CN108342763A - 一种单锡盐电解着色添加剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单锡盐电解着色添加剂，包括：络合剂、缓冲剂、抗氧化剂、表面活性剂，其中抗氧化剂中包括硫酸亚铁；所述单锡盐电解着色添加剂中还包括所述硫酸亚铁的辅助剂，所述辅助剂包括改性氨基酰胺磷酸锌。本发明单锡盐电解着色添加剂具有良好的综合性能，解决了电解着色工艺中必须有镍参与反应的问题，槽液稳定，上色快且均匀，能有效降低成本，而且低碳节能、绿色环保，能得到和双盐体系一致的工艺和产品品质。

Description

一种单锡盐电解着色添加剂及其应用

技术领域

本发明涉及电解着色添加剂的技术领域，更具体的说是涉及一种单锡盐电解着色添加剂及其应用。

背景技术

电解着色是铝合金阳极氧化表面处理中常用的工艺。在当前市场上，本领域技术人员多使用双盐着色添加剂，即硫酸镍加硫酸亚锡的体系。在该体系中，硫酸镍有极好的导电性和电流分散性，是电解着色工艺的必备物料。但随着我国对环保的重视，镍盐做为重金属在本技术领域内已被禁用或限用。

于是，研究出质量稳定成本低廉而又环保的单锡盐体系(不含硫酸镍)成为本技术领域下一步发展的目标。

但是，如果将硫酸镍除去仅使用单锡盐体系会产生底色发生变化、颜色不均匀不稳定的现象，同时会导致分散性差，产生沟槽处颜色明显浅于平面的现象，而且电流的边缘效应会更加明显，亚锡沉积导致“相框”现象严重。由于电流的边角效应，即在工件的边角部电流密度较大，导致边角部位电沉积速度较快，从外观看，工件的上、下、左、右颜色较深，中间颜色较浅，这种现象俗称为“相框”现象。因此在现有技术的背景之下，单锡盐体系由于其着色剂的技术难关尚未攻克，导致投入成本高、运营成本高、生产不稳定、质量不稳定等多种问题，而难以真正被投入使用。

因此，研制出一款低碳、环保、节能、绿色的单锡盐电解着色添加剂是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种单锡盐电解着色添加剂及其应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单锡盐电解着色添加剂，包括：络合剂、缓冲剂、抗氧化剂、表面活性剂，其中抗氧化剂中包括硫酸亚铁；

所述单锡盐电解着色添加剂中还包括所述硫酸亚铁的辅助剂，所述辅助剂包括改性氨基酰胺磷酸锌。

采用上述技术方案的有益效果为：硫酸亚铁具有抗氧化性，进一步保护单锡盐电解着色液中的硫酸亚锡在其中的稳定性，而且硫酸亚铁是很好的中性导电盐，加强了着色液的导电性能。本发明利用亚铁离子的导电却不参与沉积的特性，极大地提高了着色液的分散性，使底色酷似双盐，底色饱满鲜艳，颜色稳定均匀、沟槽和平面颜色一致，此特性又能极大地弱化电流的边缘效应，改善了亚锡电解沉积时产生的“相框”现象。

与此同时，改性氨基酰胺磷酸锌在本发明中作为硫酸亚铁的辅助剂，利用氨基酰胺磷酸锌的高分子结构，弱化硫酸亚铁的极性，从而改善电流的边角效应，对硫酸亚铁功能的发挥起到了重要作用。

优选的，所述络合剂包括酒石酸，所述缓冲剂包括硼酸，所述抗氧化剂还包括硫酸联氨。

优选的，所述硫酸联氨的作用还包括与所述酒石酸协同作为络合剂。

采用上述技术方案的有益效果为：酒石酸作为络合剂，能保护硫酸亚锡不易水解变质；硼酸为缓冲剂，使着色液处于相对稳定的酸碱度环境中；硫酸联氨为抗氧化剂，亦可与酒石酸协同作为络合剂，络合亚锡离子，使亚锡离子更加稳定，不易水解为四价锡。

优选的，所述表面活性剂包括硫脲、聚硫脲或十二烷苯磺酸钠。

采用上述技术方案的有益效果为：本发明利用表面活性剂乳化、润滑及增溶作用来提高镀件的除油效率及除油质量，利用其在金属和溶液界面上的定向排列及吸附作用，来改善沉积层的结晶组织、提高阴极极化从而提高沉积层的分散能力，利用其润滑作用，可防止析出的氢气在工件表面滞留，从而防止在氧化膜层出现麻点及针孔，甚至出现爆膜现象，使得底色更加稳定并且鲜艳饱满，具有颜色重现性好、对色轻松、成品率更高的效果。

优选的，按质量份计，所述酒石酸30-40份，所述硼酸10-20份，所述硫酸亚铁25-45份，所述硫酸联氨10-25份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂5-10份。

优选的，按质量份计，所述酒石酸30份，所述硼酸10份，所述硫酸亚铁 25份，所述硫酸联氨10份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂5 份。

优选的，按质量份计，所述酒石酸35份，所述硼酸15份，所述硫酸亚铁 35份，所述硫酸联氨17份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂7 份。

优选的，按质量份计，所述酒石酸40份，所述硼酸20份，所述硫酸亚铁 45份，所述硫酸联氨25份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂 10份。

采用上述技术方案的有益效果为：上述技术方案中的数值范围是经过无数次实验而得到的最佳范围，并进一步地将范围缩小为点值。

优选的，本发明还公开了一种包含单锡盐电解着色添加剂的单锡盐电解着色液。

优选的，游离硫酸的添加浓度为17-20g/L，硫酸亚锡的添加浓度为5-13g/L，单锡盐电解着色添加剂的添加浓度为28-30g/L。

采用上述技术方案的有益效果为：

本技术方案使硫酸亚锡的自然水解与电沉积速度达到完美统一，即在不通电的状态下，硫酸亚锡会被络合剂和抗氧化剂很好地保护起来，使水解和氧化的速度非常缓慢。而且能更好地获得均匀一致、饱满鲜艳的颜色，有非常好的装饰效果，同时具有非常好的耐候性，能达到相关行业的国家标准要求。

并且本电解着色液的重现性好，能保证不同槽次的工件，颜色相对一致。

与此同时，抗杂质能力强。随着通过量的增加和工作时间的延长，电解电色液的杂质离子会越来越多。此技术方案能使杂质离子对电沉积的影响非常小，一般五年内不需作调整。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种单锡盐电解着色添加剂，并且公开了一种包含所述单锡盐电解着色添加剂的单锡盐电解着色液，改变了电解着色采用双盐体系的现有技术，使硫酸镍退出了电解着色工艺的舞台，使生产厂家不用增加成本，不用增加维护及运行费用，不用承担相应的市场风险及销售费用，无环保风险，就能得到和双盐体系一致的工艺和产品品质。

同时本发明还公开了一种单锡盐电解着色添加剂的应用，能使着色均匀，颜色鲜艳饱满，且抗杂能力强，使用寿命长。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种单锡盐电解着色添加剂，包括：络合剂、缓冲剂、抗氧化剂、表面活性剂；

按质量份计，其中络合剂30-40份，缓冲剂10-20份，抗氧化剂包括25-45 份硫酸亚铁和10-25份硫酸联氨，表面活性剂5-10份，表面活性剂包括硫脲、聚硫脲或十二烷苯磺酸钠等；其中硫酸联氨还可以与酒石酸协同作为络合剂。

另外，本发明中还包括硫酸亚铁的辅助剂1份，该辅助剂可以为改性氨基酰胺磷酸锌。

实施例一：

一种单锡盐电解着色添加剂，按质量份计，包括30份酒石酸，10份硼酸， 25份硫酸亚铁，10份硫酸联氨，5份硫脲，1份改性氨基酰胺磷酸锌。

其中，酒石酸用于防止配槽过程中硫酸亚锡的水解。硼酸用于防止导电槽酸性变低。硫酸联氨络合亚锡离子，是亚锡离子更加稳定，不易水解为四价锡，硫脲用于提高本发明单锡盐电解着色添加剂的分散性。硫酸亚铁能保证着色液的稳定性。

本发明单锡盐电解着色添加剂每个成分缺一不可，相互协同，相得益彰。

本发明单锡盐电解着色添加剂配槽为：游离硫酸17-20g/L，单锡盐电解着色添加剂28-30g/L，硫酸亚锡5-13g/L(浅色为主则为6-8g/L，深色至黑色则为 8-13g/L)，余量为水。着色工艺参数为：着色电压为16-20V，着色温度为17-23℃，着色时间视颜色需求而定。

实施例二：

一种单锡盐电解着色添加剂，按质量份计，包括35份酒石酸，15份硼酸， 35份硫酸亚铁，17份硫酸联氨，7份硫脲，1份改性氨基酰胺磷酸锌。

本实施例单锡盐电解着色添加剂配槽及其着色工艺与实施例1相同。

实施例三：

一种单锡盐电解着色添加剂，按质量份计，包括40份酒石酸，20份硼酸， 45份硫酸亚铁，25份硫酸联氨，10份硫脲，1份改性氨基酰胺磷酸锌。

本实施例单锡盐电解着色添加剂配槽及其着色工艺同样与实施例1相同。

实施例四：

一种单锡盐电解着色添加剂，按质量份计，包括32份柠檬酸，12份硼酸， 30份硫酸亚铁，13份硫酸联氨，6份聚硫脲，1份改性氨基酰胺磷酸锌。

本实施例单锡盐电解着色添加剂配槽及其着色工艺与实施例1相同。

实施例五：

一种单锡盐电解着色添加剂，按质量份计，包括38份柠檬酸，17份硼酸， 40份硫酸亚铁，17份硫酸联氨，8份十二烷苯磺酸钠，1份改性氨基酰胺磷酸锌。

本实施例单锡盐电解着色添加剂配槽及其着色工艺与实施例1相同。

通过上述实施例可得本发明单锡盐电解着色添加剂着色工艺与传统的锡、镍盐着色工艺的结果比较如表1所示：

表1

本发明单锡盐电解着色添加剂与其他公司同类产品比较的结果如表2所示：

表2

本发明单锡盐电解着色添加剂槽液的日常管理与维护：每天分析槽液中游离硫酸的浓度和硫酸亚锡的浓度；向槽中补加纯水时，必须在搅拌下缓慢加入，以防止局部硫酸亚锡水解，导致槽液发浑；正常操作与维护，槽液可长期保持清澈亮透，视生产量情况，每半年或一年需倒槽清底一次，以保持产品品质的连续性。

综上所述，本发明单锡盐电解着色添加剂全部采用无毒、无味、环保绿色的化工原料通过科学的复配技术精制而成，与传统的锡、镍混盐着色剂比较具有无镍、铬等重金属污染之优势。本发明获得的单锡盐电解着色添加剂为片状及粉状固体，易溶于水，具有良好的综合性能，槽液相当稳定，上色快且均匀、重现性好。性能稳定，适用性广，且低碳、节能、绿色环保。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，包括：络合剂、缓冲剂、抗氧化剂、表面活性剂，其中抗氧化剂中包括硫酸亚铁；

所述单锡盐电解着色添加剂中还包括所述硫酸亚铁的辅助剂，所述辅助剂包括改性氨基酰胺磷酸锌。

2.根据权利要求1所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，所述络合剂包括酒石酸，所述缓冲剂包括硼酸，所述抗氧化剂还包括硫酸联氨。

3.根据权利要求2所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，所述硫酸联氨的作用还包括与所述酒石酸协同作为络合剂。

4.根据权利要求1所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，所述表面活性剂包括硫脲、聚硫脲或十二烷苯磺酸钠。

5.根据权利要求4所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，按质量份计，所述酒石酸30-40份，所述硼酸10-20份，所述硫酸亚铁25-45份，所述硫酸联氨10-25份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂5-10份。

6.根据权利要求5所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，按质量份计，所述酒石酸30份，所述硼酸10份，所述硫酸亚铁25份，所述硫酸联氨10份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂5份。

7.根据权利要求5所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，按质量份计，所述酒石酸35份，所述硼酸15份，所述硫酸亚铁35份，所述硫酸联氨17份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂7份。

8.根据权利要求5所述的一种单锡盐电解着色添加剂，其特征在于，按质量份计，所述酒石酸40份，所述硼酸20份，所述硫酸亚铁45份，所述硫酸联氨25份，所述改性氨基酰胺磷酸锌1份，所述表面活性剂10份。

9.一种包含权利要求1-8中任一项所述的单锡盐电解着色添加剂的单锡盐电解着色液。

10.根据权利要求9所述的一种单锡盐电解着色添加剂的应用，其特征在于，游离硫酸的添加浓度为17-20g/L，硫酸亚锡的添加浓度为5-13g/L，单锡盐电解着色添加剂的添加浓度为28-30g/L。