从而浪费了锌锭资源。如果能够抑制镀锌烟雾，减少锌灰产量，不仅改善操作环境，还将大幅节约昂贵的锌锭资源，给企业带来显著的经济效益。
无烟助镀剂已成为目前热镀锌行业的研究热点之一。目前已有研究公开一些无烟助镀剂，但是这些无烟助镀剂中一部分仍然含有氯化锌，容易造成锌液的损失，难以推广应用；另一部分虽无氯化锌，但存在漏镀或烟大等明显缺陷，并未得到实际应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，包括：碱土金属氯化物100～210g/L，碱金属氯化物10～40g/L，氯化铈20～60g/L，碱金属氟化物5～20g/L，盐酸羟胺5～10g/L，碱金属氢氧化物0～30g/L，阴离子表面活性剂1～10g/L，非离子表面活性剂1～5g/L，并且余量为水。
基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：
(1)氯化铈、碱金属氟化物及盐酸羟胺三种组分复配，可以代替传统助镀液中氯化铵的作用，解决了氯化铵分解产生挥发性烟雾的根源；
(2)碱土金属氯化物及碱金属氯化物复配，可以代替传统助镀液中氯化锌的作用，通过与其余组分复配，降低镀件与锌液间的表面张力，同时对镀件起到活化作用，促进铁锌间的合金反应；
(3)本发明采用的助镀剂通过对组份的调整，可对不同材质的镀锌工件进行处理，处理温度在50～70℃，助镀效果更好。
(4)采用本发明助镀剂处理后，热浸镀锌过程无烟雾挥发，主料氯化镁熔点714℃，沸点1412℃，可在熔融镀液中稳定存在，避免了低熔点无机物熔融与蒸汽带走锌组分的缺陷，产品无漏镀，比现有技术平均能节省5～10％的锌锭消耗量。
(5)本发明采用的助镀剂，使用方法简单，易于工业化实施，且由于镀锌过程无烟雾，大幅降低了现有工艺对人体及环境的危害。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，可实现热镀锌过程无烟雾挥发，降低锌灰锌渣产量，改善工厂生产环境的同时，显著增加企业经济效益。适用于热镀锌预处理过程。
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，包括：碱土金属氯化物100～210g/L，碱金属氯化物10～40g/L，氯化铈20～60g/L，碱金属氟化物5～20g/L，盐酸羟胺5～10g/L，碱金属氢氧化物0～30g/L，阴离子表面活性剂1～10g/L，非离子表面活性剂1～5g/L，余量为水。
其中，碱金属氯化物和碱土金属氯化物复配，可代替传统助镀液中氯化锌的作用；氯化铈、碱金属氟化物及盐酸羟胺三种组分复配，可以代替传统助镀液中氯化铵的作用；表面活性剂既可起到增加表面光洁度，又可起到防爆锅作用。
在一些实施例中，碱土金属氯化物包含氯化镁和氯化钙，其中氯化镁含量为80～150g/L，氯化钙含量为20～60g/L。主料氯化镁熔点714℃，沸点1412℃，可在熔融镀液中稳定存在，避免了低熔点无机物熔融与蒸汽带走锌组分的缺陷。
在一些实施例中，碱金属氯化物为氯化钠或氯化钾。
在一些实施例中，阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基本磺酸钠和乙氧基化烷基硫酸钠(AES)中的一种或多种。
在一些实施例中，非离子表面活性剂选自NP-9、OP-10和AEO-9中的一种或多种。其中，NP-9为烷基酚聚氧乙烯(9)醚；OP-10为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10；AEO-9属于脂肪醇聚氧乙烯醚。
在一些实施例中，不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂的pH为4～5。
实施例1
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁150g/L，氯化钙60g/L，氯化钠40g/L，氯化铈60g/L，氟化钾20g/L，盐酸羟胺10g/L，氢氧化钠15g/L，十二烷基硫酸钠5g/L，AEO-95g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至70℃，将清洗干净的玛钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌，镀锌过程无烟雾产生，且可节省5％锌锭资源消耗。
实施例2
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁100g/L，氯化钙30g/L，氯化钠20g/L，氯化铈30g/L，氟化钾10g/L，盐酸羟胺7g/L，氢氧化钠10g/L，十二烷基磺酸钠5g/L，AEO-93g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至60℃，将清洗干净的低合金钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌，镀锌过程无烟雾产生，且可节省8％锌锭资源消耗。
实施例3
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁80g/L，氯化钙20g/L，氯化钠10g/L，氯化铈20g/L，氟化钾5g/L，盐酸羟胺5g/L，氢氧化钠3g/L，十二烷基苯磺酸钠1g/L，OP-101g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至50℃，将清洗干净的普通碳钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌，镀锌过程无烟雾产生，且可节省10％锌锭资源消耗。
实施例4
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁100g/L，氯化钙30g/L，氯化钾20g/L，氯化铈30g/L，氟化钾20g/L，盐酸羟胺7g/L，氢氧化钠3g/L，十二烷基磺酸钠10g/L，AEO-93g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至60℃，将清洗干净的低合金钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌，镀锌过程无烟雾产生，且可节省7％锌锭资源消耗。
实施例5
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁100g/L，氯化钙30g/L，氯化钠20g/L，氯化铈30g/L，氟化钠20g/L，盐酸羟胺7g/L，氢氧化钾15g/L，十二烷基苯磺酸钠10g/L，AEO-93g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至60℃，将清洗干净的低合金钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌，镀锌过程无烟雾产生，且可节省7％锌锭资源消耗。
对比例1
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁150g/L，氯化钙60g/L，氯化钾40g/L，氯化铈60g/L，氟化钾20g/L，氢氧化钠15g/L，十二烷基硫酸钠10g/L，AEO-95g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至70℃，将清洗干净的玛钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌。表面大面积有明显漏镀。
对比例2
一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂组分如下：氯化镁150g/L，氯化钙60g/L，氯化钠40g/L，氯化铈60g/L，盐酸羟胺10g/L，氢氧化钠15g/L，十二烷基硫酸钠10g/L，AEO-95g/L，余量为水。将上述组分搅拌均匀，即得最终助镀剂。加热至70℃，将清洗干净的玛钢工件放入助镀剂中3～5分钟，然后进行热浸镀锌。镀层厚且凹凸不平，耗锌量显著增加，且表面有毛刺，不光滑。
综上所述，本发明工艺配方中不含氯化锌和氯化铵，经助镀剂处理后，热浸镀锌过程没有烟雾挥发，且能明显减少锌锭消耗，对改善生产环境，降低生产成本有积极促进作用。本发明提供的助镀剂，适用于各种金属材质工件；且原料来源广泛，成本低廉，操作方法简单，可为热浸镀锌前处理过程提高助镀剂的效果、降低能源消耗、改善操作环境做出积极贡献。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，包括：碱土金属氯化物100～210g/L，碱金属氯化物10～40g/L，氯化铈20～60g/L，碱金属氟化物5～20g/L，盐酸羟胺5～10g/L，碱金属氢氧化物0～30g/L，阴离子表面活性剂1～10g/L，非离子表面活性剂1～5g/L，并且余量为水。
2.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述碱土金属氯化物包含氯化镁和氯化钙，其中氯化镁含量为80～150g/L，氯化钙含量为20～60g/L。
3.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述碱金属氯化物为氯化钠或氯化钾。
4.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述碱金属氟化物为氟化钠或氟化钾。
5.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和乙氧基化烷基硫酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自NP-9、OP-10和AEO-9中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂，其特征在于，所述不含锌铵热浸镀锌无烟助镀剂的pH为4～5。
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