CN110144610A - 一种锌镍电镀添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锌镍电镀添加剂及其制备方法，包括以下重量份的原料制成，光亮剂、增强剂、络合剂、配位剂、表面活性剂和剩余量的水；光亮剂包括环氧氯丙烷、六次甲基四胺、巯基苯并咪唑、糖精钠、香兰素和4－甲基苯甲醛。添加剂吸附在电极表面会对锌配位离子和镍配位离子的放电起到阻碍作用，以环氧氯丙烷与六次甲基四胺、巯基苯并咪唑的反应产物为主要光亮剂，4－甲基苯甲醛为辅助光亮剂，香兰素作为第二类光亮剂和整平剂，可使镀层光亮细致，可获得无针孔的镀层，经后续盐雾试验表面，本发明的添加剂对锌镍镀层的结合力度好，具有更好的耐蚀性。

Description

一种锌镍电镀添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及锌镍电镀的技术领域，尤其涉及一种锌镍电镀添加剂及其制备方法。

背景技术

钢铁作为一种重要原材料在现代工业化生产中得到了广泛应用，但钢铁的腐蚀给社会造成的损失时非常严重的，据报道，每年仅石油工业中造成的钢铁腐蚀损失就多达上百亿元，不仅是巨大的经济损失，也造成资源的极大浪费。

锌镍合金电镀层具有高耐蚀、可焊接、可机械加工等优良性能，目前，锌镍合金电沉积主要有碱性和酸性两大体系，碱性锌镍合金电镀具有较多优点：在宽电流密度范围内成分均匀、分散能力强、深镀能力较好，适合形状复杂的两件，随着电流密度的增加，镀层硬度高，易钝化，镀液成本低，废液易处理；对设备和工件腐蚀性小，

然而当下的碱性锌镍合金电镀工艺还不够稳定，优良的添加剂是获得晶粒细小、光亮镀层的关键，因此，本发明从锌镍电镀液的添加剂入手，主要解决锌镍电镀层结合力不高，耐蚀性差的缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种锌镍电镀添加剂及其制备方法，从锌镍电镀液的添加剂入手，主要解决锌镍电镀层结合力不高，耐蚀性差的缺点。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种锌镍电镀添加剂，包括以下重量份的原料制成，光亮剂50～65份、增强剂5～10份、络合剂15～25份、配位剂10～25份、表面活性剂2～5份和剩余量的水；

所述光亮剂包括以下重量份原料制成：环氧氯丙烷30～40份、六次甲基四胺20～25份、巯基苯并咪唑5～10份、糖精钠5～10份、香兰素2～5份和4－甲基苯甲醛1～2份；

所述增强剂为苯亚磺酸钠；

所述表面活性剂为二乙基己基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；

所述络合剂为有机胺类。

优选的，一种锌镍电镀添加剂，所述络合剂为乙烯二胺、乙烯三胺、三乙醇胺、乙二胺、四乙烯五胺中的一种或几种。

优选的，一种锌镍电镀添加剂，所述配位剂为乙酸钠、酒石酸钾钠、甘氨酸钠、柠檬酸钠和尿素、5，5－二甲基乙内酰脲和醋酸钠中的一种或几种。

优选的，一种锌镍电镀添加剂，包括以下重量份的原料制成，环氧氯丙烷25份、六次甲基四胺20份、巯基苯并咪唑15份、糖精钠6份和香兰素3份、4－甲基苯甲醛2份、苯亚磺酸钠10份、二乙基己基硫酸钠3份、三乙醇胺15份、醋酸钠10份、水300份。

一种锌镍电镀添加剂的制备方法，包括以下几个步骤，

(1)主要光亮剂配置：于反应釜中，按重量份配比将环氧氯丙烷、六次甲基四胺、巯基苯并咪唑混合，加入其总量30～40倍的水，加热至60～75℃，复配20～30min得到主要光亮剂，

(2)次级光亮剂配置：按重量份配比将糖精钠、香兰素混合，加入其总量20～25倍的水，搅拌加热至60～75℃，复配10～15min复配产物为次级光亮剂，；

(3)光亮剂制备：混合(1)所得主要光亮剂，占光亮剂总量70％，(2)所得次级光亮剂，占光亮剂总量25％，加入4－甲基苯甲醛体积分数20％为辅助光亮剂，占光亮剂总量5％，得光亮剂；

(4)添加剂复配：将(3)所得光亮剂与增强剂、络合剂及其他剩余原料混合，于反应釜中保温70～85℃，100～150r/min搅拌5～10min，制成。

本发明的优点在于：添加剂吸附在电极表面会对锌配位离子和镍配位离子的放电起到阻碍作用，以环氧氯丙烷与六次甲基四胺、巯基苯并咪唑的反应产物为主要光亮剂，4－甲基苯甲醛为辅助光亮剂，香兰素作为第二类光亮剂和整平剂，可使镀层光亮细致，二乙基己基硫酸钠作为表面活性剂，能够抑制析氢，可获得无针孔的镀层，经后续盐雾试验表面，本发明的添加剂对锌镍镀层的结合力度好，具有更好的耐蚀性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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作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。

实施例：

一种锌镍电镀添加剂，包括以下重量份的原料制成，环氧氯丙烷25份、六次甲基四胺20份、巯基苯并咪唑15份、糖精钠6份和香兰素3份、4－甲基苯甲醛2份、苯亚磺酸钠10份、二乙基己基硫酸钠3份、三乙醇胺15份、醋酸钠10份、水300份。

一种锌镍电镀添加剂的制备方法，包括以下几个步骤，

(1)主要光亮剂配置：于反应釜中，按重量份配比将环氧氯丙烷、六次甲基四胺、巯基苯并咪唑混合，加入其总量35倍的水，加热至70℃，复配25min得到主要光亮剂，

(2)次级光亮剂配置：按重量份配比将糖精钠、香兰素混合，加入其总量20倍的水，搅拌加热至65℃，复配10min复配产物为次级光亮剂，；

(3)光亮剂制备：混合(1)所得主要光亮剂，占光亮剂总量70％，(2)所得次级光亮剂，占光亮剂总量25％，加入4－甲基苯甲醛体积分数20％为辅助光亮剂，占光亮剂总量5％，得光亮剂；

(4)添加剂复配：将(3)所得光亮剂与增强剂、络合剂及其他剩余原料混合，于反应釜中保温75℃，120r/min搅拌6min，制成。

络合剂：锌酸盐镀锌溶液中，一般采用有机胺作为络合剂，有机胺中使用较多的有乙烯二胺、乙烯三胺、三乙醇胺本配方中使用的络合剂为三乙醇胺，它与锌离子和镍离子都能形成络合离子，使得电镀时镀液中的锌镍离子含量比较稳定，从而使得电镀溶液比较稳定，有利于镀液的维护，同时保证了镀层中的锌镍离子含量比也比较稳定。

配位剂：对碱性Zn－Ni合金镀液的稳定性起着至关重要的作用，配位剂的加入能提高镀液稳定性，且配位剂与金属离子配位后还能显著地增大阴极极化，有利于镀层质量的提高。本发明主要设计的配位剂包括：乙酸钠、酒石酸钾钠、甘氨酸钠、柠檬酸钠和尿素。其中，采用醋酸钠作为配位剂，在弱碱性镀液中电沉积得到了镀层镍含量为8％～15％的Zn－Ni合金，其中镍盐的主要来源为六水合硫酸镍铵，六水合硫酸镍铵在溶液中并不稳定，会水解生成氨水，氨水的生成不仅会起到缓冲剂的作用，还能对锌离子和镍离子产生一定的配位作用。

光亮剂：添加剂吸附在电极表面会对锌配位离子和镍配位离子的放电起到阻碍作用，由于阴极表面凸起处电力线较为集中，导致添加剂更容易吸附在阴极凸起部位，使得凸起部位的Zn－Ni合金沉积受到抑制，从而得到光亮而平整的表面。以环氧氯丙烷与六次甲基四胺、巯基苯并咪唑的反应产物为主要光亮剂，4－甲基苯甲醛为辅助光亮剂，得到了碱性锌酸盐体系Zn－Ni合金镀液，该体系能够代替氰化物镀液，该体系中Zn－Ni合金共沉积由扩散过程控制，表现为异常共沉积。香兰素作为第二类光亮剂和整平剂，可使镀层光亮细致；二乙基己基硫酸钠作为表面活性剂，能够抑制析氢，可获得无针孔的镀层。

二乙基己基硫酸钠可以在固体表面形成定向吸附层，降低界面自由能，从而有效地改变固体的润湿性，降低表面张力，使氢气快速地从镀层表面脱除，从而避免针孔的产生。

所得产品添加剂用于镀锌镍加工，添加至锌镍镀液中，占比40～60g/L，所得锌镍镀层，经过1000h盐雾试验后，锌镍合金镀层的表面只有轻微变化，说明锌镍合金镀层的耐腐蚀能力，锌镍合金镀层原子之间的孔隙很小，从而使其具有良好的耐腐蚀能力。

经进一步分析，镀层的含镍量为13％左右。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种锌镍电镀添加剂，其特征在于：包括以下重量份的原料制成，光亮剂50～65份、增强剂5～10份、络合剂15～25份、配位剂10～25份、表面活性剂2～5份和剩余量的水；

所述光亮剂包括以下重量份原料制成：环氧氯丙烷30～40份、六次甲基四胺20～25份、巯基苯并咪唑5～10份、糖精钠5～10份、香兰素2～5份和4－甲基苯甲醛1～2份；

所述增强剂为苯亚磺酸钠；

所述表面活性剂为二乙基己基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；

所述络合剂为有机胺类。

2.根据权利要求1所述一种锌镍电镀添加剂，其特征在于：所述络合剂为乙烯二胺、乙烯三胺、三乙醇胺、乙二胺、四乙烯五胺中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种锌镍电镀添加剂，其特征在于：所述配位剂为乙酸钠、酒石酸钾钠、甘氨酸钠、柠檬酸钠和尿素、5，5－二甲基乙内酰脲和醋酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述一种锌镍电镀添加剂，其特征在于：包括以下重量份的原料制成，环氧氯丙烷25份、六次甲基四胺20份、巯基苯并咪唑15份、糖精钠6份和香兰素3份、4－甲基苯甲醛2份、苯亚磺酸钠10份、二乙基己基硫酸钠3份、三乙醇胺15份、醋酸钠10份、水300份。

5.一种锌镍电镀添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤，

(1)主要光亮剂配置：于反应釜中，按重量份配比将环氧氯丙烷、六次甲基四胺、巯基苯并咪唑混合，加入其总量30～40倍的水，加热至60～75℃，复配20～30min得到主要光亮剂，

(2)次级光亮剂配置：按重量份配比将糖精钠、香兰素混合，加入其总量20～25倍的水，搅拌加热至60～75℃，复配10～15min复配产物为次级光亮剂，；

(3)光亮剂制备：混合(1)所得主要光亮剂，占光亮剂总量70％，(2)所得次级光亮剂，占光亮剂总量25％，加入4－甲基苯甲醛体积分数20％为辅助光亮剂，占光亮剂总量5％，得光亮剂；

(4)添加剂复配：将(3)所得光亮剂与增强剂、络合剂及其他剩余原料混合，于反应釜中保温70～85℃，100～150r/min搅拌5～10min，制成。