專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，可同時(shí)用作鋼鐵零件表面電鍍鋅及鋅鐵合金的添加劑，屬金屬材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
腐蝕與防腐關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全，表面工程技術(shù)是解決機(jī)械零部件及材料腐蝕與防護(hù)最經(jīng)濟(jì)有效的手段和方法。
鍍鋅作為鋼鐵的防護(hù)性鍍層，得到了廣泛應(yīng)用。為了滿(mǎn)足對(duì)零部件或材料性能更高要求，國(guó)內(nèi)外都加大了對(duì)Zn-Fe、Zn-Ni、Sn-Zn、Zn-Co、Zn-Mn、Zn-Cr、Zn-Ti、Zn-Co-Cr、Zn-Co-Fe、Zn-Ni-P、Zn-Fe-P等鋅基合金鍍的研究與應(yīng)用，其中鋅鐵合金因具有最好的性?xún)r(jià)比，已在汽車(chē)、建筑、電力等眾多行業(yè)普遍應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)外目前只有單一用于鋅或鋅鐵合金電鍍的光亮劑，尚沒(méi)有能夠同時(shí)用于鋅和鋅鐵合金電鍍的光亮劑，使該類(lèi)光亮劑的應(yīng)用受到了較大限制，也給使用者帶來(lái)極大不便。如成都高新電鍍環(huán)保工程研究所開(kāi)發(fā)的ZF系列添加劑，對(duì)于電鍍鋅鐵合金來(lái)說(shuō)是非常好的光亮劑，但是卻不能用于鍍鋅工藝，因此在推廣及應(yīng)用方面受到了較大限制。此外，現(xiàn)有鋅或鋅鐵合金電鍍光亮劑還存在使用工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性與安全性不好、綜合成本偏高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有鋅鐵合金電鍍光亮劑的不足，提供一種能夠同時(shí)用于鋅和鋅鐵合金電鍍、工藝簡(jiǎn)單穩(wěn)定、綜合成本低的光亮劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑是由芐叉丙酮、表面活性劑、高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物、乙醇與水組成的水溶液，其中芐叉丙酮的濃度為10～30g/L，表面活性劑的濃度為70～130g/L，高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物的濃度為80～120g/L，其余為乙醇和水，芐叉丙酮與乙醇的質(zhì)量比為1∶10～1∶20，高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為1∶10～1∶25。
表面活性劑包括非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑，非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質(zhì)量比為3∶1~10∶1。非離子型表面活性劑可以是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化劑中的任一種，離子型表面活性劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任一種，高級(jí)脂肪醇可以是十八天然脂肪醇、十六天然脂肪醇中的任一種。具體應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際條件和需要，具體選擇給定表面活性劑和高級(jí)脂肪醇中的任一種。
本發(fā)明中加入鍍液中的鋅及鋅鐵合金光亮劑的量，鋅及鋅鐵合金光亮劑中芐叉丙酮、表面活性劑、高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物的濃度，以及芐叉丙酮與乙醇的質(zhì)量比、非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質(zhì)量比、高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比，都可根據(jù)實(shí)際需要，在給定范圍內(nèi)選定。
本發(fā)明的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，可以采用以下工藝制備先按10~30g/L先稱(chēng)量芐叉丙酮，倒入10~20倍質(zhì)量的分析純或化學(xué)純無(wú)水乙醇中，攪拌至完全溶解后混合均勻，得到制備芐叉丙酮的無(wú)水乙醇溶液；再按80~120g/L的總量、1∶10~1∶25的質(zhì)量比，稱(chēng)量高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷并將它們混合，以無(wú)水氯化鋁、無(wú)水氯化鋅或硫酸為縮合劑，在室溫下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物；然后按70~130g/L的量稱(chēng)量表面活性劑(以3∶1~10∶1的質(zhì)量比配比非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑)，與制備好的高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物一起，倒入2~4倍質(zhì)量的蒸餾水或去離子水中，加熱至80~90℃，攪拌至完全溶解后自然冷卻；將該冷卻后的溶液與芐叉丙酮的無(wú)水乙醇溶液混合均勻，最后用蒸餾水或去離子水定容至100％體積，得到鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑。
本光亮劑可在各種鋅及鋅鐵合金電鍍工藝流程中應(yīng)用。如；鍍鋅工藝的鍍液組成及操作條件可為ZnCl260~120g/L、KCl 160~250g/L、本發(fā)明電鍍光亮劑15~30mL/L、pH值4.5~6.0、陰極電流密度1~2A/dm2、溫度15~35℃。鋅鐵合金電鍍工藝的鍍液組成及操作條件可為ZnCl260~120g/L、KCl 160~250g/L、FeSO4·7H2O 4~12g/L、抗壞血酸0.5~1.5g/L、本發(fā)明電鍍光亮劑15~30mL/L、pH值3.5~5.5、陰極電流密度1~2A/dm2、溫度15~35℃。該工藝可得到純鋅鍍層和鐵含量為0.2~0.8％(質(zhì)量百分比)的鋅鐵合金鍍層，電流效率為97~100％，沉積速率為20~30μm/h。
本發(fā)明選擇可同時(shí)適應(yīng)鋅與鋅合金的物質(zhì)作為其組成物，通過(guò)芐叉丙酮使鍍層快速出光與整平，通過(guò)非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑提高鍍液的分散能力與擴(kuò)大光亮范圍(尤其是在低電流區(qū)起光亮作用)，通過(guò)高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物和乙醇對(duì)芐叉丙酮進(jìn)行乳化和增溶的作用，因此，不僅能夠同時(shí)用于鋅和鋅鐵合金電鍍工藝，而且鍍層性能與鍍液性能不低于同類(lèi)產(chǎn)品，此外還具有工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易操作、環(huán)境友好、安全、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑是含芐叉丙酮10g/L、乙醇150mL/L、非離子型表面活性劑聚乙二醇和離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉總量為100g/L(非離子型表面活性劑聚乙二醇與離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為3∶1)、載高級(jí)脂肪醇十六天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物100g/L(高級(jí)脂肪醇十六天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為1∶20)的水溶液。
該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑用于對(duì)鋼板進(jìn)行局部鍍鋅中。將鋼板在進(jìn)行電鍍之前進(jìn)行除銹、除油、活化等前處理后，放入ZnCl280g/L、KCl 200g/L、本發(fā)明電鍍光亮劑20mL/L、pH值為在5.5的電鍍液中進(jìn)行電鍍，控制電流密度為1.2A/dm2、室溫下電鍍25分鐘后取出，得到外觀均勻光亮的鋅鍍層，然后進(jìn)行常規(guī)硅酸鹽藍(lán)白鈍化處理，經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)出白銹時(shí)間超過(guò)100小時(shí)。
實(shí)施例2該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑是含芐叉丙酮30g/L、乙醇600mL/L、非離子型表面活性劑聚乙二醇和離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉總量為130g/L(非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為10∶1)，高級(jí)脂肪醇十八天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物總量為120g/L(高級(jí)脂肪醇十八天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為1∶25)的水溶液。
該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑用于對(duì)對(duì)空壓機(jī)上某鋼管零部件進(jìn)行整體電鍍Zn-Fe合金工藝中。將鋼管在進(jìn)行電鍍之前進(jìn)行除銹、除油、活化等前處理后，放入ZnCl2100g/L、KCl 230g/L、FeSO4·7H2O10g/L、抗壞血酸1.2g/L、本發(fā)明電鍍光亮劑15mL/L、pH值為4的電鍍液中進(jìn)行電鍍，控制電流密度為1.8A/dm2、室溫下電鍍40分鐘后取出，得到外觀均勻光亮的Zn-Fe合金鍍層，鍍層中鐵含量為0.5％，鍍層進(jìn)行常規(guī)硅酸鹽藍(lán)白鈍化處理后，經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)出白銹時(shí)間超過(guò)40小時(shí)，超過(guò)了空壓機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量要求(30小時(shí)即可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))。
實(shí)施例3該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑是含芐叉丙酮20g/L、乙醇200mL/L、非離子型表面活性劑OP乳化劑和離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉總量為70g/L(非離子型表面活性劑OP乳化劑與離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為5∶1)，高級(jí)脂肪醇十六天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物總量為80g/L(高級(jí)脂肪醇十六天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為1∶10)的水溶液。
該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑用于對(duì)鋼機(jī)殼進(jìn)行整體鍍鋅中。將鋼機(jī)殼在進(jìn)行電鍍之前進(jìn)行除銹、除油、活化等前處理后，放入ZnCl290g/L、KCl 220g/L、本發(fā)明電鍍光亮劑30mL/L、pH值為5的電鍍液中進(jìn)行電鍍，控制電流密度為1.5A/dm2、室溫下電鍍30分鐘后取出，得到外觀均勻光亮的鋅鍍層，然后進(jìn)行常規(guī)硅酸鹽藍(lán)白鈍化處理，經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)出白銹時(shí)間超過(guò)60小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，其特征是由芐叉丙酮、表面活性劑、高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物、乙醇與水組成的水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，其特征是所述的鋅及鋅鐵合金光亮劑中，芐叉丙酮的濃度為10～30g/L，表面活性劑的總濃度為70～130g/L，高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物的濃度為80～120g/L，其余為乙醇和水，芐叉丙酮與乙醇的質(zhì)量比為1∶10～1∶20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，其特征是高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的質(zhì)量比為1∶10～1∶25，高級(jí)脂肪醇可以是十八天然脂肪醇、十六天然脂肪醇中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，其特征是表面活性劑包括非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，其特征是表面活性劑中非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質(zhì)量比為3∶1～10∶1，非離子型表面活性劑可以是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化劑中的任一種，離子型表面活性劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，主要用作鋼鐵零件表面電鍍鋅及鋅鐵合金的添加劑，屬金屬材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域。該電鍍光亮劑是由芐叉丙酮、表面活性劑(包括非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑)、高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物、乙醇與水組成的水溶液，能夠同時(shí)用于鋅和鋅鐵合金電鍍工藝，而且鍍層性能與鍍液性能不低于同類(lèi)產(chǎn)品，具有工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、易操作、環(huán)境友好、安全、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C25D3/02GK101063220SQ200710065899
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者張英杰, 范云鷹, 胡進(jìn)光, 章江洪 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)