[發明專利]鋅鎳合金電鍍系統

無效

• 申請號: 200680028815.4
• 申請日: 2006-06-20
• 公開（公告）號: CN101273157A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 老萊奧納德·L·達達里奧;格利高里·E·斯托勒;布拉德利·J·普洛珀
• 申請（專利權）人: 百富可公司
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 劉延喜;王基才

技術領域

本發明涉及一種電鍍組合物，尤其是一種可用于電鍍鋅鎳合金的電鍍組合物。具體地，本發明涉及一種含有電解液組分和有機組分的電鍍組合物，電鍍組合物非常適宜于在較大電流密度范圍內電鍍鋅鎳合金，并可獲得一致、均勻的鎳含量。

背景技術

為了保護和裝飾基底，基底(尤其是金屬基底和鐵基底)上通常需要電鍍鋅或鎳。例如，通常可在鐵件上電鍍鋅或鎳，以提高鐵基底的耐腐蝕性。隨著對防腐性能要求的日益提高，人們對鋅鎳合金的興趣也越來越高，尤其是鋅鎳合金鍍層相對于單獨的鋅鍍層具有增進的防腐性能。

鋅鎳合金電鍍中使用的電解液一般可分為兩類：堿性電解液和酸性電解液。但是，迄今為止，現有的堿性電解液和酸性電解液都有諸多缺陷。

當使用堿性鋅鎳合金電解液時，通常遇到的問題是：如何將電解液中的金屬離子維持在有效水平。為了克服此問題，堿性鋅鎳合金電解液通常需要采用強螯合劑，以溶解金屬離子并將金屬離子維持在溶液中。現有技術中的螯合劑一般為化合物(通常是有機化合物)，可以形成兩個或多個具有一個中央金屬離子的配位鍵。螯合劑通常可以和金屬配位，或更具體地說，可以和具有一定化合價的金屬配位(如二價陽離子螯合劑)。常用的螯合劑包括：檸檬酸鹽、酒石酸鹽、葡萄糖酸鹽和乙醇酸鹽等羥基羧酸鹽；單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺等氨基醇；乙二胺等多胺；乙二胺四乙酸鹽和次氮基乙酸酯等氨基羧酸鹽；山梨醇等多羥基醇和硫脲。

使用螯合劑的缺點在于：螯合劑會導致金屬離子絡合，因此電鍍效率和電鍍速度均會降低。此外，金屬離子和螯合劑的絡合會使得電鍍工藝會對環境產生不利影響，而且從廢水中去除絡合的金屬離子非常困難且成本高。因此，一般都盡量避免使用螯合劑。

酸性鋅鎳合金電鍍液也同樣存在著廢水處理問題，酸性鋅鎳合金電鍍組合物中的高銨離子含量會導致金屬離子更加難以去除，因此處理成本更加昂貴。此外，含有銨離子溶液的排放還要受到環境排放標準的限制。

除了廢水處理問題，通過酸性鋅鎳合金電鍍獲得的鍍層還有各種固有的物理特性缺陷：鋅鎳合金鍍層可能缺少韌性，脆且應力高，這些缺陷可能會導致鋅鎳合金鍍層從基底上剝落和脫離，尤其是在高電流密度區域。現有鋅鎳合金電鍍系統的另一個缺陷在于：鍍層中的合金成分不均勻。當施加在電鍍物體的電流密度減小時，鋅鎳合金中的鎳含量通常會顯著增加，這可能會給鍍層的性能和鍍層的美觀帶來不利影響。

上述各種缺陷可以通過本發明的若干實施方式來克服，本發明提供了一種含水酸性鋅鎳合金電鍍組合物和一種鋅鎳合金的電鍍方法。

發明內容

本發明提供了一種含水鋅鎳合金電鍍組合物，其特別適用于在基底上電鍍一層鋅鎳合金，其中，當使用較大范圍的電流密度時，鋅鎳合金層的平均鎳含量一致且在理想的范圍內。除了平均鎳含量一致外，根據本發明實施方式的鋅鎳合金鍍層明亮、有光澤且具有韌性。此外，當使用較大范圍電流密度進行電鍍時，還可以獲得其他良好的鍍層屬性。

一方面，本發明提供了一種含水酸性鋅鎳合金電鍍組合物，其包括電解液組分和有機組分。根據本發明的一個實施方式，電解液組分包括鋅離子源、鎳離子源、PH緩沖劑和至少一種添加無機鹽。根據本發明的一個實施方式，有機組分包括：鎳光亮劑(最好是I類鎳光亮劑和II類鎳光亮劑)、芳香羧酸、醛類化合物或酮類化合物(最好是芳香醛類化合物或芳香酮類化合物)和表面活性劑(最好選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑)。根據本發明的一個優選實施方式，鋅鎳合金電鍍組合物不含螯合劑和可能在溶液中產生銨離子的試劑。

根據本發明的一個實施方式，電鍍組合物的電解液組分含有氯化鋅、六水合氯化鎳、氯化鉀、硼酸和醋酸鈉，其優點在于：電解液組分可以根據具體的要求進行標準化，且可以通過調整有機組分獲得理想的特性。