一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液。
【背景技術(shù)】
[0002] 電鍍鉻有廣泛的應(yīng)用。鉻鍍層外觀優(yōu)美，硬度高，耐蝕和耐磨性好，不僅可用作裝 飾性鍍層，而且可作功能性鍍層。六價(jià)鉻鍍鉻是最普遍的工業(yè)化應(yīng)用工藝。然而，Cr (VI)對(duì) 環(huán)境和人體健康有嚴(yán)重的危害，其危害的潛伏期很長，是一種毒性極強(qiáng)的強(qiáng)烈致癌物，也是 嚴(yán)重的腐蝕介質(zhì)。相對(duì)而言，三價(jià)鉻鍍鉻具有六價(jià)鉻鍍鉻無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如毒性較低、廢 水處理較簡單、生產(chǎn)中無鉻霧污染等。隨著世界各國對(duì)環(huán)境問題的日益關(guān)注，傳統(tǒng)的六價(jià)鉻 鍍鉻工藝將逐漸被取代和淘汰，三價(jià)鉻鍍鉻必將得到應(yīng)用和推廣。
[0003] 相對(duì)于六價(jià)鉻鍍鉻，三價(jià)鉻鍍鉻的主要優(yōu)點(diǎn)有：
[0004] 1)鍍液污染較Cr (VI)低，其毒性僅為Cr (VI)的1 %，且電鍍過程不產(chǎn)生鉻霧；
[0005] 2)鍍液鉻的含量低，僅為Cr(VI)鍍液的20%~10%，帶出損失少，污水處理簡 單；
[0006] 3)沉積速度快，電流效率較高，約為Cr (VI)電鍍的2倍；
[0007] 4)鍍液分散能力和覆蓋能力較鉻酸鍍液好，一般不需要輔助陽極，厚度較均勻，掛 具簡單；
[0008] 5)光亮電流密度范圍較寬，能適合形狀較復(fù)雜的零件鍍鉻；
[0009] 6)鍍液可在常溫或較低溫度下工作，節(jié)約能源；
[0010] 7)鍍層為不連續(xù)微裂紋絡(luò)，耐腐蝕性高于Cr(VI)鍍層，硬度不低于Cr(VI)鉻層；
[0011] 8)電鍍過程中，電流中斷后繼續(xù)電鍍，不影響鍍層質(zhì)量；
[0012] 9)簡化了陽極系統(tǒng)并能長期使用；
[0013] 10)可使用化學(xué)凈化劑如鐵氰化鉀等，無需定期清洗鍍槽，減少了停工期。
[0014] 相對(duì)于六價(jià)鉻鍍鉻，三價(jià)鉻鍍鉻的主要缺點(diǎn)有：
[0015] 1)鉻為多價(jià)態(tài)金屬，
：在電鍍過程中，鍍液中的Cr3+會(huì)在 陽極被氧化成Cr (VI)，毒害鍍液；
[0016] 2)鍍液對(duì)雜質(zhì)較為敏感，管理維護(hù)要求較為嚴(yán)格；
[0017] 3)使用特種鈦陽極或金屬氧化物電極，致使生產(chǎn)成本較高；
[0018] 4)鍍液中有十余種成分，鍍液穩(wěn)定性差，工藝難以控制和調(diào)整；
[0019] 5)鍍層色澤還不理想，尤其是，隨著厚度的增加或電鍍時(shí)間的延長，鍍層光澤變 暗；
[0020] 6)鍍液的pH范圍較窄，pH過高，將對(duì)鍍鉻工藝造成不可逆損害。
[0021] 目前，三價(jià)鉻電鍍主要是硫酸鹽體系和氯化物體系。兩體系各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中氯化 物體系具有導(dǎo)電好、槽壓低、鍍液分散能力和覆蓋能力及電流效率較高、光亮電流密度范圍 較寬、陽極析氧過電勢較低及陽極上三價(jià)鉻不易被氧化等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是電流密度高時(shí)，陽極 有氯析出，污染較重，對(duì)設(shè)備腐蝕重。硫酸鹽體系雖然在鍍液的導(dǎo)電性、分散能力、覆蓋能 力、電流效率和光亮電流密度范圍等方面相對(duì)氯化物體系優(yōu)勢不明顯，但是卻擁有氯化物 所不具有的明顯優(yōu)勢，即陽極沒有氯析出，無污染，對(duì)設(shè)備腐蝕小。因此，三價(jià)鉻電鍍的研究 重心應(yīng)該是硫酸鹽體系。
[0022] 然而現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道的硫酸鹽系電鍍?nèi)芤杭半婂児に嚾源嬖诹钊瞬槐M滿意的地 方

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 本發(fā)明的目的在于提出一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，該鍍液體系穩(wěn)定，鍍層外觀 光亮，裂紋少，結(jié)合力好。
[0024] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0025] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0. 8-1. Omol/L ;硫酸 鉀 0· 2-0. 4mol/L ;溴化銨 0· 6-0. 8mol/L ;硼酸 L 4-1. 6mol/L ;次亞磷酸鈉 0· 6-0. 8mol/ L ;氨基乙酸 I. 2-1. 4mol/L ;甲醇 0. 02-0. 04mol/L，亞硫酸鈉 0. 03-0. 05mol/L，硫酸亞鐵 0· 05-0. 07mol/L ;甲基丙烯酸甲酯 0· 03-0. 05mol/L，聚二甲基硅氧烷 0· 01-0. 03mol/L。
[0026] 優(yōu)選，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0· 85-0. 95mol/L ;硫酸鉀0· 25-0. 35mol/ L ;溴化銨 0· 65-0. 75mol/L ;硼酸 L 45-1. 55mol/L ;次亞磷酸鈉 0· 65-0. 75mol/L ;氨 基乙酸 1. 25-1. 35mol/L ;甲醇 0· 025-0. 035mol/L，亞硫酸鈉 0· 035-0. 045mol/L，硫 酸亞鐵0. 055-0. 065mol/L ;甲基丙烯酸甲酯0. 035-0. 045mol/L，聚二甲基硅氧烷 0.015-0. 025mol/L〇
[0027] 最優(yōu)選，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0· 90mol/L ;硫酸鉀0· 30mol/L ;溴化銨 0· 70mol/L ;棚酸 I. 50mol/L ;次亞憐酸納 0· 70mol/L ;氛基乙酸 I. 30mol/L ;甲醇 0· 030mol/ L，亞硫酸鈉0· 040mol/L，硫酸亞鐵0· 060mol/L，甲基丙稀酸甲酯0· 04mol/L，聚二甲基娃氧 烷 0· 02mol/L。
[0028] 該鍍液可用如下工藝進(jìn)行電鍍：電鍍液的pH值為2. 3-3. 6 ;電鍍時(shí)的工藝溫度約 為45-55°C，陰極電流密度為21-23A/dm2,電鍍時(shí)間15-25分鐘，陽極為不銹鋼電極甲基丙 稀酸甲酯〇· 〇4mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 02mol/L〇
[0029] 本發(fā)明創(chuàng)造性的在鍍液中增加了甲基丙烯酸甲酯和聚二甲基硅氧烷兩種組分，并 確定了二者的適宜含量。經(jīng)實(shí)踐表明，增加這兩種組分與不增加這兩種組分的鍍層對(duì)比，鍍 層基本沒有出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，并且結(jié)合力大幅提高，百格刀測試無脫落現(xiàn)象。取得了意料不到 的技術(shù)效果。
[0030] 除上述本發(fā)明的關(guān)鍵組分外，電鍍液配方組分中硫酸鉻為鍍液提供鉻離子，硫酸 鉀和溴化銨為導(dǎo)電鹽，用來增加鍍液電導(dǎo)，提高鍍液分散能力并減少電耗；硼酸為鍍液緩沖 劑，用來維持鍍液的pH值在工藝范圍內(nèi)；氨基乙酸與三價(jià)鉻離子絡(luò)合，將惰性的三價(jià)鉻水 合物轉(zhuǎn)化為電活性高的易沉積絡(luò)離子，以提高鍍液的沉積速度和電流效率，改善鍍層質(zhì)量； 硼酸可有效穩(wěn)定鍍液的PH值，維持長時(shí)間電鍍鍍液酸度的穩(wěn)定，保證鍍層的持續(xù)增厚。亞 硫酸鈉和硫酸亞鐵用來防止三價(jià)鉻離子被氧化為六價(jià)鉻離子，同時(shí)將鍍液中已存在的六價(jià) 鉻離子還原為三價(jià)鉻離子以提高鍍液的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0031] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0032] 本發(fā)明通過對(duì)鍍液成分的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)用三價(jià)鉻替代六價(jià)鉻，環(huán)保清潔無污染， 并且制備的鍍層外觀光亮，裂紋少，結(jié)合力好。鍍液穩(wěn)定性好，使得電鍍作業(yè)容易操作。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 實(shí)施例一
[0034] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0. 8mol/L ;硫酸鉀 0· 4mol/L ;溴化銨0· 6mol/L ;硼酸I. 6mol/L ;次亞磷酸鈉0· 6mol/L ;氨基乙酸I. 4mol/L ;甲 醇0. 02mol/L，亞硫酸鈉0. 05mol/L，硫酸亞鐵0. 05mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 03mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· 03mol/L〇
[0035] 實(shí)施例二
[0036] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：硫酸鉻1.0 mol/L ;硫酸鉀 0· 2mol/L ;溴化銨0· 8mol/L ;硼酸I. 4mol/L ;次亞磷酸鈉0· 8mol/L ;氨基乙酸I. 2mol/L ;甲 醇0. 04mol/L，亞硫酸鈉0. 03mol/L，硫酸亞鐵0. 07mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 05mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· OlmoVL0
[0037] 實(shí)施例三
[0038] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：所述鍍液的組成為：硫酸鉻 0· 85mol/L ;硫酸鐘 0· 35mol/L ;漠化錢 0· 65mol/L ;棚酸 I. 55mol/L ;次亞憐酸納 0· 65mol/ L ;氨基乙酸I. 35mol/L ;甲醇0. 025mol/L，亞硫酸鈉0. 045mol/L，硫酸亞鐵0. 055mol/L ;甲 基丙烯酸甲酯〇· 〇45mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 015mol/L〇
[0039] 實(shí)施例四
[0040] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：所述鍍液的組成為：硫酸鉻 0· 95mol/L ;硫酸鉀 0· 25mol/L ;溴化銨 0· 75mol/L ;硼酸 I. 45mol/L ;次亞磷酸鈉 0· 75mol/ L ;氨基乙酸I. 25mol/L ;甲醇0. 035mol/L，亞硫酸鈉0. 035mol/L，硫酸亞鐵0. 065mol/L ;甲 基丙烯酸甲酯〇· 〇35mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 025mol/L〇
[0041] 實(shí)施例五
[0042] -種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0. 9mol/L ;硫酸鉀 0· 3mol/L ;溴化銨0· 7mol/L ;硼酸I. 5mol/L ;次亞磷酸鈉0· 7mol/L ;氨基乙酸I. 3mol/L ;甲 醇0. 03mol/L，亞硫酸鈉0. 04mol/L，硫酸亞鐵0. 06mol/L ;甲基丙稀酸甲酯0. 04mol/L，聚二 甲基硅氧烷〇· 02mol/L〇
[0043] 申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì) 工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的 保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，其特征在于，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0. 8-1.Omol/ L;硫酸鉀 0· 2-0. 4mol/L;溴化銨 0· 6-0. 8mol/L;硼酸 1. 4-1. 6mol/L;次亞磷酸鈉 0· 6-0. 8mol/L;氛基乙酸 1. 2-1. 4mol/L;甲醇 0· 02-0. 04mol/L，亞硫酸納 0· 03-0. 05mol/ L，硫酸亞鐵0. 05-0. 07mol/L;甲基丙烯酸甲酯0. 03-0. 05mol/L，聚二甲基硅氧烷 0.01-0. 03mol/L〇2. 如權(quán)利要求1所述的一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，其特征在于，所述鍍液的組 成為：硫酸鉻 〇· 85-0. 95mol/L;硫酸鉀（λ25-0. 35mol/L;溴化銨(λ65-0. 75mol/L;硼 酸 1· 45-1. 55mol/L;次亞憐酸納 0· 65-0. 75mol/L;氛基乙酸 1· 25-1. 35mol/L;甲醇 0· 025-0. 035mol/L，亞硫酸鈉 0· 035-0. 045mol/L，硫酸亞鐵 0· 055-0. 065mol/L;甲基丙烯 酸甲酯 〇· 035-0. 045mol/L，聚二甲基硅氧烷 0· 015-0. 025mol/L。3. 如權(quán)利要求1-2所述的一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，其特征在于，所述鍍液的組 成為：硫酸絡(luò)〇· 90mol/L;硫酸鉀0· 30mol/L;溴化銨0· 70mol/L;硼酸1. 50mol/L;次亞磷 酸鈉0. 70mol/L;氨基乙酸1. 30mol/L;甲醇0. 030mol/L，亞硫酸鈉0. 040mol/L，硫酸亞鐵 0· 060mol/L;甲基丙稀酸甲酯0· 04mol/L，聚二甲基硅氧烷0· 02mol/L〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硫酸鹽系環(huán)保電鍍鍍液，所述鍍液的組成為：硫酸鉻0.8-1.0mol/L；硫酸鉀0.2-0.4mol/L；溴化銨0.6-0.8mol/L；硼酸1.4-1.6mol/L；次亞磷酸鈉0.6-0.8mol/L；氨基乙酸1.2-1.4mol/L；甲醇0.02-0.04mol/L，亞硫酸鈉0.03-0.05mol/L，硫酸亞鐵0.05-0.07mol/L；甲基丙烯酸甲酯0.03-0.05mol/L，聚二甲基硅氧烷0.01-0.03mol/L。
【IPC分類】C25D3/10, C25D3/06
【公開號(hào)】CN105401176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510784278
【發(fā)明人】張穎
【申請(qǐng)人】張穎
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日