專利名稱：一種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以NaOH和ZnO為主要原料的堿性鋅酸鹽體系的鋅鎳合金電鍍領(lǐng)域，主要 是一種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法。
背景技術(shù)：
鋅鎳合金由于其高耐蝕性、低氫脆性、優(yōu)良的可焊性和可再加工性等特性，已廣泛應(yīng)用 于汽車、機(jī)械制造等行業(yè)。電鍍鋅鎳合金鍍液主要分為弱酸性體系和堿性鋅酸鹽體系兩種類 型，弱酸性鋅鎳電鍍工藝的主要優(yōu)點(diǎn)在于其電流效率高，沉積速率快，氫脆小，污水處理比 較簡(jiǎn)單，容易得到高鎳含量的合金鍍層，缺點(diǎn)也很多，鍍液的分散能力差，不適合復(fù)雜零件 的電鍍，對(duì)設(shè)備腐蝕性較大等。堿性鋅酸鹽電鍍工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是，鍍液分散能力、深鍍能 力好，鍍層合金成分均勻，對(duì)設(shè)備和工件腐蝕小，工藝操作簡(jiǎn)便，溶液穩(wěn)定，成本較低等。 總的來(lái)說(shuō)，堿性體系的可操作性比較強(qiáng)，自上世紀(jì)九十年代中期起，國(guó)內(nèi)外關(guān)于堿性鋅酸鹽 鋅鎳合金電鍍工藝的研究發(fā)展迅速。
美國(guó)專利4861442公開了一種PH值^11的堿性鋅鎳合金鍍液，其組成為鋅3 30克/ 升，鎳0.2 20克/升，堿性氫氧化物20 300克/升，氨基醇聚合物0.05 10克/升，鎳配 合劑l 20摩爾/摩爾鎳離子，氨基酸和/或氨基酸鹽。
美國(guó)專利4877496公開了一種堿性鋅鎳合金鍍液，其組成為鋅4 30克/升，鎳0. 05 4 克/升，堿性氫氧化物50 220克/升，配合劑4 110克/升，主光劑0. 1 10克/升，該主 光劑是一種或多種胺與3-鹵-l， 2環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物，輔助光亮劑至少含一種芳香醛。
日本公開特許公告01298192 〔89298192〕公開了一種堿性鋅鎳合金鍍液，其組成為 Zn2+5 20克/升，Ni2+0. 4 4. 0克/升，(Zn/Ni (wt) 4~12. 5),三乙醇胺15 60克/升，光亮劑 以及N-氨已基乙二胺，乙二胺等螯合劑^0.04摩爾，可得到光亮的鋅鎳合金鍍層。
中國(guó)專利94100815公開的是一種堿性鋅鎳合金鍍液，其組成為氧化鋅濃度為6 8克/ 升，氫氧化鈉濃度為90 110克/升，硫酸鎳與配合劑四乙烯五胺的量分別是37,5和500克/ 升，電流密度為0. 5 4安培/平方分米，，光亮劑是一種ZN-ll的商品，按此發(fā)明可得到鋅 鎳合金鍍層。對(duì)于堿性鋅鎳合金電鍍工藝而言，鎳離子的絡(luò)合劑的選擇是工藝是否成功的關(guān)鍵所在。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的堿性工藝所選用的絡(luò)合劑幾乎均為單一或簡(jiǎn)單組合的有機(jī)胺類，雖也能 得到鋅鎳合金鍍層，但存在鍍層中鎳含量變化范圍大，高溫情況下鍍液深鍍能力差等缺點(diǎn)， 不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的 方法，通過有機(jī)聚合反應(yīng)獲得大分子的有機(jī)聚合物，以此作為鎳的絡(luò)合劑，從而改善合金鍍
層中鎳的分布以及提高堿性體系在高溫下的深鍍能力，使該工藝更有利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案這種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法，步
驟如下
(1) 、在帶加溫及攪拌裝置的反應(yīng)容器中注入150ml的去離子水，加溫至15 40'C后緩 緩加入50g-150g的有機(jī)胺類或烷醇胺類的簡(jiǎn)單絡(luò)合劑；
(2) 、將50-100g環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷在60 7(TC下加入到溶解好的絡(luò)合劑溶液中， 隨著環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙垸的不斷加入，反應(yīng)產(chǎn)物從大分子轉(zhuǎn)向高分子，產(chǎn)物的黏度亦越來(lái) 越大，反應(yīng)完畢后所得的產(chǎn)物即可作為電鍍鋅鎳合金的絡(luò)合劑。
所述的有機(jī)胺類采用乙二胺、二乙烯=胺、二乙烯四胺、四乙烯五胺或多乙烯多胺的一 種或兒種的任意組合。
所述的垸醇胺類包括乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
本發(fā)明有益的效果是1、使合金鍍層中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)(一 般為7—14%)，更具可操作性；2、該類型絡(luò)合劑的使用，大大提高了鍍液在較高操作溫度 下的深鍍能力，拓寬了工藝的操作范,，降低了牛產(chǎn)成本，在能源閂益緊張、提倡節(jié)能減排 的今天更具有現(xiàn)實(shí)推廣意義。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明 實(shí)施例1:
將洗凈的500ml三口燒瓶固定于裝有攪拌裝置的工作臺(tái)上，在燒瓶底部安裝用丁冷卻的 水浴裝置，安裝好溫度計(jì)。往燒瓶中加入150ml去離子水，在攪拌狀態(tài)下從加料口緩緩加入 72g二乙烯三胺，控制溫度在15 40'C; 二乙烯三胺添加完畢后，同樣在攪拌狀態(tài)下緩緩加入70g環(huán)氧氯丙垸，控制溫度在60 70。C。反應(yīng)完畢立即將燒瓶取下冷卻，將反應(yīng)產(chǎn)物倒入 儲(chǔ)存瓶中作為鎳絡(luò)合劑備用。在絡(luò)合劑制備過程中，以上兩個(gè)步驟均為放熱反應(yīng)，好的冷卻 系統(tǒng)是不可或缺的。反應(yīng)完畢后所得的產(chǎn)物即可作為電鍍鋅鎳合金的絡(luò)合劑。
應(yīng)用用上述絡(luò)合劑配制以下電鍍?nèi)芤?br> 鋅離子 8g/L
鎳離子 2 g/L
氫氧化鈉 125 g/L
絡(luò)合劑 60ml/L
添加劑ZN—1A 16ml/L 光亮劑ZN—1B 2ml/L
其中ZN-1A及ZN-1B均為商品名，由杭州東方表面技術(shù)有限公司生產(chǎn)、銷售。ZN-1A 為一種芳香醛，可以選用胡椒醛或茴香醛；ZN-1B為有機(jī)胺與環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)縮合物， 有機(jī)胺類包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺，其濃度為ZN-1A 5 20毫升/升，ZN-1B 0 10毫升/升。
取上述溶液250ml于赫爾槽中，以純鋅塊作陽(yáng)極，以6.5X10cm的鐵片作陰極，于35 'C時(shí)以2A電流電鍍10分鐘，得到整片均勻的鏡面光亮鍍層。用分光光度法測(cè)得合金鍍層中 的鎳含量為8.5%。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)將絡(luò)合劑更換為二乙烯三胺，重復(fù)以上試驗(yàn)，所得的赫爾槽試片光亮度差， 低電流密度區(qū)鍍層粗糙。
實(shí)施例2:
將洗凈的500ml三口燒瓶固定于裝有攪拌裝置的工作臺(tái)上，在燒瓶底部安裝用于冷卻 的水浴裝置，安裝好溫度計(jì)。往燒瓶中加入150ml去離子水，在攪拌狀態(tài)下從加料口緩緩加 入100g四乙烯五胺和30g一乙烯三胺，控制溫度在15 40°C;添加完畢后，問樣在攪拌狀 態(tài)下緩緩加入70g環(huán)氧氯丙烷，控制溫度在60 7(TC。反應(yīng)完畢立即將燒瓶取下冷卻，將反 應(yīng)產(chǎn)物倒入儲(chǔ)存瓶中作為鎳絡(luò)合劑備用。
配制以下電鍍?nèi)芤轰\離子 8g/L
鎳離子 2 g/L
氫氧化鈉 125 g/L
絡(luò)合劑 60ml/L
添加劑ZN—1A 16ml/L
光亮劑ZN—1B 2ml/L
取上述溶液250ml于赫爾槽中，以純鋅塊作陽(yáng)極，以6.5X10cm的鐵片作陰極，于35 'C時(shí)以2A電流電鍍10分鐘，得到整片均勻的鏡面光亮鍍層。用分光光度法測(cè)得合金鍍層中 的鎳含量為12.6%。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)將絡(luò)合劑更換為四乙烯五胺與二乙烯三胺的組合，重復(fù)以上試驗(yàn)，所得的赫 爾槽試片光亮度差，低電流密度區(qū)鍍層發(fā)灰、粗糙。
實(shí)施例3:與實(shí)施例l不同之處在于在攪拌狀態(tài)下從加料口緩緩加入90g乙二胺，控 制溫度在15 4(TC;乙二胺添加完畢后，同樣在攪拌狀態(tài)下緩緩加入70g環(huán)氧氯丙烷，控制 溫度在60 70。C。
實(shí)施例4:與實(shí)施例1不同之處在于在攪拌狀態(tài)卜從加料口緩緩加入90g三乙烯四胺， 控制溫度在15 4(TC; 二乙烯四胺添加完畢后，同樣在攪拌狀態(tài)下緩緩加入60g環(huán)氧氯內(nèi)烷， 控制溫度在60 7(TC。
實(shí)施例5:與實(shí)施例3不同之處在于環(huán)氧氯丙烷換成環(huán)氧丙烷。
實(shí)施例6:與實(shí)施例4不同之處在于環(huán)氧氯丙烷換成環(huán)氧丙烷。
加入過量環(huán)氧氯丙烷實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
將洗凈的500ml三口燒瓶固定于裝有攪拌裝置的工作臺(tái)上，在燒瓶底部安裝用于冷卻
的水浴裝置，安裝好溫度計(jì)。往燒瓶中加入150ml去離子水，在攪拌狀態(tài)下從加料口緩緩加
入142g四乙烯五胺，捽制溫度在15 40'C:四乙烯五胺添加完畢后，同樣在攪拌狀態(tài)下緩緩加入140g環(huán)氧氯丙垸，控制溫度在60 7(TC。反應(yīng)完畢立即將燒瓶取下冷卻。因加入的 環(huán)氧氯丙垸過量，反應(yīng)半小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)產(chǎn)物黏度太大，近似固體，巳不可能從三口燒瓶 中倒出，不適合用作電鍍鋅鎳合金的絡(luò)合劑。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技 術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法，其特征在于步驟如下(1)、在帶加溫及攪拌裝置的反應(yīng)容器中注入150ml的去離子水，加溫至15～40℃后緩緩加入50g-150g的有機(jī)胺類或烷醇胺類的簡(jiǎn)單絡(luò)合劑；(2)、將50g-100g環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷在60～70℃下加入到溶解好的絡(luò)合劑溶液中，反應(yīng)完畢后所得的產(chǎn)物即為電鍍鋅鎳合金的絡(luò)合劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法，其特征是所述的有 機(jī)胺類采用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或多乙烯多胺的一種或幾種的任 意組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法，其特征是所述的烷醇胺類包括乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種獲取鋅鎳合金電鍍專用絡(luò)合劑的方法，步驟如下(1)在帶加溫及攪拌裝置的反應(yīng)容器中注入150ml的去離子水，加溫至15～40℃后緩緩加入50g-150g的有機(jī)胺類或烷醇胺類的簡(jiǎn)單絡(luò)合劑；(2)將50-100g環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷在60～70℃下加入到溶解好的絡(luò)合劑溶液中，反應(yīng)完畢后所得的產(chǎn)物即可作為電鍍鋅鎳合金的絡(luò)合劑。本發(fā)明有益的效果是1.使合金鍍層中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)(一般為7-14％)，更具可操作性；2.該類型絡(luò)合劑的使用，大大提高了鍍液在較高操作溫度下的深鍍能力，拓寬了工藝的操作范圍，降低了生產(chǎn)成本，在能源日益緊張、提倡節(jié)能減排的今天更具有現(xiàn)實(shí)推廣意義。
文檔編號(hào)C25D3/56GK101314862SQ20081012005
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者張光前, 鑫 曾 申請(qǐng)人:杭州東方表面技術(shù)有限公司