專利名稱：一種用于電鍍啞光鋅的鍍液及其制備方法
一種用于電鍍啞光鋅的鍍液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料表面處理。更具體的說，涉及一種用于電 鍍啞光鋅的鍍液及其制備方法。
現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)的常規(guī)鍍鋅液主要分為硫酸鹽鍍鋅液、氯 化物鍍鋅液、鋅酸鹽鍍鋅液、銨鹽鍍鋅液。碌u酸鹽鍍液鋅電流效率 高，可使用很高的電流密度，可在短時間內(nèi)得到光亮的鍍鋅層。氯 化物鍍鋅液是八十年代發(fā)展起來的一種光亮電鍍工藝，其特點是不 含絡(luò)合劑，廢水容易處理，且鍍層的光亮性和整平性優(yōu)于其他常規(guī) 鍍鋅。鋅酸鹽鍍鋅鍍液穩(wěn)定，操作維護方便，但鋅層的沉積速度偏 慢。銨鹽鍍鋅鋅層光澤美觀，分散能力和深度能力好。上述四種鍍 鋅雖然具有鍍層光澤美觀、分散能力和深鍍能力好的優(yōu)點，但是鋅 的化學性質(zhì)活潑，鍍鋅后鋅層在大氣中容易氧化變暗，最后產(chǎn)生白 銹腐蝕。以上常規(guī)種類的鍍鋅均存在耐蝕性弱，必需要通過鉻鹽處 理，以便在鋅層上覆蓋一層化學轉(zhuǎn)化膜來延長鋅層的腐蝕時間的劣 勢。眾所周知，傳統(tǒng)的鉻鹽鈍化液中鉻酸濃度較高的"高鉻酸鈍化" 工藝，具有鉻酐消耗大，且大多數(shù)隨清洗水中排出，增加了廢水處
理的負擔，對環(huán)境造成很大污染。而為解決此問題，現(xiàn)在采用的鉻 酑濃度很低的"低鉻酸鈍化"，大大減少了廢水中六價鉻含量。但 是鈍化液要經(jīng)常調(diào)整，化學拋光性能較差。簡而言之，傳統(tǒng)的鍍鋅 工藝在鍍層光亮性和耐蝕性上始終沒有找到平衡。
上述四種鍍鋅雖然具有鍍層光澤美觀、分散能力和深鍍能力好 的優(yōu)點，但是鋅的化學性質(zhì)活潑，鍍鋅后鋅層在大氣中容易氧化變 暗，最后產(chǎn)生白銹腐蝕。以上常規(guī)種類的鍍鋅均存在鍍層中夾雜的 有機物多，從而導致了耐蝕性弱，必需要通過鉻鹽處理，以便在鋅 層上覆蓋一層化學轉(zhuǎn)化膜來延長鋅層的腐蝕時間的劣勢。
針對普通電鍍鋅技術(shù)中存在的缺陷，即對常規(guī)添加劑依賴性大， 分解產(chǎn)物多，鍍層中夾雜有機物多，脆性大，鍍層易變色，抗蝕性 差，鍍完后必須進過后期鉻鹽鈍化的缺點，本發(fā)明的目的在于提供 一種用于電鍍啞光鋅的鍍液及其制備方法，不需要經(jīng)過含鉻鈍化， 直接進行封閉，減少了傳統(tǒng)鍍鋅工藝中必須要鈍化的過程，減少了 鉻金屬對環(huán)境的危害，可獲得外觀朦朧、光澤柔和、具有較好漫反 射且結(jié)構(gòu)細致、孔隙少、內(nèi)應(yīng)力低、耐腐蝕性好的啞光鍍層。
啞光鋅添加劑在電鍍過程中，會使電極表面吸附了表面活性物 質(zhì)的分子或離子，相當于在電極上的反應(yīng)物反應(yīng)時遇到阻礙，因而 反應(yīng)難以進行。如果在同一電極電位下比較它們的反應(yīng)速度，則啞 光鋅添加劑中的吸附可使反應(yīng)速度降低，即電流密度減小。若在同
一電流密度下對比，則電極吸附本添加劑后，極化應(yīng)當增大，而啞 光鋅添加劑在電極表面上，電化學極化增大，有利于晶核的形成， 有可能獲得細小的晶粒。另一方面，啞光鋅添加劑它可優(yōu)先被吸附 于某些活性較高，生長速度較快的晶面上，使金屬的吸附原子進入 這些活性位置有困難，于是這些晶面的生長速度下降，就有了可能 將各個晶面的生長速度的拉勻，形成結(jié)構(gòu)致密、定向排列整齊的晶 體。啞光鋅添加劑加入，改變了電位分布使得陰極產(chǎn)生了較強的極 化，使晶核有較快的形成速度，同時改變添加家的添加量來控制晶 體長達速度以獲得一定大小的晶粒，當晶粒形成的鍍層表面上，其 粗糙度等于或略大于光波長，形成漫反射，以獲得啞光。啞光鋅添 加劑的加入使晶面的擇優(yōu)取向程度減小，表面能差減小。添加劑加 速了晶核的形成，并且促使形成了多晶面的晶粒，晶粒有一定的規(guī) 則形狀，晶粒之間結(jié)合緊密。^L據(jù)表面化學物理有關(guān)晶面指數(shù)愈低 則表面能愈小的理論，具有相同能量的晶面越多，且表面能越低， 則鍍層的表面腐蝕也較均勻，因晶面能不等而引起的腐蝕也就越少， 耐蝕性也就越強。
現(xiàn)有的啞光鋅添加劑在電鍍過程中，會使電極表面吸附表面活 性物質(zhì)的分子或離子，相當于在電極上的反應(yīng)物反應(yīng)時遇到阻礙， 因而反應(yīng)難以進行。如果在同一電極電位下比較它們的反應(yīng)速度， 則啞光鋅添加劑的吸附可使反應(yīng)速度降低，即電流密度減小。若在 同一電流密度下對比，則電極吸附表面活性劑后，極化應(yīng)當增大， 而該啞光鋅添加劑在電極表面上，電化學極化增大，有利于晶核的 形成，有可能獲得細小的晶粒。另一方面，啞光鋅添加劑它可優(yōu)先 被吸附于某些活性較高、生長速度較快的晶面上，使金屬的吸附原 子進入這些活性位置有困難，于是這些晶面的生長速度下降，就可 能將各個晶面的生長速度的拉勻，形成結(jié)構(gòu)致密、定向排列整齊的 晶體。
而啞光鋅添加劑加入，改變了電位分布使得陰極產(chǎn)生了較強的 極化，使晶核有較快的形成速度，同時改變啞光鋅添加劑的添加量 來控制晶體長大速度以獲得一定大小的晶粒。當晶粒形成的鍍層表 面上，其粗糙度等于或略大于光波長，形成漫反射，就獲得了啞光。
具體而言，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)發(fā)明目的。
本發(fā)明所述用于電鍍啞光鋅鍍液的添加劑，其組份包括添加劑
A和添加劑B，所說的啞光鋅添加劑A為亞曱基二萘和聚(丙烯酰 胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)的混合物，二者的混合比例為2: 2 -3 (重量)，優(yōu)選是2: 3，所說的啞光鋅添加劑B為4-(4-羥基)苯 基-3 丁烯-2-酮或4-苯基-3 丁烯-2-酮或其任意比例的混合物。添加劑 A和添加劑B的比例為1: 1 ~ 1.2。
啞光鋅添加劑A為無色透明液體，pH為6.5~7比重1.139 ± 1; 啞光鋅添加劑B劑為無色透明液體，pH為5.5 ~ 6比重1.160 ± 1。
上文中所述亞甲基二萘的結(jié)構(gòu)式為
<formula>formula see original document page 8</formula>其中，F(xiàn)^和R2為NaSCb或KS03， R3和R4為氬或鏈長1 ~2的烷基。 可采用萘磺酸鹽或萘乙氧基化合物?？梢宰鳛殡娏髅芏燃訉拕?為在一定電流密度下，電極過程中會發(fā)生阻化效應(yīng)。
<formula>formula see original document page 8</formula>
式中2《n《10。它具有配伍劑的作用。
啞光4爭添加劑B的結(jié)構(gòu)為<formula>formula see original document page 8</formula>
式中&可以為羥基或氫。它具有使鍍層光亮的作用。 上述原料市面上均有銷售。
該添加劑可適用于氯化鉀、氯化胺、鋅酸鹽、碌b酸鹽鍍鋅。添 加劑A和B需按1: 1 ~ 1.2的比例同時添加。
本發(fā)明還提供了四組啞光鋅鍍液，如下所述
(1 )氯化鉀鍍液
氯化鉀180~230g/L，氯化鋅50 75g/L,硼酸25 30g/L，月 桂醇聚氧乙烯醚5~8g/L,啞光鋅添加劑A 20ml/L，啞光鋅添加劑 B20ml/L， pH值為5~6 (2 )氯化胺鍍液
氯化銨180~230g/L,氯化鋅60 80g/L，硼酸25 30g/L,月 桂醇聚氧乙烯醚5~8g/L,啞光鋅添加劑A20ml/L,啞光鋅添加劑 B20ml/L, pH值為6-7; (3 )》危酸鹽鍍液 硫酸鋅200 300g/L,硼酸25 30g/L， AES 4 ~ 6 g/L，啞光鋅添 加劑A20 ~ 30ml/L，啞光鋅添加劑B 20 ~ 30ml/L， pH值為4.5 ~ 5.5; (4)鋅酸鹽鍍液
氫氧化鈉100 ~ 140g/L，氧化鋅8 ~ 12g/L，啞光鋅添加劑A 5 ~ 10ml/L。啞光鋅添加劑B 5 ~ 10ml/L, pH值> 14。
在氯化鉀、氯化胺、鋅酸鹽、硫酸鹽鍍液中加入本發(fā)明所述添 加劑，能加速晶核的形成，且促使形成了多晶面的晶粒，晶粒有一 定的規(guī)則形狀，晶粒之間結(jié)合緊密，但晶粒粒度較大，也正是由于 粒度較大的原因，而形成了啞光，并且能直接對鍍鋅層進行封閉使 鍍層耐蝕性大大提高，超過了相同條件下的氯化鉀鍍鋅層的耐蝕性。 獲得晶粒尺寸適中的啞光鋅鍍層是添加劑中各組分的協(xié)同作用的結(jié) 果，雖然表面活性物質(zhì)對晶粒細化作用較強，但在啞光鋅組合添加
劑中不是起主導作用的。啞光鋅添加劑的加入不改變鍍層晶面的擇 優(yōu)取向，但影響了各晶面的衍射峰強度，改變了各晶面的織構(gòu)系數(shù)。 根據(jù)表面化學物理有關(guān)晶面指數(shù)愈低則表面能愈小的理論，低指數(shù) 晶面的擇優(yōu)程度大，則說明具有相同能量的晶面越多，表面能較低，
則鍍層的表面腐蝕較均勻，因晶面能不等而引起的腐蝕也就越少， 耐蝕性能也較強。
本發(fā)明所述的用于電鍍啞光鋅的鍍液可獲得外觀朦朧、光澤柔 和、具有較好漫反射且結(jié)構(gòu)細致、孔隙少、內(nèi)應(yīng)力低、耐腐蝕性好 的吸光鍍層。
1. 啞光鋅不必鈍化、可采用直接封閉的工藝流程，會減少污染物 的排放。
目前大量普及的氯化鉀鍍鋅工藝中為了提高鍍層的耐蝕性能， 達到需要的鹽霧試驗指標需要配套使用三價鉻、六價鉻的鈍化。尤 其是六價鉻工藝已經(jīng)是歐盟標準所禁止使用的，原因就是該工藝污 染物的排放大大超出環(huán)保的要求，而啞光鋅不必鈍化，直接封閉就
可以達到鹽霧試驗96個小時的耐蝕性能指標。大大超過了需要鈍化 工藝的氯化鉀鍍鋅產(chǎn)品，而三價鉻、六價鉻等污染物的排放量幾乎 為零。
2. 啞光鋅鍍層不炫目、漫反射的特點減少了光污染對生產(chǎn)生活的 困擾。
在建筑裝飾、燈飾、交通工具、航空航天、生產(chǎn)設(shè)備的電鍍加
工上利用啞光鋅表面不炫目、強烈漫反射的光學效果減少高光亮鍍 層強光反射的光學效果帶給人的困擾，比如建筑裝飾領(lǐng)域，大量光 亮性鍍件一統(tǒng)天下，城市光污染越來越嚴重，已經(jīng)成為繼水污染、 空氣污染、噪音污染之后新的污染源，而啞光鋅將為建筑裝飾、燈 飾領(lǐng)域減少i成市光污染找到一條可4于的方式與途徑。再比如在交通 工具、生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，啞光鋅的柔和色澤減少了此前光亮鍍層帶來 的強光刺激，避免眼睛產(chǎn)生疲勞，切實改善生產(chǎn)工作條件，減少該 領(lǐng)域工作人員的勞動強度，從而有效減少光污染帶來的交通、生產(chǎn)
等安全事故隱患。
本發(fā)明成分簡單，主鹽含量高，鍍液維護補充方便，鍍層性能 優(yōu)越，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
以下通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。需要說明的是， 這些實施例僅僅只是為了說明本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明保護 范圍的任何限制。
實施例l:[亞曱基二萘的制備]
a. 將曱基萘9.0-12.8g和硫酸11.2g-13.8混合后加入裝有溫度計、 電動攪拌的三口瓶，強烈攪拌下反應(yīng)3 4小時；
b. 將a得到的混合液常溫自然冷卻結(jié)晶；
c. 將b得到的結(jié)晶物加入裝有6-9g曱醛的縮合反應(yīng)罐中，在168-196kPa的條件下縮合2-3小時；
d. 向縮合反應(yīng)罐中加入質(zhì)量分數(shù)為40%的NaOH調(diào)pH到8 ~ 10;
e. 將d得到的混合液常溫自然冷卻結(jié)晶；
f. 過濾得到e中的結(jié)晶物，干燥，然后用蒸餾水配置質(zhì)量分數(shù)為 40%的溶液即得到亞甲基二萘。
實施例2:[聚(丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)的制備]
a. 將三乙胺0.024-0.028mol和正辛胺0.022-0.024mol溶于 20-40ml四氫吹喃中；
b. 將a得到的混合液倒入裝有溫度計、通氮管、電動攪拌的四口 瓶，控溫0 5。C,將丙烯酰氯0.022-0.023mol緩緩滴入四口瓶，滴 畢后升溫至10-15°C，在劇烈攪拌的條件下，保溫2 4小時；
c. 將b得到的混合液用減壓蒸餾裝置去溶劑；
d. 將去溶劑后的混合液在-5。C的丙酮中結(jié)晶，丙酮和去溶劑后的 混合液的體積比為2: 1;
e. 將d得到的結(jié)晶物和去離子水20-30ml 、丙烯酰氯 0.022-0.0024mol、 0.5畫0.8g SDS(Sodium dodecyl sulfate)加入裝備有電 動攪拌、導氮管的三口瓶中，并在冰浴下，加入2-4g碳酸氫鈉；
f. 在常壓通氮條件下，劇烈攪拌0.5-1小時，加入2-4g硫酸銨作 為引發(fā)劑并將冰浴換成20-25。C的水浴，繼續(xù)通常壓氮恒溫1 ~2小 時，得到母液；
g. 將母液去SDS和水，得中間體，并用蒸餾水配置為40%的溶
液即得到聚(丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)。
實施例3:[啞光鋅中間體的制備]
a. 取正辛醇480-520g加入帶攪拌的三口瓶，加入5-8g的NaOH 和5-10g水；
b. 劇烈攪拌逐漸加熱升溫；
c. 在-0.05MPa的真空下脫水；
d. 升溫至110~ 120°C,直至脫水完全后繼續(xù)升溫至150-200°C;
e. 抽除空氣并通入氮氣；
f. 在攪拌下加入環(huán)氧乙烷，反應(yīng)壓力0.2-0.4MPa，反應(yīng)溫度160 ~ 180°C;
g. 當濁點為40 50時出料，裝入帶攪拌的三口瓶，升溫至60-70
。C;
h. 取200-240g硫酸滴入，控溫在90~ IO(TC，滴畢1小時后， 降溫至60-70。C取質(zhì)量分數(shù)為50%的NaOH調(diào)pH到6.5 ~ 7.5,得到 母液；
i. 母液靜置分層，棄去下液，取上液，即得到啞光鋅添加劑A 的中間體。
實施例4:[添加劑A的制備]
將實施例l和2的產(chǎn)物以1: 1 (重量比)的比例混配，或者將 實施例1、 2、 3的產(chǎn)物以1: 1: 0.8的比例(重量比)混配，得到添
力口劑A。
實施例5:[啞光鋅添加劑B的制備〗 釆用以下任何一種方法制備。 制備方法(1):
a. 取務(wù)酸123g-130放入三口燒瓶中，加入400-440g水并攪拌；
b. 加入質(zhì)量分數(shù)為40%的NaOH調(diào)pH到5.5 ~ 6.5;
c. 升溫至80~105°C，以2~3滴/分鐘的速度滴入苯甲基氯 126-130g;然后加溫至回流溫度，保持回流3小時；
d. 測pH值，若小于6.5,則用質(zhì)量分數(shù)為20%的NaOH調(diào)pH 值6.5 ~ 7.5，再攪拌半小時直至pH穩(wěn)定在6.5,冷卻至室溫出料， 即得到啞光鋅添加劑B;
制備方法(2):
a. 將71g丙酮加入裝有攪拌器、溫度計和滴液漏斗且?guī)∪?瓶中，加入催化量氟化鉀和氧化鋁的混合物作為催化劑和5-7g的 NaOH,控制水浴溫度為20 ~ 25°C ,在強烈攪拌下在30 ~ 40分鐘內(nèi) 滴加106g-112苯曱醛，滴畢后劇烈攪拌30分鐘；
b. 用質(zhì)量分數(shù)為30%鹽酸中和，抽濾，濾液中加入粉狀的碳酸 氬鈉中和過量酸，并加入食鹽進行鹽析，分出有機層，水層用苯萃 取3次，并合并有機層，用食鹽水水洗；
c. 將有機層在-0.02MP的條件下減壓蒸餾出苯，然后冷凝干燥， 即得到啞光鋅添加劑B。
實施例6:[氯化鋅鍍液] 氯化鋅鍍液的組份為
氯化鉀180~230g/L，氯化鋅50 75g/L，硼酸25-30g/L，月 桂醇聚氧乙烯醚5 ~ 8g/L，啞光鋅添加劑A20ml/L，啞光鋅添加劑 B20ml/L, pH值為5 6;其制備步驟為
a. 用1/2規(guī)定體積的80。C熱水將硼酸溶解，
b. 依次加入氯化鉀和氯化鋅，攪拌直到全部溶解，
c. 加入另外1/2規(guī)定體積的水，
d. 用鋅#^、活性炭各lg/L攪拌過濾處理，
e. 加入月桂醇聚氧乙烯醚攪勻，
f. 加入啞光鋅添加劑A、啞光鋅添加劑B攪拌均勻。
在一個具體的實施方案中，氯化鋅鍍液的組份如下
氯化鋅 75g/L
氯化鉀 230g/L
硼酸 30g/L
月桂醇聚氧乙烯醚 5g/L
啞光鋅添加劑A 20ml/L
啞光鋅添加劑B 20ml/L
pH 5.5
水 加至1升
在HULL槽中，于20-30。C， 2A電流在鋼陰極上鍍覆10分鐘。 所得鍍鋅層呈啞白外觀。
實施例7:[氯化銨鍍液] 氯化銨鍍液的組份為
氯化銨180~230g/L,氯化鋅60 80g/L,硼酸25 30g/L,啞 光鋅添加劑A20ml/L，啞光鋅添加劑B20ml/L， pH值為6 7; 其制備步驟為
a. 用1/2規(guī)定體積的80。C的熱水將硼酸溶解，
b. 依次加入氯化銨和氯化鋅，攪拌直到全部溶解，
c. 加入另外1/2規(guī)定體積的水，
d. 用鋅粉、活性炭各lg/L攪拌過濾處理，
e. 加入月桂醇聚氧乙烯醚攪勻，
f. 加入啞光鋅添加劑A、啞光鋅添加劑B攪拌均勻；
在一個具體的實施方案中，氯化鋅鍍液的組份如下
氯化鋅 80g/L
氯化銨 230g/L
硼酸 25g/L
月桂醇聚氧乙烯醚 5g/L
啞光鋅添加劑A 20ml/L 啞光鋅添加劑B 20ml/L
pH 6.5
水 加至1升
在HULL槽中，于20-30。C, 1A電流在鋼陰極上鍍覆5分鐘。 所得鍍鋅層呈啞白外觀。
實施例8: p克酸鋅鍍液] 硫酸鋅鍍液的組份為
硫酸鋅200 300g/L,硼酸25 30g/L， AES4~6g/L,啞光鋅 添加劑A20 ~ 30ml/L，啞光鋅添加劑B20 ~ 30ml/L， pH值為4.5 ~ 5.5; 其制備步驟為
a. 用1/2規(guī)定體積的80。C的熱水將硼酸溶解，
b. 依次加入硫酸鋅，攪拌直到全部溶解，
c. 加入另外1/2規(guī)定體積的水，
d. 用鋅粉、活性炭各lg/L攪拌過濾處理，
e. 加入吸光鋅添力口劑A、吸光鋅添力口劑B攪拌均勻；
在一個具體的實施方案中，硫酸鋅鍍液的組份如下: 硫酸鋅 300g/L 硼酸 30g/L
脂肪醇聚氧乙烯醚石危酸鈉(AES) 4g/L
啞光4辛添力口劑A 20ml/L 吸光鋅添力口劑B 20ml/L pH 5.5 水 加至1升
在HULL槽中，于20-30。C， 2A電流在鋼陰極上鍍覆10分鐘。 所得鍍鋅層呈啞白外觀。
實施例9:[鋅酸鹽鍍液] 鋅酸鹽鍍液的組份為
氳氧化鈉100 ~ 140g/L，氧化鋅8 ~ 12g/L，啞光鋅添加劑A5 ~ 10ml/L。啞光鋅添加劑B5 ~ 10ml/L;其制備步驟為
a. 把氧化鋅和氬氧化鈉混合均勻，
b. 加入l/2規(guī)定體積的水，攪拌至全部溶解，
c. 用鋅粉、活性炭各lg/L攪拌過濾處理，
d. 加入啞光鋅添加劑A、啞光鋅添加劑B攪拌均勻。
在一個具體的實施方案中，鋅酸鹽鍍液的組份如下: 氫氧化鈉 140g/L 氧化鋅 8-12g/L p亞光鋅、添力口劑A 8ml/L
啞光鋅添加劑B PH
10ml/L
水 加至1升
在HULL槽中，于20 30。C， 1A電流在鋼陰極上鍍覆5分鐘。 所得鍍鋅層呈啞白外觀。
釆用本發(fā)明所述鍍液，在相應(yīng)的操作條件下，可獲得結(jié)構(gòu)細致、 孔隙少、內(nèi)應(yīng)力低、耐腐蝕性好，而且耐觸:l莫能力佳，這種光澤柔 和的啞光鍍層，深鍍能力佳，中性鹽霧試驗可達到96個小時。
經(jīng)過除油腐蝕活化后的零部件在鍍液中啞光鋅，在陰極電流密 度為2.5A/dm2時得到鍍速約為45-50 lim/h，電鍍方式為吊鍍，電源 為直流恒流源。電鍍時應(yīng)注意不能短路、斷路，時間由所要求的鍍 層厚度而定。電鍍時最好保證陰極移動和連續(xù)過濾，并定時分析鍍 液成分并補充主鹽等。
按照如下方法進行質(zhì)量指標進行測試。
1. 按照JB/T7704.1-1995電鍍?nèi)芤涸囼灧椒ǖ暮諣柌墼囼炦M行 檢驗。
在頭見定為267ml的赫爾槽中，加入含有本發(fā)明啞光鋅添加劑的 待測鍍液250ml。陽極為鋅板，赫爾槽試片為黃銅片。試驗條件 25°C、電流1A、時間5min,得到全片光亮無燒焦、無漏鍍區(qū)。
2. 按照JB/T7704.2-1995電鍍?nèi)芤涸囼灧椒ㄟM行覆蓋能力試驗 按規(guī)定采用W0"wx500mm到銅管。在1000ml鍍液中兩端與陽極 成垂直狀態(tài)。電鍍時間10min、電流1A、溫度25。C，鍍后水洗烘將 試樣縱向切開，觀察內(nèi)孔中鍍上的鍍層長度。按公式
覆蓋能力,孔巾鎮(zhèn)上,層，"0線
100
結(jié)果為覆蓋能力>65%
3.按照JB/T7704.3-1995電鍍?nèi)芤涸囼灧椒ㄟM行陰極電流效率
試驗
按規(guī)定使用庫侖計測量陰極電流效率，
公式為 結(jié)果為％《95%
待測陰極電流效率
a-測溶液槽中陰極試片中A實際增重(g) b-計上陰極試片B實際增重(g) k一待測溶液槽中陰極上析出物質(zhì)的電化當量
(g/A h)
4.按照JB/T7704.4-1995電鍍?nèi)芤涸囼灧椒ㄟM行分散能力測試
《—,
7=-^~^xl00%
按規(guī)定以公式 《-1 結(jié)果為丁>+1°/0
K一遠陰極離陽極的距離與近陰極離陽極
的3巨離之比；
^近-近陰極上電鍍后的增重(g)
^遠誦國遠陰極上電l^的增重(g)
5. 按照JB/T7704.5-1995電鍍?nèi)芤涸囼灧椒ㄟM行整平性試驗 鍍前用金相顯微鏡測定試樣基本表面的微觀高度差，電鍍后再
測定同一部分的微觀高度差。按下式計算整平能力
敝亞臺匕七鍍前微觀高度差-鍍后微觀高度差濕0/
整平能力=-/^^^in工A4-Xl00%
鍍前微觀咼度差
結(jié)果為整平性>0.8%
6. 鍍層性能測試
(1) 彎曲試一瞼
將100 x 20 x lmm的試件掛入槽溫為25°C的啞光鋅鍍液中，電 流1A下電鍍15min后取出烘干、然后夾在臺鉗上反復彎曲到斷裂， 斷口處無鍍層脫落。
(2) 驟冷試驗
將數(shù)十個鍍啞光鋅烘干，將試件置入200。C電熱烘箱中恒溫 30min,取出立即投入冷7jc驟冷。試驗結(jié)果，試樣鍍層無起泡或脫落。
(3) 彈性零件的脆性試驗
取電鍍啞光鋅并經(jīng)除氫鈍化處理后的①6彈簧墊圈50只。套在 M5的螺桿上，用扳手將螺母緊直至墊圈開口處壓平為止，放置24 小時后松開。試驗結(jié)果，無一脆斷。
(4) 杯突試驗結(jié)果
經(jīng)過杯突試驗(內(nèi)模17mm沖頭14mm板厚lmm,鍍層厚度
15 jum)測試，啞光鋅鍍液中所得試樣的壓入深度為5mm (同樣測 得傳統(tǒng)光亮鍍鋅所得試樣壓入深度4.5mm ),表明啞光鍍鋅液所得試 樣的試驗結(jié)果略優(yōu)于傳統(tǒng)光亮鍍鋅液所得試樣。
眾所周知，在單金屬電鍍中，鍍層的夾雜物特別是有機夾雜物 越少則機械性能越好。在金相顯微鏡下仔細比較本發(fā)明啞光鋅鍍層 的斷面結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)光亮鍍鋅液中得到的鍍層斷面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明啞光 鋅鍍層中基本不含夾雜物，而光亮氯化鉀鍍鋅層會有較多的夾雜物， 上述杯突試驗等也證實這一結(jié)論。
(5)鍍層的耐蝕性
分別采用表面積為1.0dm2、厚度為2mm的08F鋼板試樣，在 完全相同的環(huán)境條件下，以1.0A/dm2電流密度電鍍30分鐘，并進 行普通銀白鈍化，繼而進行中性鹽霧試驗，以表面出現(xiàn)紅點的時間 為通過時間。結(jié)果，采用傳統(tǒng)光亮鍍鋅光亮劑得到的鍍層經(jīng)12周期
(288h)的連續(xù)噴霧即出現(xiàn)紅色腐蝕產(chǎn)物，也就是腐蝕到了基體金 屬；而采用本發(fā)明中的添加劑(LAN-616)所得的鍍層，經(jīng)14周期
(336h)才出現(xiàn)紅色腐蝕產(chǎn)物，比傳統(tǒng)光亮鍍鋅層的周期數(shù)延長近 17%,由此可見，采用本發(fā)明中的添加劑所獲得的鍍鋅層，由于內(nèi) 部幾乎無夾雜物，其耐蝕性比傳統(tǒng)光亮鍍鋅層更好一些。
在機械工業(yè)表面覆蓋層產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測結(jié)果表明
啞光鋅在不鈍化僅進行封閉處理的條件下，耐中性鹽霧試驗高于96 個小時。
權(quán)利要求
1.一種用于電鍍啞光鋅鍍液的添加劑，所述添加劑由添加劑A和添加劑B組成，所說的添加劑A為亞甲基二萘和聚(丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)的混合物，二者的混合比例為2∶2-3(重量比)，所說的添加劑B為4-(4-羥基)苯基-3丁烯-2-酮或4-苯基-3丁烯-2-酮或其任意比例的混合物，添加劑A和添加劑B的比例為1∶1～1.2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其中所述亞曱基二萘和聚(丙 烯酰胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)的混合物的混合比例為2: 3 (重 量比)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其中所述啞光鋅鍍液為氯化 鉀鍍液、氯化胺鍍液、鋅酸鹽鍍液或硫酸鹽鍍液。
4. 一種氯化鉀啞光鋅鍍液，包括氯化鉀180~230g/L,氯化鋅50 75g/L，硼酸25 30g/L，月 桂醇聚氧乙烯醚5~8g/L,啞光鋅添加劑A 20ml/L，啞光鋅添加劑 B 20ml/L;其中所述添加劑A和添加劑B如4又利要求1所述。
5. —種氯化胺啞光鋅鍍液，包括氯化銨180~230g/L，氯化鋅60 80g/L，硼酸25 30g/L，月 桂醇聚氧乙烯醚5~8g/L，啞光鋅添加劑A 20ml/L，啞光鋅添加劑 B 20ml/L;其中所述添加劑A和添加劑B如權(quán)利要求1所述。
6. —種石危酸鹽啞光鋅鍍液，包括硫酸鋅200 300g/L，硼酸25 30g/L， AES 4 ~ 6 g/L,啞光鋅添 加劑A 20 ~ 30ml/L，啞光鋅添加劑B 20 ~ 30ml/L;其中所述添加劑A和添加劑B如權(quán)利要求1所述。
7. —種鋅酸鹽啞光鋅鍍液，包括氳氧化鈉100 ~ 140g/L，氧化鋅8 ~ 12g/L,啞光鋅添加劑A5 ~ 10ml/L。啞光鋅添加劑B 5 ~ lOml/L;其中所述添加劑A和添加劑B如權(quán)利要求1所述。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項所述的啞光鋅鍍液，其中所述 的添加劑A和添加劑B的濃度比例為1: 1-1.2。
全文摘要
一種用于電鍍啞光鋅的鍍液及其制備方法，涉及金屬材料表面處理中的電鍍啞光鋅工藝，其特征在于其組份包括啞光鋅添加劑A和啞光鋅添加劑B，所說的啞光鋅添加劑A為亞甲基二萘和聚(丙烯酰胺/丙烯酸鈉/N-辛基丙烯酰胺)的混合物，所說的啞光鋅添加劑B為4-(4-羥基)苯基-3丁烯-2-酮。采用本發(fā)明所述的鍍液可獲得外觀朦朧、光澤柔和、具有較好漫反射且結(jié)構(gòu)細致、孔隙少、內(nèi)應(yīng)力低、耐腐蝕性好的啞光鍍層。
文檔編號C25D3/22GK101348926SQ20081021229
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者志 呂, 呂明威, 周長虹, 肖洪兵, 陳文利, 磊 魏 申請人:武漢奧邦表面技術(shù)有限公司