[发明专利]一种碱性镀锌添加剂及其应用在氰化镀液转化上的工艺

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域，涉及一种电镀添加剂及其在电镀工艺上的应用，特别是提供了一种碱性镀锌添加剂及其应用在氰化镀液转化上的工艺。

背景技术

从上个世纪以来世界经济高速发展，机械、汽车、机车、造船、飞机等各种制造业在发展中都对产品表面的防护、装饰或其它特殊性能提出了很高要求。在钢铁零件上广泛使用的防护性镀层是镀锌层，电镀锌在表面处理方面占有重要地位，它占电镀总量的60％～65％。在我国各行业中具有非常广泛的应用，超过60％以上的电镀厂均具有镀锌能力。

目前国内的主要镀种是氰化物镀锌和氯化物镀锌，后者具有镀层防护性能差的先天不足，而氰化镀锌有着镀层结晶细致、镀液分散能力和深镀能力好、镀液抗杂质能力强以及镀液稳定性好等优点，因此，要求较高的制品均要求采用碱性氰化物镀锌，碱性氰化镀锌目前在国内还在广泛使用。然而氰化钠具有很强的毒性，危及到生产工人的身体健康，排放的工业废水会造成对环境的破坏。国家发改委第40号令要求2006年底淘汰含氰镀锌工艺，这对于开展清洁电镀生产，保护我国环境固然是一件利国利民的大好事。但对原有的氰化镀液如何处置，这也是必须解决的重大问题。

目前，国内的处置方法主要有如下三种方式：

其一，将现有含氰镀液全部排入废水处理池进行破氰等处理，再用新配无氰镀液替代；

其二，不再添加氰化物，利用氰化钠的自然消耗进行转化；

其三，加入破氰剂进行递进式镀液的转换。

第一种方式需要大量的投入，与减排降耗的原则相背。

第二种方式虽然有利于清洁生产，成本较低，但操作应用难度较大，一般电镀企业难以独立操作。这除了需调整氢氧化钠、氧化锌的浓度之外，还必须同时补加两类光亮剂，且每天、每次的比例均须进行调整。镀液需经过漫长的时间后才能转为无氰碱性镀锌。这段时间不但需对于镀液进行维护，而且不能保持镀件优良的品质。

第三种方式是较为有效。但目前的加入方式，氰化钠被转换后，产生了有害物质，使得镀液性能急剧恶化。因此，仅用这种方式，不能满足生产的要求。

综上所述，对于氰化镀液转化的现有技术存在有以下几点不足：1、转化成本高；2、转化工艺复杂，镀件质量不高，难以实现工业化；3、产生新的有害物质，污染环境。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可用于氰化镀液转化、电镀产品质量高、工艺简单、工艺成本低、环境友好的碱性镀锌添加剂。

本发明的另一个目的是提供一种将碱性镀锌添加剂应用到氰化镀液转化上的工艺。

本发明所述的碱性镀锌添加剂包括辅助添加剂及光亮剂，辅助添加剂可以是任何满足下列条件的络合剂：1、能与锌离子络合；2、络合剂的不稳定常数pK_不稳值在16.8～22.36之间。其中较适宜的辅助添加剂是有机多磷酸，其不稳定常数的pK_不稳值在16.8～22.36之间。较优的是甲叉二磷酸、乙二胺四甲叉磷酸、二乙撑三胺五甲叉磷酸、羟基乙叉二膦酸中的一种，优选甲叉二磷酸。

光亮剂为化合物(I)、(II)、(III)中的一种或其混合物，较适宜的是以化合物(I)为主的混合物，优选化合物(I)。其中碱性镀锌添加剂中光亮剂的浓度为50mg/L～5000mg/L，辅助添加剂的浓度为0.5g/L～10g/L。

本发明在辅助添加剂的选择上，充分考虑了已有氰化镀锌技术的特点，选择了络合能力与氰化物接近或更高但无毒的络合剂络合锌离子，本发明优选有机多膦酸，该有机多磷酸可以是甲叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙撑三胺五甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸中的一种，最好为甲叉二磷酸，这些有机多磷酸能与锌离子形成稳定的络合物，并能增强锌离子在阴极上放电过程中的极化作用，使电流密度上限达到12A/dm²，降低还原速率，同时它与铁、铅杂质离子络合能力亦未有明显降低，使得槽液容杂能力也较好，确保镀锌产品的高质量。

得到的镀层厚度在达到30μm以上时仍无脆性，薄片零件在镀锌1h后，对折数次，锌层不脱落，可满足对厚镀层、低应力的要求；并且镀层厚薄均匀，可满足大尺寸复杂零件高质量镀锌要求。