一种酸性镀锌除杂剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种酸性镀锌除杂剂及其应用，该酸性镀锌除杂剂由以下重量百分数的组分组成：螯合剂10％‑40％；增效剂15％‑45％；沉淀剂20％‑45％。该酸性镀锌除杂剂能够特异性地络合铁、铜、铅等离子，并在酸性条件下生成不溶于水的沉淀物，容易过滤除去；且该酸性镀锌除杂剂不含双氧水和高锰酸钾等强氧化性化合物，不会因氧化反应破坏工作液中的有机添加剂而产生副作用，除杂剂中的有效成分对酸性镀锌添加剂无任何负面影响，按量加入后在工作温度下于一定时间内生成沉淀，配合过滤机循环过滤，可在不停产的情况下除去工作液中的金属杂质。该酸性镀锌除杂剂还能提高酸性镀锌电解液的抗杂性和耐蚀性，增加阴极极化，细化镀层结晶，改善镀层质量。

A impurity remover for acid zinc plating and its application

【技术实现步骤摘要】
一种酸性镀锌除杂剂及其应用
本专利技术属于金属腐蚀防护和表面处理领域，具体涉及一种酸性镀锌除杂剂及应用。
技术介绍
镀锌层是防止钢铁免遭腐蚀的最重要、最经济且最简便的手段之一，是电镀行业中量大面广的镀种，也是应用最为广泛的防护性装饰性镀层，它对钢铁基体具有优良的保护作用。在酸性镀锌工艺中，因原料不纯带入、酸洗后清洗不良带入、钢铁工件或铜挂钩等掉入槽液引起腐蚀带入等原因，使镀液中金属离子含量不断累积升高，最终引起镀液性能不稳定，滚筒印、分散和深镀能力下降、出光变黑甚至影响钝化性能等问题。目前，工业上处理酸性镀锌中金属杂质的主要方法是双氧水或高锰酸钾氧化法，其主要原理是将Fe2+氧化为Fe3+并连同Ni2+、Cu2+等金属离子在调整镀液pH值后形成不溶性沉淀过滤除去。此方法应用广泛，但弊端也十分明显，双氧水和高锰酸钾都是强氧化剂型危险化学品，并且属于易制毒或易制爆化学品，使原料的采购和使用都受到了一定的制约；另外，此类强氧化剂并不能特定地针对金属离子进行氧化，在添加之后也会氧化工作液中的添加剂组分，例如，会将光亮剂中的邻氯苯甲醛氧化成邻氯苯甲酸形成有机杂质，破坏其光亮剂作用，使高电流密度区镀层烧焦，镀层夹杂金属氢氧化物，镀液中有机杂质积累过多会使镀层防腐性变差，且容易变色。高锰酸钾添加量不易控制，还会引起镀液浑浊等问题。
技术实现思路
基于上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种不含双氧水和高锰酸钾等强氧化性化合物的酸性镀锌除杂剂及其应用。本专利技术提供的技术方案具体如下：一种酸性镀锌除杂剂，由以下重量百分数的组分组成：螯合剂10％-40％；增效剂15％-45％；沉淀剂20％-45％。在上述技术方案的基础上，螯合剂选自2,2-吡啶酮-4,4-二甲基-3-缩氨基硫脲、N-氧化-3-羟基-2,6-二甲基-4-吡啶酮、2-吡啶酮-2-甲基-3-缩氨基硫脲中的一种或几种。本专利技术所使用的螯合剂，对Fe2+有微弱的氧化作用，可以在规定时间和电镀工作温度下将Fe2+氧化为Fe3+，以便在弱酸性条件下形成沉淀，螯合剂分子中还含有多基配位体，能够螯合铁离子、铜离子等金属离子，在弱酸性条件下维持配离子电位平衡，与之形成稳定的螯合物，防止杂质金属离子与锌离子共沉积于镀层中而对镀层造成负面影响。在上述技术方案的基础上，增效剂选自葡萄糖、葡萄糖苷、葡萄糖酰胺中的一种或几种。本专利技术所使用的增效剂主要是葡萄糖及其衍生物，这类物质是多羟基化合物，有一定的络合性，同时含有的醛基又有一定的还原性，能够维持杂质金属离子螯合物的稳定性，防止在电镀过程中杂质金属离子复溶进入镀液而影响螯合剂对金属杂质离子的配位性能。在上述技术方案的基础上，沉淀剂由H3BO3、ZnO、MnCl2按质量比4:5:1混合而成。本专利技术所使用的沉淀剂，在H3BO3、ZnO、MnCl2三种组分的协同作用下，能够将Fe3+形成的金属螯合物的平衡电位明显负移，工作温度下，螯合物的溶度积较小，金属螯合物会以沉淀的形式从镀液中析出。在上述技术方案的基础上，螯合剂的重量百分数为40wt％，增效剂的重量百分数为25wt％，沉淀剂的重量百分数为35wt％。本专利技术还提供一种电解液，该电解液中添加有上述酸性镀锌除杂剂，酸性镀锌除杂剂的添加量为1-3g/L。本专利技术还提供一种制备上述电解液的方法，包括以下步骤：25℃-55℃搅拌条件下，按1-3g/L的添加量将混匀的除杂剂加入电解液中，加完后继续搅拌20-30分钟，静置数小时后过滤，弃去沉淀，取清液。在上述技术方案的基础上，若生产中使用过滤机循环过滤，可直接将除杂剂加入过滤机中循环过滤，无需停产。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：现有酸性镀锌除杂方法中，采用强氧化剂去除金属离子的同时也会破坏添加剂中的有效成分，使高电流密度区镀层烧焦、镀层夹杂金属氢氧化物，且光亮剂分解后变成有机杂质，镀液中有机杂质积累过多会使镀层防腐性变差，且容易变色。本专利技术提供的酸性镀锌除杂剂不会因氧化反应而破坏工作液中的有机添加剂产生副作用，除杂剂中的有效成分对酸性镀锌工作液无任何负面影响，按量加入后在工作温度下于一定时间内生成沉淀，配合过滤机循环过滤，可在不停产的情况下除去工作液中的金属杂质。该酸性镀锌除杂剂还能够一定程度的提高酸性镀锌电解液的抗杂性和耐蚀性，增加阴极极化，细化镀层结晶，改善镀层质量。附图说明图1为镀液中未加入铁离子的镀层的金相图；图2代表镀液中加入铁离子的镀层的金相图；图3代表镀液中同时加入铁离子和除杂剂的镀层的金相图；图4为杂质含量不同的镀层的金相图；其中，图4(a1)和图4(a2)均代表镀液中未加入铁离子的镀层；图4(b1)和图4(b2)分别代表镀液中加入铜离子和镍离子的镀层；图4(c1)和图4(c2)分别代表镀液中加入铜离子+除杂剂和镍离子+除杂剂的镀层。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：基础液的配制1、钾盐镀锌基础液的配制：(1)将氯化钾和氯化锌溶解于所需配制的镀液容量2/3的水中，用沸水将硼酸溶解后加入，搅拌均匀。(2)抽滤除去镀液中杂质不溶物。(3)测pH值，并调整到工艺范围5～6，加水至规定体积搅拌均匀，得到氯化钾浓度为200g/L、氯化锌浓度为70g/L、硼酸浓度为25g/L的钾盐镀锌基础液。2、硫酸盐镀锌基础液的配制：(1)用总体积2/3的温水溶解计量的硫酸锌。(2)用80℃热水溶解硼酸搅拌透明后，加入上述溶液中。(3)加入锌粉1g/L搅拌，静置2小时沉淀后过滤。(4)补充水位至规定体积搅拌均匀，得到硫酸锌浓度为300g/L、硼酸浓度为25g/L的硫酸盐镀锌基础液。实施例2取40重量份N-氧化-3-羟基-2,6-二甲基-4-吡啶酮、25重量份D-葡萄糖、35重量份重量比为4:5:1的H3BO3、ZnO、MnCl2混合物，将三者混合，即得到酸性镀锌除杂剂。实施例3取30重量份3-2,2-吡啶酮-4,4-二甲基-3-缩氨基硫脲、25重量份2-吡啶酮-2-甲基-3-缩氨基硫脲、5重量份纤维二糖酶、40重量份重量比为4:5:1的H3BO3、ZnO、MnCl2混合物，将三者混合，即得到酸性镀锌除杂剂。实施例4首先，配制以下三组电镀液：a组：向氯化钾镀锌镀液基础液中加入LAN-918光亮剂(0.6ml/L)和LAN-919柔软剂(25ml/L)，得到电镀液a；其镀层的金相图如图1所示；b组：在电镀液a的基础上加入FeSO4，得到Fe2+浓度为2000mg/L的电镀液b；其镀层的金相图如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸性镀锌除杂剂，其特征在于：由以下重量百分数的组分组成：/n螯合剂 10％-40％；/n增效剂 15％-45％；/n沉淀剂 20％-45％。/n

【技术特征摘要】
1.一种酸性镀锌除杂剂，其特征在于：由以下重量百分数的组分组成：
螯合剂10％-40％；
增效剂15％-45％；
沉淀剂20％-45％。


2.根据权利要求1所述的酸性镀锌除杂剂，其特征在于：所述螯合剂为2,2-吡啶酮-4,4-二甲基-3-缩氨基硫脲、N-氧化-3-羟基-2,6-二甲基-4-吡啶酮、2-吡啶酮-2-甲基-3-缩氨基硫脲中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的酸性镀锌除杂剂，其特征在于：所述增效剂为葡萄糖、葡萄糖苷、葡萄糖酰胺中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的酸性镀锌除杂剂，其特征在于：所述沉淀剂由H3BO3、ZnO、MnCl2按质量比4:5:1混合而...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晟，吕明威，吕志，
申请(专利权)人：武汉奥邦表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42